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Dissertações |
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WILLIAN FERREIRA BATISTA
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Estudo da formação de inclusões de silício em anéis de pistão de ferro fundido cinzento
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Orientador : ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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FÁBIO GATAMORTA
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ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
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MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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Data: 24/02/2022
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Os anéis de pistão são componentes do sistema de combustão interna dos motores, e estes em sua maioria são fabricados em ferro fundido cinzento, os quais devem apresentar elevada resistência à tração e dureza por trabalharem em condições severas. Este trabalho objetivou avaliar a influência da adição de inoculantes na ocorrência de inclusões de silício em peças de ferro fundido cinzento com seções transversais finas, como por exemplo, anéis de pistão. A presença de inclusões nos metais gera um ponto de concentração de tensões, podendo resultar na nucleação de trincas de fadiga e levar o componente a falha durante seu funcionamento. O entendimento da influência dos inoculantes na ocorrência destas inclusões vai contribuir com a redução de partes rejeitadas pelas fundições, além de prevenir uma eventual falha do componente em campo. Para este trabalho duas corridas de fundição foram elaboradas para avaliar o comportamento das variáveis: granulometria, quantidade de inoculante e método (momento) de inoculação para atender a demanda dos experimentos planejados. Os resultados obtidos com os experimentos foram analisados utilizando métodos estatísticos como Qui-Quadrado, Análise de Regressão, Planejamento de Experimentos (DOE) e Otimização de Respostas. As amostras fundidas que apresentaram inclusões de silício foram analisadas conforme as especificações de microestrutura, composição química e dureza, e as inclusões foram caracterizadas através de ensaios de microdureza, microscopia óptica, e microscopia eletrônica de varredura. Foi possível confirmar que a ocorrência das inclusões está associada à adição do inoculante, e que as variáveis granulometria e quantidade de inoculante possuem forte relação à ocorrência do defeito. Os métodos estatísticos confirmaram que quanto maior for a granulometria e a quantidade de inoculantes adicionados ao banho, maior será a probabilidade da ocorrência do defeito de inclusão de silício no anel de pistão.
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Piston rings are components of the internal combustion system of engines, and these are mostly made of gray cast iron, which must have high tensile strength and hardness for working in severe conditions. This work aimed to evaluate the influence of the addition of inoculants on the occurrence of silicon inclusions in gray cast iron parts with thin cross sections, such as piston rings. The presence of inclusions in metals generates a point of stress concentration, which can result in the nucleation of fatigue cracks and lead the component to failure during its operation. Understanding the influence of inoculants on the occurrence of these inclusions will contribute to the reduction of parts rejected by foundries, in addition to preventing an eventual failure of the component in the field. For this work, two castings were designed to evaluate the behavior of the variables granulometry, amount of inoculant and method (moment) of inoculation to meet the demand of the planned experiments. The results obtained with the experiments were analyzed using statistical methods such as Chi-Square, Regression Analysis, Design of Experiments (DOE) and Desirability. The cast samples that presented silicon inclusions were analyzed according to the microstructure, chemical composition and hardness specifications, and the inclusions were characterized through microhardness tests, optical microscopy, and scanning electron microscopy. It was possible to confirm that the occurrence of inclusions is associated with the addition of the inoculant, and that the variables granulometry and amount of inoculant are strongly related to the occurrence of the defect. Statistical methods confirmed that the greater the particle size and the amount of inoculants added to the bath, the greater the probability of the occurrence of the silicon inclusion defect in the piston ring.
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PAULO SERGIO MARQUES
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Avaliação da Atividade Antimicrobiana de Máscaras Cirúrgicas Revestidas com Silano e TiO2
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Orientador : DANIELA SACHS
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MEMBROS DA BANCA :
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AMANDA DE CARVALHO PEREIRA MORAES
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DANIELA SACHS
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Melina Espanhol Soares
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ROSSANO GIMENES
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Data: 11/03/2022
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O uso da máscara cirúrgica como conhecemos hoje teve início na Alemanha em 1897 e sua eficácia como barreira microbiana é reconhecida. No entanto, existem alguns fatores que podem comprometer o efeito protetor de uma máscara cirúrgica, e esse efeito só é mantido quando a camada superficial da máscara é hidrofóbica e seca. Neste contexto, existe a necessidade de substituição de máscaras que estão úmidas devido ao uso prolongado ou que foram contaminadas com sangue ou outras secreções, por máscaras limpas, o que nem sempre pode ser feito imediatamente durante procedimentos de emergência. Além disso as mãos dos profissionais de saúde podem ser contaminadas durante a remoção das máscaras cirúrgica. O revestimento de superfícies por diferentes metais, pode conferir a estes materiais recobertos atividade antimicrobiana. Neste contexto, o dióxido de titânio (TiO2) tem atividade antimicrobiana conhecida e é utilizado uma para ampla variedade de aplicações biológicas. Além disso, revestimentos constituídos por partículas de sílica, TiO2 ou outros óxidos para modificar a rugosidade das superfícies, a fim de torná-las hidrofóbicas. O método sol-gel pode ser aplicado para obter um revestimento hidrofóbico e esse método envolve a hidrólise de uma fonte precursora de sílica, como o ortossilicato de tetraetila (SiO2), com álcool, em baixas temperaturas. Portanto, a presente dissertação visa desenvolver uma cobertura com propriedades antimicrobianas, baseada na preparação de partículas de TiO2 com SiO2, sobre a composição têxtil de 100% polipropileno (PP) utilizado para a confecção de máscaras cirúrgicas. O estudo foi realizado por meio dos seguintes tratamentos: (a) imersão do tecido em solução tetraetilortosilicato (SiO2), amostra PP/SiO2; (b) imersão do tecido em solução SiO2 e após a cura, amostra PP/SiO2-cura; (c) imersão do tecido em solução SiO2 a após a cura o tecido é imerso em solução isopropóxido de titânio, amostra PP/SiO2-cura-TiO2; (d) imersão do tecido em solução SiO2, seguida de imersão em solução isoprópoxido de titânio e finalmente cura, amostra PP/SiO2-TiO2-cura. A estrutura micro cristalina e morfologia das amostras foi analisada por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica (MEV). O grau de hidrofobicidade da superfície foi avaliado por meio da medida de ângulo de contato. A atividade antimicrobiana foi avaliada pela técnica de inibição de crescimento bacteriano. Os dados obtidos por DRX confirmou o padrão cristalino do tecido de PP em todas as amostras analisadas. O pico de difração do SiO2 amorfo só foi observado nas amostras PP/SiO2-cura e PP/SiO2-TiO2-Cura. Os picos de difração do TiO2 só foram observados na amostra PP/SiO2-TiO2-cura. O MEV mostrou em todas as amostras analisadas o não-tecido do PP, formado por microfibras entrelaçadas de 18,5m de largura. O MEV-EDS mostrou a baixa incorporação de TiO2 no não-tecido de PP. O ângulo de contato mostrou o maior grau de hidrofobicidade na amostra PP/SiO2-cura. Não ocorreu inibição do crescimento bacteriano no Kirby Bauer, porém, na análise de biofilme a amostra PP + TiO2 + SiO2 + Cura apresentou diminuição na biomassa bacteriana.
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The use of the surgical mask as we know it today began in Germany in 1897 and its effectiveness as a microbial barrier is recognized. However, there are some factors that can compromise the protective effect of a surgical mask, and this effect is only maintained when the surface layer of the mask is hydrophobic and dry. In this context, there is a need to replace masks that are wet from prolonged use or that have been contaminated with blood or other secretions with clean masks, which cannot always be done immediately during emergency procedures. In addition, the hands of healthcare workers can be contaminated during the removal of surgical masks. The coating of surfaces by different metals can give these coated materials antimicrobial activity. In this context, titanium dioxide (TiO2) has known antimicrobial activity and is used in a wide variety of biological applications. In addition, coatings made up of silica particles, TiO2 or other oxides to modify the roughness of surfaces in order to make them hydrophobic. The sol-gel method can be applied to obtain a hydrophobic coating and this method involves the hydrolysis of a silica precursor source, such as tetraethyl orthosilicate (SiO2), with alcohol at low temperatures. Therefore, the present dissertation aims to develop a coverage with antimicrobial properties, based on the preparation of particles (Ps) of TiO2 with SiO2, on the textile composition of 100% polypropylene (PP) used for making surgical masks. The study was carried out through the following treatments: (a) immersion of tissue in tetraethylorthosilicate (SIO2) solution, PP/SIO2 sample; (b) immersion of tissue in SIO2 solution and after curing, sample PP/SiO2-curing; (c) immersing the tissue in SIO2 solution and after curing the tissue is immersed in titanium isopropoxide solution, sample PP/SIO2-curing-TiO2; (d) immersion of tissue in SiO2 solution, followed by immersion in titanium isopropoxide solution and finally curing, sample PP/SiO2-TiO2-curing. The microcrystalline structure and morphology of the samples were analyzed by X-ray diffraction (XRD) and electron microscopy (SEM). The degree of hydrophobicity of the surface was evaluated by measuring the contact angle. Antimicrobial activity was evaluated by the bacterial growth inhibition technique. The data obtained by XRD confirmed the crystalline pattern of the PP tissue in all analyzed samples. The amorphous SiO2 diffraction peak was only observed in the PP/SiO2-Cure and PP/SiO2-TiO2-Cure samples. TiO2 diffraction peaks were only observed in the PP/SiO2-TiO2-cure sample. The SEM showed in all analyzed samples the PP non-woven, formed by 18.5m wide interwoven microfibers. The SEM-EDS showed the low incorporation of TiO2 in the PP non-woven. The contact angle showed the highest degree of hydrophobicity in the PP/SiO2-curing sample. There was no inhibition of bacterial growth in Kirby Bauer, however, in the biofilm analysis, the PP + TiO2 + SiO2 + Cura sample showed a decrease in bacterial biomass.
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SEBASTIÃO BRUNO VILAS BÔAS
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Projeção Liquidus do Sistema Ta-Ge-B
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Orientador : ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO AUGUSTO ARAUJO PINTO DA SILVA
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GEOVANI RODRIGUES
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GILBERTO CARVALHO COELHO
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NICOLAS DAVID
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Data: 05/07/2022
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O progresso tecnológico da atualidade tem demandado materiais que possam manter as suas propriedades e integridade física e química quando submetidos a grandes esforços mecânicos por longos períodos e temperaturas elevadas. As superligas à base de Ni pertencem a uma classe de materiais atualmente usados nessas condições, mas tem chegado ao seu limite de desenvolvimento e, por isso, há uma demanda de materiais que possam complementá-las. Dentre os materiais com este potencial estão aqueles constituídos de microestruturas multifásicas de MR (Metais Refratários) em equilíbrio termodinâmico com intermetálicos. Os resultados mais promissores têm sido obtidos com as ligas baseadas em Nb-Si-B ou Mo-Si-B. Um bom exemplo é a fase MoSi2, pois apresenta um alto ponto de fusão, 2020 °C, e excelente resistência à oxidação em altas temperaturas, no entanto, sua tenacidade e resistência mecânica são baixas, mas se essa fase entrar em equilíbrio termodinâmico com um metal refratário, este metal pode conferir a ductibilidade necessária a liga. Devido às semelhanças na estrutura química existentes entre os pares Nb, Si e Ta, Ge, esse par de elementos químicos apresentados por último pode ser usado para estabilizar uma microestrutura desejada e, além disso, podem controlar a difusão e resistência à oxidação. Assim, o estudo do sistema Ta-Ge-B pode ser importante para auxiliar no desenvolvimento destas ligas principalmente, se associado a modelagem termodinâmica pelo método CALPHAD. Não foram encontradas na literatura, informações sobre a projeção liquidus ou modelagem termodinâmica do sistema Ta-Ge-B. Assim, este trabalho apresenta o estudo experimental da projeção liquidus do sistema Ta-Ge-B através da análise da estrutura de solidificação de 17 ligas associada aos cálculos termodinâmicos pelo método CALPHAD. Como resultado, uma proposta parcial para a projeção liquidus é apresentada pela primeira vez na literatura.
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Current technological progress has demanded materials that can maintain their physical and chemical properties and integrity when submitted to high mechanical stress for long periods and high temperatures. Ni-based superalloys belong to a class of materials currently used in these conditions, but they have reached their limit of development and, therefore, there is a demand for materials that can complement them. Among the materials with this potential it can be highlighted those based on multiphase microstructures of MR (Refractory Metals) in thermodynamic equilibrium with intermetallics. The most promising results have been obtained with alloys based on Nb-Si-B or Mo-Si-B. A good example is the MoSi2 phase, as it has a high melting point, 2020 °C, and excellent resistance to oxidation at high temperatures, however, its toughness and mechanical strength are low, but if this phase reaches thermodynamic equilibrium with a refractory metal, this metal can impart the necessary ductility to the alloy. Due to the similarities in chemical structure existing between the pairs Nb, Si and Ta, Ge, this last pair of chemical elements can be used to stabilize a desired microstructure and, in addition, they can control diffusion and oxidation resistance. Thus, the study of the Ta-Ge-B system can be important to assist in the development of these alloys, especially if associated with thermodynamic modeling by the CALPHAD method. No information on the liquidus projection or thermodynamic modeling of the Ta-Ge-B system was found in the literature. Thus, this work presents the experimental study of the liquidus projection of the Ta-Ge-B system through the analysis of the solification structure of 17 alloys associated with thermodynamic calculations by the CALPHAD method. As a result, a partial proposal for the liquidus projection is presented for the first time in the literature.
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ANA PAULA MOTA ALVES
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Concreto autoadensável com adição de resíduo de vidro: análise das propriedades mecânicas e da ocorrência de reação álcali-agregado
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Orientador : MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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MEMBROS DA BANCA :
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MARCIA REGINA BALDISSERA RODRIGUES
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MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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PAULO CESAR GONCALVES
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VANDER ALKMIN DOS SANTOS RIBEIRO
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Data: 11/07/2022
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A busca por soluções para equacionar a crescente demanda da construção civil e a sustentabilidade na exploração de recursos naturais passa pela busca de novas fontes renováveis e utilização de resíduos, principalmente os que não são ainda satisfatoriamente absorvidos pela indústria da reciclagem, como o vidro. Amplamente utilizados em todo o mundo, o concreto e demais compósitos cimentícios são uma boa alternativa para a absorção de resíduos de diversas origens, e vêm sendo aprimorados nas últimas décadas, como é o caso do Concreto Autoadensável (CAA). Este estudo investigou a viabilidade de produção de Argamassas Autoadensáveis (AAA) como uma fase inicial para produção de CAA, realizando a substituição da areia por Resíduo de Vidro Moído (RVM) nas proporções de 5%, 10%, 15%, 20% e 30% em massa, utilizando como adição mineral a Sílica Ativa (AS) e como aditivo químico um superplastificante (SPA). Para alcançar os objetivos propostos neste estudo, foram realizados ensaios das argamassas nos estados fresco e endurecido, análise de imagens geradas por microscopia eletrônica de varredura, além da investigação da ocorrência da Reação Álcali-Agregado (RAA), visto que o vidro, por sua natureza, é considerado potencialmente reativo. No que tange aos estudos do RVM, foi realizada manipulação de sua granulometria de forma que se aproximasse à da areia. Os resultados mostraram que é viável a utilização de RVM como substituto parcial da areia para a produção de CAA, uma vez que as AAA produzidas atenderam aos requisitos em estado fresco e tiveram, em maioria, suas propriedades mecânicas melhoradas, podendo inclusive atender às aplicações estruturais, como em reforços e reparos. Na ocorrência da RAA, as expansões ficaram dentro do limite estabelecido para não causar danos, com a ocorrência de apenas um resultado que excedeu minimamente este valor, apontando uma participação positiva da atividade pozolânica das partículas finas do RVM, mas principalmente a composição essencial da AAA através de seus aditivos.
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The search for solutions to equate the growing demand of civil construction and sustainability in the exploration of natural resources involves the search for new renewable sources and use of waste, especially those that are not yet satisfactorily absorbed by the recycling industry, such as the glass. Widely used around the world, concrete and other cementitious composites are a good alternative for the absorption of waste from different origins, and have been improved in the last decades, as the case of Self-Compacting Concrete (SCC). This study investigated the viability of producing Self-Compacting Mortars (SCM) as an initial phase for the production of SCC, replacing the sand with Ground Waste Glass (GWG) in the proportions of 5%, 10%, 15%, 20% and 30% by mass, using Silica Fume (SF) as a mineral addition and a superplasticizer (SPA) as a chemical additive. To achieve the objectives proposed in this study, tests were performed on the mortars in the fresh and hardened states, analysis of images generated by scanning electron microscopy, as well as the investigation of the occurrence of the Alkali-Aggregate Reaction (AAR), because the glass, in its nature, is considered potentially reactive. Regarding the GWG studies, its granulometry was manipulated so that it approximated to sand. The results showed that it is viable to use GWG as a partial substitute for sand in the production of SCC, once the SCM produced met the requirements in fresh state and had their mechanical properties improved, furthermore, in most cases, could even meet structural applications such as in reinforcements and repairs. In the occurrence of AAR, the expansions were within the established limit not to cause damage, with the occurrence of only one result that minimally exceeded this value, indicating a positive participation of the pozzolanic activity of the fine particles of the GWG, but mainly the essential composition of the SCM through its additives.
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RAFAEL GONÇALVES TORRES
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Estudo da corrosão no compósito cimentício autoadensável com substituição do agregado miúdo por resíduo de vidro
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Orientador : MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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MEMBROS DA BANCA :
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MARCIA REGINA BALDISSERA RODRIGUES
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MIRIAN DE LOURDES NORONHA MOTTA MELO
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VALQUIRIA CLARET DOS SANTOS
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VANDER ALKMIN DOS SANTOS RIBEIRO
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Data: 25/08/2022
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O concreto é um dos materiais mais utilizados na construção civil e muitos tipos de resíduos podem ser usados em sua composição para diminuir a extração de matérias primas naturais, como por exemplo o vidro que é um material 100% reciclável podendo ser utilizado em várias granulometrias. Nas estruturas de concreto armado podem aparecer várias manifestações patológicas ao longo do tempo sendo uma delas a corrosão da armadura, que é uma das patologias e falhas que danifica significantemente as barras de aço e o concreto por ação química ou eletroquímica do meio ambiente aliado ou não a esforços mecânicos. Assim, este trabalho visa avaliar a produção de compósito cimentício autoadensável com os resíduos de vidro moído, nas proporções de 0% (sem resíduo de vidro) 5%, 10%, 15%, 20% e 30%. em substituição ao agregado miúdo e investigar a influência na corrosão da armadura. Para tanto foi utilizado para a caracterização do resíduo de vidro os ensaios de granulometria, absorção de água, massa especifica, massa unitária e composição por MEV/EDS. No estado fresco foram empregados os métodos de “Mini-Cone Slump Flow” e “mini v-funnel test”. No estado endurecido foram feitos ensaios de resistência mecânica à compressão axial, resistência a tração indireta (compressão diametral), massa específica, porosidade, e avaliar o comportamento da corrosão através do método de resistividade elétrica volumétrica, ensaio difusão de íons de cloreto e ensaio de espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados se mostraram satisfatórios para o uso de RMV como substituição parcial do agregado miúdo do CAA. Nos ensaios de ensaio fresco os resultados ficaram dentro dos intervalos adotados pelos autores. Com o aumento da substituição de resíduo de vidro no lugar da areia resultou em uma diminuição na viscosidade plástica, aumento do tempo de escoamento e deformidade menor. As propriedades mecânicas foram melhoradas, podendo até utilizar para fins estruturais. Nos ensaios sobre a ocorrência da corrosão, os corpos de prova caracterizaram risco como desprezível, baixo e muito baixo de acontecer corrosão na argamassa autoadensável.
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Concrete is one of the most used materials in civil construction and many types of waste can be used in its composition to reduce the extraction of natural raw materials, such as glass, which is a 100% recyclable material and can be used in various granulometries. In concrete structures over time, manifestations such as pathological or interference of the reinforcement may appear, which is an action of pathologies and interference that significantly damages steel bars and concrete through the environment combined or not with mechanical exercises. Thus, this work aims to evaluate the production of self-compacting cementitious composite with ground glass waste, in the proportions of 0% (no glass waste) 5%, 10%, 15%, 20% and 30% in place of the fine aggregate and investigate the influence on reinforcement corrosion. Thus, this work aims to evaluate the production of self-compacting cementitious composite with ground glass waste, in the proportions of 0% (no glass waste) 5%, 10%, 15%, 20% and 30% in place of the fine aggregate and investigate the influence on reinforcement corrosion. For that, it was used for the characterization of the glass residue the tests of granulometry, water absorption, specific mass, unit mass and composition by SEM/EDS. In the fresh state, the “Mini-Cone Slump Flow” and “mini v-funnel test” methods were used. In the hardened state, tests of mechanical strength to axial compression, indirect tensile strength (diametral compression), specific mass, porosity, and to evaluate the corrosion behavior through the volumetric electrical resistivity method, chloride ion diffusion test and corrosion test were performed. electrochemical impedance spectroscopy.
The results were satisfactory for the use of RMV as a partial replacement of the fine aggregate of the CAA. In fresh assays, the results were within the ranges adopted by the authors. Increasing substitution of waste glass in place of sand resulted in a decrease in plastic viscosity, increased flow time and less deformity. The mechanical properties have been improved, and it can even be used for structural purposes. In the tests on the occurrence of corrosion, the specimens characterized the risk as negligible, low and very low of corrosion in the self-compacting mortar.
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DANIELLE MACHADO RESENDE SOUZA
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Nanopartículas de sílica mesoporosas SBA16 funcionalizadas com óxido de cobre: um potencial sistema para remoção de agrotóxicos em meio aquoso
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Orientador : DANIEL CRISTIAN FERREIRA SOARES
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MEMBROS DA BANCA :
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DANIEL CRISTIAN FERREIRA SOARES
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MILADY RENATA APOLINARIO DA SILVA
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TIAGO HILÁRIO FERREIRA
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Data: 18/10/2022
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Atualmente, segundo a agência das Nações Unidas para a alimentos e agricultura (FAO), o Brasil juntamente com os Estados Unidos e a China é um dos maiores consumidores de agrotóxicos em todo o mundo. Por ser um dos líderes mundiais na produção de alimentos o nosso país consumiu, somente no ano de 2020, cerca de 370 mil toneladas de agrotóxicos. Estes compostos possuem uma elevada estabilidade e baixa iodegradabilidade sendo também de difícil remoção do ambiente aquático, tornando-se um grave problema para a fauna, a flora e o seres humanos. Neste cenário, o desenvolvimento de políticas públicas para o controle das emissões destes compostos, nos diferentes ecossistemas, é de fundamental importância para a vida no planeta. Não menos importante também é o desenvolvimento de técnicas e materiais que atuem na remoção desses contaminantes do ambiente aquático. Seguindo nessa direção, no presente trabalho, nanopartículas de sílica mesoporosas, funcionalizada com óxido de cobre, (SBA16@CUO) foram preparadas com o objetivo de avaliar o potencial de sua aplicação como um sistema inovador para remoção de agrotóxicos presentes em meio aquoso. Amostras desse material foram produzidas com sucesso revelando características promissoras para fins de promover a adsorção de agrotóxicos, apresentando redes de mesoporosos com significativas áreas superficiais específicas, alcançando valores de até 128,92 m2/g. Além disso, a partir das imagens obtidas por diferentes técnicas, foi possível inferir que o tamanho médio das partículas foi de aproximadamente 215,93 nm. O estudo de adsorção dos agrotóxicos foi avaliado utilizando-se a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Para tanto, inicialmente foram obtidas curvas de calibração com coeficientes de determinação (r2) maiores que 0,9628 revelando que as amostras de SBA16@CUO apresentaram capacidade de adsorção média de 72%, 91% e 87% para os agrotóxicos Dieldrin, Paraquate e DEET, respectivamente. A partir desses dados, somados aos elementos obtidos a partir da caracterização físico-química e morfológica, o material SBA16@CUO pode ser considerado como um potencial sistema para ser aplicado na remoção de agrotóxicos, com caráter inovador para o mercado.
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Nowadays, according to the United Nations Food and Agriculture Organization (FAO), Brazil, USA and China are the biggest consumers of pesticides around the globe. For being one of the world leaders in food production, our country consumed, only in 2020, around 370 thousand tons of pesticides. These compounds have high molecular stability and low biodegradability. They are also hard to remove from the aquatic environment. These factors made them a huge problem to fauna, flora, and human beings. Looking at this scenery, the development of public politics to control the use of these compounds are vitally important to the planet’s life. developing techniques and materials to remove these toxic materials from the aquatic environment is also important. In this sense, the copper oxide-coated silica nanoparticles (SBA16@CUO) were idealized as an innovator system to remove pesticides from water. It was observed that the samples produced are promising materials for adsorption purposes, presenting mesoporous networks with specific surface area values of up to 128.92 m2/g. Beyond this, using different techniques was possible to infer the average particle size of approximately 215.93 nm. The study of pesticide adsorption was evaluated using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) technique. For the quantification of pesticides, calibration curves with a coefficient of determination (r2) greater than 0.9628, revealed that the SBA16@CUO samples had adsorption capacity with an average percentage of pesticides Dieldrin, Paraquat, and DEET of 72%, 91%, and 87%, respectively. Considering the results obtained, the SBA16@CUO can be considered a potential system to be applied to remove pesticides, with an innovative character for the market.
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KEVINNY CHAVES FLORENCIO
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Estudo do efeito TRIP produzido pela laminação a frio do aço inoxidável austenítico AISI 316L e avaliação de seu uso como biomaterial
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Orientador : RICARDO LUIZ PEREZ TEIXEIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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GUILHERME OLIVEIRA SIQUEIRA
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HAROLDO LHOU HASEGAWA
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JOSE CARLOS DE LACERDA
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RENATA NEVES PENHA
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RICARDO LUIZ PEREZ TEIXEIRA
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SIDNEY NICODEMOS DA SILVA
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Data: 15/12/2022
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O aço inoxidável austenítico AISI 316L grau ASTM F138:2019 é utilizado como biomaterial metálico em próteses e em equipamentos cirúrgicos. As suas propriedades mecânicas, especialmente a sua elevada resistência à corrosão, associadas a um custo competitivo são facilitadores do seu uso como biomaterial. Entretanto, as características mencionadas podem ser alteradas com o surgimento da fase magnética induzida em processos de conformação mecânica pelo efeito da plasticidade induzida por transformação de fases (efeito TRIP). Essas alterações são indesejadas para o seu uso como biomaterial de acordo com a norma ISO5832:2016. Sendo assim, este estudo teve como objetivo a avaliação das implicações do efeito TRIP na especificação normativa (ISO 5832:2016) para o uso do aço AISI 316L laminado a frio como biomaterial. Logo, o aço inoxidável AISI 316L nas condições como recebido e conformado por laminação a frio, com percentuais de redução de espessura (deformação) de 10%, 20% e 30%, foi estudado por meio das análises mecânica, eletroquímica, morfológica, magnética, cristalográfica, biológica e térmica. O aumento do percentual de deformação aplicada elevou a resistência mecânica à tração e a dureza na escala Vickers das amostras. As curvas de polarização potenciodinâmica mostraram que a resistência à corrosão por pites e a resistência à corrosão diminuíram com o aumento da redução da espessura por laminação a frio. As micrografias de MO e MEV das amostras de aço AISI 316L mostraram a predominância de grãos característicos da fase austenítica, indicando também, o aumento do diâmetro médio do grão com a elevação da redução de espessura por laminação a frio. No ensaio de ferritoscopia, a amostra com 10% de redução de espessura apresentou percentual da fração volumétrica magnética igual a 0,8%, enquanto a amostra com 30% de redução de espessura apresentou o maior percentual magnético, 2,2%. A difratometria de raios X indicou a presença da fase cristalina martensita α’ para as amostras com 20% e 30% de redução de espessura. Os resultados obtidos a partir dos ensaios de ferritoscopia e DRX apresentaram evidências do surgimento da fase martensita α’. A análise de citotoxicidade, pelo método de disco-difusão, indicou que não houve a formação de halos de inibição para os percentuais de redução de espessura avaliados. Ensaios realizados após o tratamento térmico de reversão da martensita induzida indicaram a redução da microdureza de todas as amostras, e também a redução do percentual magnético das amostras para o valor máximo de 0,3%. Esses resultados apontam para a reversão da fase martensita induzida para a fase austenita, microestrutura especificada para o uso do aço inoxidável AISI 316L para aplicações como biomaterial metálico segundo a norma ISO 5832:2016.
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Austenitic stainless steel AISI 316L grade ASTM F138:2019 is used as a metallic biomaterial in prostheses and surgical equipment. Its mechanical properties, especially its high corrosion resistance, associated with a competitive cost, facilitate its use as a biomaterial. However, the mentioned characteristics can be altered with the emergence of the magnetic phase induced in mechanical forming processes by the effect of plasticity induced by phase transformation (TRIP effect). These changes are undesirable for its use as a biomaterial according to ISO5832:2016. Therefore, this study aimed to evaluate the implications of the TRIP effect in the normative specification (ISO 5832: 2016) for the use of cold-rolled AISI 316L steel as a biomaterial. Soon, AISI 316L stainless steel under the conditions as received and formed by cold rolling, with percentages of thickness reduction (deformation) of 10%, 20% and 30%, was studied through mechanical, electrochemical, morphological, magnetic analyses, crystallographic, biological and thermal. The increase in the percentage of applied deformation increased the mechanical tensile strength and hardness on the Vickers scale of the samples. Potentiodynamic polarization curves showed that pitting corrosion resistance and corrosion resistance decreased with increasing cold rolling thickness reduction. The MO and SEM micrographs of the AISI 316L steel samples showed the predominance of grains characteristic of the austenitic phase, also indicating an increase in the average grain diameter with the increase in thickness reduction by cold rolling. In the ferritoscopy test, the sample with 10% thickness reduction showed a percentage of magnetic volumetric fraction equal to 0.8%, while the sample with 30% thickness reduction showed the highest magnetic percentage, 2.2%. X-ray diffraction analysis indicated the presence of the α' martensite crystalline phase for samples with 20% and 30% thickness reduction. The results obtained from the ferritoscopy and XRD tests showed evidence of the emergence of the α' martensite phase. Cytotoxicity analysis, using the disk-diffusion method, indicated that there was no formation of inhibition halos for the thickness reduction percentages evaluated. Tests carried out after the thermal treatment of reversion of the induced martensite indicated the reduction of the microhardness of all the samples, and also the reduction of the magnetic percentage of the samples to the maximum value of 0.3%. These results point to the reversion of the induced martensite phase to the austenite phase, a microstructure specified for the use of AISI 316L stainless steel for applications as a metallic biomaterial according to ISO 5832:2016.
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