TCC - Engenharia de Materiais

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ILATIT - Centro de Tecnologia e Infraestrutura - Bacharelado em Engenharia de Materiais

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Estudo da estabilidade física e elétrica de filmes de PEAD/PANI sob diferentes condições ambientais.
(2024) Uscapi, Amparo Pamela Leon; Fernandes Golin, Alana
Atualmente, os polímeros orgânicos condutores desempenham um papel crucial na fabricação de dispositivos eletrônicos, oferecendo vantagens significativas, tais como flexibilidade, leveza, baixo custo e baixa toxicidade em comparação com os dispositivos eletrônicos convencionais. Neste estudo, filmes de polianilina (PANI), um polímero condutor, foram depositados via polimerização in situ em substratos flexíveis de polietileno de alta densidade (PEAD), com o propósito de investigar as propriedades físicas e elétricas desses filmes em diferentes condições ambientais. Para isso, os filmes de PEAD/PANI foram submetidos a ensaios térmicos, com temperaturas variando de 30 a 100°C por 24 horas; ensaios de envelhecimento natural, no ambiente de Foz do Iguaçu; e ensaios de envelhecimento acelerado,em uma câmara com temperatura de 25°C, radiação UV e umidade. Posteriormente, as amostras foram caracterizadas por meio de microscopia óptica e espectroscopia de impedância. Os resultados obtidos revelaram que os filmes de PEAD/PANI apresentam uma impedância elétrica em torno de 103 Ω, indicando uma boa condutividade, resultado da eficiência na fabricação das amostras. Após os ensaios, concluiu-se que as propriedades físicas e elétricas dos filmes permaneceram estáveis até temperaturas de 95°C e 60°C, respectivamente, sem apresentar degradações significativas. Dessa forma, os resultados deste estudo confirmam que os filmes de PEAD/PANI têm potencial promissor para a fabricação de dispositivos eletrônicos orgânicos que operam em ambientes com temperaturas moderadas.
Estudo da variação dos parâmetros de síntese de nanoHAp estequiométrica para elaboração de réplica inversa.
(2023) Taveira, Rafael Andrade
O trabalho desenvolvido teve como objetivo a síntese de nanopartículas de hidroxiapatita com o processo de rota via úmida, utilizando um roteiro para síntese não estequiométrica e adaptado para uma síntese de nanopartículas estequiométrica. Na metodologia utilizada neste trabalho, foi realizado o preparo de soluções estequiométricas de nitrato de cálcio e fosfato de amônio como precursores da hidroxiapatita, utilizando a razão Ca/P de 1,67. Para a realização da síntese com as soluções preparadas, foi determinado que para manter a razão estequiométrica necessária, utilizou-se 100ml de fosfato de amônio para cada 30,98ml de nitrato de cálcio. Como resultado, foram obtidas nanopartículas de hidroxiapatita estequiométrica nas faixas de 58,59nm a 93,75nm em regiões específicas de aglomerados através da análise de MEV e módulo STEM. Foi realizado também uma análise qualitativa elementar (EDS) que indicou que no material analisado não havia contaminações e estavam presentes apenas o cálcio (Ca) e fósforo (P). As estruturas cristalinas e composição de fases das amostras produzidas foram confirmadas via difração de raios-X. A análise de calorimetria diferencial de varredura (DSC) mostrou que não há picos exotérmicos de cristalização entre 30-1100ºC indicando nenhuma formação ou transformação de fases novas nessa faixa de temperatura. Uma análise de dispersão e tamanho de partícula (DTP) foi realizada em conjunto para confirmação do tamanho de partícula e curva de distribuição, aglomerados formados nas sínteses foram observados em pouca quantidade na faixa nanométrica, e maiores quantidades nas faixas submicrométricas e micrométricas. Para a proposta de réplica inversa, um molde funcional foi projetado via manufatura aditiva com o objetivo de obter um scaffold cerâmico com geometria complexa. Além disso, foi preparada uma suspensão cerâmica para validar o método proposto.
Influência da substituição parcial do cimento por rejeito de minério de ferro nas propriedades físicos-mecânicas de argamassas
(2023) Jimenez, Andoberty Zurita; Rodier, Loic Barbara
O trabalho tem como objetivo estudar o uso do rejeito de minério de ferro (RMF) como substituição parcial do cimento em argamassas. Para isso, dois cimentos foram avaliados, o CPV ARI e o CPII-F-32. O delineamento experimental foi realizado com os traços (1:3) cimento aglutinante e teores de rejeito de minério de ferro de 0, 10, 20 e 30% em massa de substituição. Os ensaios realizados indicaram que a formulação com 10% em massa de substituição do cimento CPV-ARI por rejeito de minério de ferro apresenta o melhor desempenho nos ensaios de capilaridade, índice vazios e absorção de água por imersão. Além disso, as formulações que apresentam um índice de atividade pozolânica superior a 75%, como recomendando na norma ASTM C618, são 10 e 20% de substituição parcial do cimento CPV ARI, bem como 10% de substituição parcial de cimento CPII-F-32. Com base nos resultados, conclui-se que a substituição parcial do cimento por rejeito de minério de ferro é uma alternativa viável e sustentável para a produção de argamassas
Estudo das Propriedades de Filmes Finos de DLC Depositados em TI-6AL-4V pela Técnica PIII&D dentro de Tubos de Titânio de Diferentes Dimensões
(2023) Rueda, Beiker Martínez
Os biomateriais metálicos apresentam facilidade de perder elétrons; superfície reativa e perda de massa em interação com os tecidos em contato, havendo liberação de íons por dissolução, desgaste ou corrosão. Essa interação pode comprometer a utilização do material, devido à deterioração de suas propriedades mecânicas, físicas ou de sua aparência. A corrosão é um dos processos de degradação e pode ser classificada de acordo com a maneira que se manifesta: uniforme, galvânica, em frestas, por pites, intergranular, por lixívia seletiva, erosão-corrosão e corrosão sob tensão. Os íons liberados pelo processo de corrosão têm o potencial de interagir com os tecidos, por meio de diferentes mecanismos. A quantidade de íons metálicos liberados por biomateriais metálicos exposto ao ambiente severo, como por exemplos fluidos corporais, pode ser elevada e tem consequências importantes para tratamentos ortopédicos e clínicos, pois a maioria dos implantes e aparelhos auxiliares são de titânio e ligas de titânio. Os tratamentos de superfície de biomateriais metálicos são uma opção mais simples, econômica e tecnologicamente mais eficiente para aumentar a resistência ao desgaste, o que aumenta a vida útil do dispositivo, minimizando a liberação de detritos de desgaste e corrosão. Para melhorar as propriedades desses materiais e estudar suas características estruturais, filmes finos de carbono foram depositados em amostras de liga de titânio (Ti-6Al-4V) pelo sistema de implantação iônica por imersão a plasma e deposição (PIII&D - Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition) usando plasma de metano (CH4) e hidrogênio (H2). As propriedades dos filmes depositados geralmente dependem das condições de deposição, que determinam sua microestrutura, principalmente as respectivas proporções de carbono sp3 e sp2, portanto a estrutura dos filmes de Carbono tipo diamante (DLC-Diamond Like Carbon) foi analisada por Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Difração de raios-X (DRX).
Estudo da Absorção da Energia de Impacto para uma Liga de Aço Fundido
(2023) Borba da Silva, Viktor Gabriel
Aços fundidos tem suas propriedades definidas pela sua microestrutura e composição química portanto quando um novo parâmetro de aplicação é definido o aço deve passar por alterações em sua composição química e/ou tratamento térmico. O escopo desse trabalho é mostrar ao leitor, a alteração de uma liga de aço fundida com baixo carbono para atendimento de um novo valor nominal de energia de absorção de impacto, modificando a composição química do aço com elementos ligantes como o níquel e acrescentando um novo tratamento térmico, avaliando a alteração de energia de absorção através do ensaio de impacto Charpy.
Avaliação de Diferentes Precursores de Fósforo na Síntese de Cerâmicas Bioativas do Sistema SIO2−CAO−NA2O−P2O5
(2022) Gonzales Ordoñez, Dennis Luis
Cerâmicas bioativas são materiais que podem interagir rápido e positivamente com tecidos duros e moles, estimulando suas funções celulares e sua regeneração. Esses materiais podem ser preparados utilizando diferentes rotas de síntese e matérias-primas. Neste estudo, diferentes precursores de fósforo (CaHPO4, P2O4 e H3PO4) foram testados para a síntese de cerâmicas bioativas do sistema SiO2−CaO−Na2O−P2O5 via processos difusionais no estado sólido. Para a preparação das amostras, a proporção de cada reagente foi calculada utilizando o software GlassPanacea®, permitindo que essa etapa de formulação fosse rápida e precisa. Após a síntese dos materiais, não foi verificado perda significativa de fósforo ao comparar suas composições nominais com aquelas obtidas experimentalmente por espectrometria de fluorescência de raios X. Isso mostra que os precursores testados são viáveis para as condições de síntese estabelecidas, compreendendo isotermas de 1 a 8 h e temperatura de ~ 1000 °C. Considerando a natureza dos precursores avaliados, o CaHPO4 se mostrou o reagente mais adequado para as condições de síntese que foram adotadas em função de seu fácil manuseio e baixa higroscopicidade. Assim, sendo possível estabelecer uma rota simples e reprodutiva para a preparação de cerâmicas bioativas que podem ser exploradas em diferentes aplicações na engenharia de tecidos.
Comparação de Ligas Comerciais de Zinco através de Análises Mecânica e Microestruturais
(2022) Wen, Chang Yau; Orientação
O fecho do zíper, cujo principal componente se denomina cursor, é um dispositivo introduzido na vida diária das pessoas e são utilizados em muitas aplicações. A principal matéria prima dos cursores é composta por zinco, em destaque a liga comercial Zamac (ligas Zn-Al-Mg-Cu). São elas ligas hipoeutéticas de Zn-Al com teores de alumínio aproximadamente 4% em peso e, de acordo com sua composição, são identificados por números como, por exemplo: Zamac 3 e Zamac 5. Através da fundição dos lingotes da liga Zamac passando pelo processo de fundição sob pressão os cursores são moldados. Neste trabalho, foram realizados estudos de comparação acerca de liga de zinco com origem chinesa (ZC) utilizada na indústria de zíper, com duas ligas de produção brasileira, Zamac 3 (Z3) e 5 (Z5). As amostras das tais ligas foram comparadas através de caracterizações microestruturais e análise mecânica. As técnicas utilizadas foram: Metalografia utilizando Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por energia dispersiva (EDS), Difração de raios-x (DRX) e ensaio de dureza por rebote. Assim, foi possível identificar, em todas as amostras, presença de fases primaria de Zn (η) envolvidas pela fase eutética (η + α). A amostra Z5 apresentou maior dureza e microestrutura fina e distribuída em relação as outras duas. As ligas de zinco chinesa e Zamac 3 apresentaram resultados similares, podendo indicar uma possível substituição futuramente.
Desenvolvimento de um Tribometro do Tipo Pino sobre Disco de Baixo Custo para Estudo de Desgaste do Par Tribológico Aço Médio Carbono/ Lixa de AL2O3
(2022) Luzia, Lucas Moreira; Orientação
Os estudos de tribosistemas possuem grande importância na indústria, pois a utilização dos conhecimentos e tecnologias atuais neste tema podem gerar economia significativa no mundo todo. Os principais mecanismos de desgaste encontrados em ambientes industriais são abrasão e adesão. A dureza e a microestrutura dos materiais são propriedades que influenciam esses mecanismos de desgaste. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo sobre o desgaste por deslizamento do aço SAE 1045 sob lixas de Al2O3 com diferentes tamanhos de grãos utilizando um protótipo de um tribômetro do tipo pino sobre disco desenvolvido para este estudo. Para isto, foi construído um equipamento que seja capaz de promover o contato constante, durante os ensaios, entre o material analisado e o disco do aparelho, a fim de provocar e avaliar o desgaste gerado. Em seguida, pinos de aço SAE 1045 foram atritados sob um disco revestido com Al2O3 com granulometrias de 80, 120 e 400 mesh com rotação de 177 rpm e uma força de 2,772 N durante 3:30 horas. Por meio de microscopia ótica e utilizando uma balança digital de alta precisão, foi possível observar desgaste do par tribológicos supracitado. Foram observadas trilhas de desgaste no pino e, após 210 minutos de ensaio, uma variação mássica de 8,16%, 5,56% e 0,19% quando utilizado as lixas de P80, P120 e P400, respectivamente.
Fabricação do Dispositivo Jominy para Têmpera e Caracterização de um Aço Médio Teor de Carbono
(2022) Garay Román, Luis Enrique; Ferreira, Gislaine Bezerra Pinto
Este trabalho aborda o uso e a fabricação do dispositivo Jominy como método de determinação da temperabilidade de um aço médio teor de carbono, seguindo as especificações da norma ASTM A255. O enfoque do trabalho visa a obtenção da curva de temperabilidade do aço em estudo comparando-o com as curvas encontradas na literatura, como também, a caracterização microestrutural por microscopia ótica, DRX e EDS. Cabe destacar que para a obtenção da curva de temperabilidade o corpo de prova foi submetido a medidas de dureza na escala Rockwell C ao longo da superfície rebaixada. Para as caracterizações por microscopia ótica e DRX foram utilizadas duas superfícies do corpo de prova tratado termicamente, uma superfície onde houve o contato direto do jato de água com a peça e a outra superfície a 10 mm da extremidade temperada. Assim, mediante a caraterização por microscopia ótica foi possível analisar as microestruturas formadas no aço tratado termicamente nas duas superfícies, que, seguidamente foram comparadas com o mesmo aço sem tratamento térmico, observou-se que houve refinamento na microestrutura do aço com TT. A caracterização por DRX do aço com tratamento térmico permitiu observar ferrita de Widmanstätten. E mediante caracterização de EDS obteve-se a análise elemental do aço tratado termicamente. Como resultado, obteve-se um corpo de prova temperado utilizando o dispositivo Jominy fabricado, observa-se na curva de temperabilidade obtida uma dureza inferior em comparação ao encontrado na literatura, isto devido a uma provável descarbonetação do material pelo tempo excessivo no forno a uma temperatura superior a 780 °C, dificultando a formação da martensita. Porém, é evidenciado um ganho de dureza do aço tratado termicamente em comparação do aço sem tratamento térmico, isto devido ao refinamento do grão.
Determinação das Etapas de Degradação Térmica utilizando Modelos Cinéticos em Diferentes Fibras Vegetais
(2022) Doroskevich, Stefany; Mancosu, Rafael Drumond
O uso de fibras vegetais como reforço em compósitos é uma alternativa em relação as fibras sintéticas no contexto da biodegradabilidade, onde é almejada a obtenção de compósitos resistentes que ocasionem um menor impacto ambiental em comparação aos materiais convencionais. No entanto, alguns estudos sobre fibras ainda podem ser inconclusivos quando se trata da sua estabilidade térmica devido à complexidade das mesmas com relação a sua estrutura e constituinte. Em busca da obtenção de dados mais específicos e de melhor entendimento da cinética de degradação das fibras, este trabalho visa determinar as etapas de degradação mediante a cinética de degradação das fibras de Buriti, Rami e Sisal. Os dados dos ensaios térmicos de termogravimetria (TGA) do trabalho intitulado “Correlation of the thermal stability and the decomposition kinetics of six different vegetal fibers” (2014) foram reutilizados visando a determinação das etapas de degradação utilizando o método avançado de Vyazovkin, trazendo uma abordagem diferente da apresentada pelo trabalho já existente. Após as várias etapas de analise, foi determinada a estabilidade das fibras, com uma final incongruência em relação aos dados teóricos apresentados.
Fotoeletrodos à Base de Tio2/y2o3:Tr para Utilização em Células Fotoeletroquímicas
(2022) Godoy, Jazmin Magali Decclesiis; Orientação
Com a constante evolução das formas de energia alternativas destaca-se a energia solar, uma das formas de converter energia solar em energia elétrica é por meio de células solares fotoeletroquímicas, tais como as células solares sensibilizadas por corantes. Neste trabalho propõe-se filmes de TiO2 modificados com Y2O3 dopados com íons terras raras (TR) Eu3+ e Ce3+. Os fotoânodos são preparados por meio da mistura da pasta comercial de TiO2 com 2 e 4% em peso de Y2O3:3%Eu:0,1%Ce e Y2O3:3%Eu:1%Ce, foram feitos filmes mediante espalhamento mecânico sob substratos de óxido de estanho dopado com flúor. Em seguida os filmes foram tratados termicamente a 450° por 30 min. Os resultados de difração de raios X mostram a presença das fases de TiO2 (anatase) e de Y2O3, sem outras fases secundárias. Os resultados de curva corrente-potencial e espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram que os fotoânodos com presença de Y2O3:TR apresentam eficiência () superior aos com apenas TiO2 puro ( = 4,5%). Especificamente, tem-se para os filmes com 2% de Y2O3:3%Eu:1%Ce e os filmes com 2 e 4% Y2O3:3%Eu:0,1%Ce, apresentam eficiência () de 6,3, 5,1 e 5,2%, respectivamente. Isto pode ser atribuído a redução da recombinação de elétrons na interface e no aumento no transporte de carga nos filmes constituídos pela mescla dos semicondutores.
Caracterização Térmica, Mecânica e Dinâmico-Mecânica de Poliuretanos Biocompatíveis com Memória de Forma
(2022) Fernando, Kananda Pereira; Orientação
O uso de molas descartáveis de Guglielmi para procedimentos de embolização endovascular para tratamento de aneurismas intracranianos é uma alternativa às cirurgias de clipagem, à qual reduz o risco de morte dos pacientes durante a cirurgia por ser um procedimento menos invasivo. No entanto, sua utilização vem apresentando baixas taxas de sucesso devido à oclusão incompleta dos aneurismas saculares. Em busca de novas alternativas de materiais a serem utilizados em tais procedimentos, este trabalho visa caracterizar as propriedades térmicas, dinâmico-mecânicas e mecânicas de poliuretanos biocompatíveis com memória de forma para este tipo de aplicação. Este trabalho reutilizou os dados produzidos e disponibilizados por Fisher et al. no artigo “Thermomechanical data of polyurethane shape memory polymer: Considering varying compositions”, com o intuito de complementar o trabalho realizado por Kunkel et al. no artigo “Synthesis and characterization of bio-compatible shape memory polymers with potential applications to endovascular embolization of intracranial aneurysms”, em que amostras poliuretano foram obtidas por meio da síntese dos monômeros diisocianato de hexametileno (HDI), etilenodiamino-N,N,N',N'-tetra-2-propanol (HPED) e trietanolamina (TEA), com diferentes proporções. Após a síntese, as amostras foram submetidas a diversos ensaios. Os dados dos ensaios térmico de termogravimetria (TGA), dinâmico-mecânico (DMA), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e de tração foram reutilizados neste trabalho para a caracterização das propriedades das amostras com o objetivo de realizar uma interpretação da relação estrutura vs propriedade dos materiais das amostras, trazendo uma abordagem diferente da apresentada pelo trabalho já existente.
Avaliação da Influência da Incorporação da Cana-de-Açúcar Quimicamente Modificada nas Propriedades Químicas, Térmicas, Morfológicas e Dinâmico-Mecânicas na Borracha Natural
(2022) Britez, Bruno Luan Pecorari; Orientação
A incorporação de produtos naturais em substituição total/parcial a produtos sintéticos vem se tornando uma alternativa tanto do ponto de vista ambiental como econômico. Portanto este trabalho tem como objetivo realizar a avaliação da influência da incorporação de resíduo de cana-de-açúcar modificada (DCM) nas proporções de 1, 3, 5, 7 e 10 partes por cem de borracha (phr) como substituto ao óleo naftênico na borracha natural nas propriedades químicas, físicas, morfológicas e dinâmico-mecânicas. A cana-de-açúcar modificada através do processo de silanização teve como finalidade de melhorar a incorporação do material à borracha, assim como a dispersão e as propriedades finais. A incorporação da cana-de-açúcar promoveu um aumento da densidade de ligações cruzadas do composto 3 e 7 phr enquanto os demais permaneceram menores e próximos à amostra padrão, verificado pelo ensaio de reometria. O platô da degradação térmica por termogravimetria é principalmente influenciado pela menor estabilidade térmica da cana-de-açúcar do que o grau de reticulação. Na análise de microscopia eletrônica de varredura (MEV) se observa uma boa homogeneidade para todas as concentrações de DCM com uma porosidade superficial estimada similar para as amostras controle NR e 10 phr enquanto maiores valores (e similares) para as demais amostras (1, 3, 5 e 7 phr). Essa porosidade não tem influência nas propriedades dinâmico-mecânicas e demonstra que o resultado é mais diretamente dependente da quantidade de cana-de-açúcar e da densidade de reticulação. No domínio vítreo, a maior influência é da cana-de-açúcar enquanto que no domínio elastomérico a maior influência é da reticulação química. Em suma, a substituição do óleo naftaléico pela cana-de-açúcar se mostra uma excelente alternativa nas propriedades analisadas.
Adaptação de Controladores em um Rotofiador para o Ajuste de Parâmetros na Produção de Fibras
(2021) Harka, Nathielle Lopes; Orientação
A rotofiação é um método utilizado para obtenção de fibras de diferentes tipos de materiais, possibilitando suas aplicações em segmentos como a de filtração, isolamento térmico e acústico e para a engenharia de tecidos. Além disso, a técnica oferece inúmeras vantagens em relação a outros métodos de produção de fibras, como por exemplo, uma maior taxa de produção, fácil implementação, não requer campos elétricos de alta tensão e ainda permite o controle da morfologia de fibras ajustando-se algumas variáveis do processo. Com base nessas observações, este trabalho teve como objetivo arquitetar um rotofiador possuindo parâmetros ajustáveis a partir de um equipamento básico empregado na produção de algodão doce. Esse tipo de equipamento é portátil, possui baixo custo e é de fácil operação. Para isso, foi modificado a sua estrutura e parte elétrica, sendo adaptado com sucesso controladores de temperatura e velocidade de rotação. Com um baixo orçamento, foi possível desenvolver um rotofiador funcional possuindo parâmetros ajustáveis e potencial para processar diferentes materiais. Em um teste preliminar com sacarose granulada, realizado apenas para verificação de funcionamento do equipamento e atestar a sua capacidade de produzir fibras, foi observado que tanto a temperatura como a velocidade de rotação exercem uma grande influência no processo. Quando esses parâmetros não estão alinhados, além de ocorrer perda de material por ejeção as fibras podem não se formar adequadamente, apresentando muitos grumos. Com o rotofiador finalizado e em pleno funcionamento, agora é possível prosseguir com os estudos para um maior entendimento da influência desses parâmetros na formação de fibras a partir de testes sistemáticos com diferentes materiais.
Desenvolvimento e caracterização de eletrodos porosos de níquel para aplicação em baterias de sódio
(2019-12-04) Soares, Julia Safranski; Reimbrecht ,Eduardo Gonçalves; Cantane, Daniel Augusto
Neste trabalho foi desenvolvido um método para fabricar eletrodos de níquel por sinterização de pó solto, variando os parâmetros de sinterização (temperatura, tempo e morfologia) de modo a obter eletrodos de morfologia porosa interconectada. A influencia dos diferentes parâmetros de sinterização utilizados foi avaliada, por meio de cálculos de retração linear, densidade aparente e área superficial eletroquimicamente ativa, das amostras fabricadas. Além disso, as amostras também foram caracterizadas por meio de difração de raios X, microscopia ótica e voltametria cíclica. Os resultados mostraram que a sinterização de pó solto foi eficaz para fabricar eletrodos porosos, gerando materiais com alta porcentagem de porosidade geométrica, baixa densidade aparente e resistência mecânica satisfatória. As voltametrias cíclicas demonstraram que a morfologia porosa dos materiais fabricados, confere a esses, elevadas áreas eletroquimicamente ativas, tornando-os materiais com potencialidade para atuar como eletrodos em baterias de sódio, armazenando maiores quantidades de energia por grama de material ativo, utilizando menos material, reduzindo assim, o custo.
Estudo das propriedades físico-químicas de nanocristais de celulose após reação de oxidação utilizando N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO)
(2020-11-18) Iscuissati, Vitor de Barros; Orientação
Os nanocristais de celulose (CNC) vêm sendo utilizados em diversas áreas devido as características atrativas que apresentam como baixo custo, disponibilidade, biocompatibilidade, ótimas propriedades mecânicas e funcionalidade de sua superfície. A funcionalização via oxidação utilizando o reagente N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidina (TEMPO) é um dos tratamentos mais eficazes e bastante discutido na literatura. Através desse reagente é possível a modificação seletiva da superfície da celulose, oxidando álcoois primários e secundários em condições brandas e tempo reacional reduzido. O princípio básico deste pré-tratamento consiste na oxidação de fibras de celulose através da adição de NaClO na presença de quantidades catalíticas de TEMPO e NaBr em pH 10-11, à temperatura ambiente. O objetivo deste trabalho foi funcionalizar os nanocristais de celulose (CNC) com o reagente TEMPO e caracterizar os materiais obtidos, a fim de investigar possíveis aplicações. A funcionalização foi realizada alterando os parâmetros de massa para o TEMPO e brometo de sódio (NaBr), obtendo-se três materiais: CNCm1, CNCm2 e CNCm3. Os materiais obtidos foram caracterizados utilizando as técnicas de difração de raios X (DRX), de termogravimetria (TG) e de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR). Por meio da difração de raios X foi possível observar que a modificação superficial dos CNC não trouxe alterações significativas na cristalinidade do material. A análise térmica realizada para amostras indicou que houve uma redução na temperatura de início de degradação do material após a reação de oxidação, de 255 °C (CNC) para 230 °C (CNCm2) e um aumento na quantidade residual de carbono para CNCm2 em 17%. Com a análise de FTIR pôde-se concluir que foi obtida a esterificação da superfície dos nanocristais de celulose com TEMPO, principalmente para a amostra CNCm3 em que foi observada a presença de uma banda em torno de 1737 cm-1, atribuída ao estiramento da carbonila do grupo éster. Os CNC obtidos apresentaram características padrões desta partícula, evidenciando que a reação de isolamento e de modificação superficial dos CNC não conferiu nenhum dano à estrutura deste material. Além disso, a reação de esterificação do CNC foi obtida com sucesso utilizando a metodologia com maiores teores de TEMPO e brometo de sódio.
Cálculo e análise de tensões residuais por difração de raios-X (DRX) em aço 1045 tratado termicamente
(2019-12-10) Louis, Stevenson Pierre; Nuernberg, Gustavo George Verdieri; Mancosu, Rafael Drumond
O tratamento térmico é um dos métodos utilizados no aço para alterar as suas propriedades através das mudanças de fases estruturais, porém este material pode se tornar inadequado para algumas aplicações, como processos de soldagem estruturais. Nesse trabalho, foi empregado um aço com 0,45% de carbono para ser submetido a diferentes tratamentos térmicos sob ação de meios severos. As amostras de aço foram submetidas a tratamentos térmicos em diversos meios como: água, solução de gelo com 4% de NaCl, em salmoura e resfriamento da amostra dentro do forno. O presente trabalho teve como principal objetivo calcular e analisar as tensões residuais em cada amostra tratada utilizando o equipamento de difração de raios-x (DRX), com o emprego da técnica sin2Ψ. Os resultados dos cálculos de tensões residuais e das imagens microestruturais obtidos através de uso do microscópio ótico para a matéria-prima foram comparados com as das amostras tratadas termicamente. Observa-se a presença tanto de tensões de tração e de tensões de compressão. O surgimento das tensões de tração é devido a ferríta e a austenita, e as tensões de compressão é devido à presença da martensita e da cementita na perlita

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