[pt] A liga ASTM F15 é usada para o encapsulamento de componentes ou dispositivos eletrônicos em virtude de seu baixo coeficiente de expansão térmica que é similar à de vidros duros. Na construção de juntas vitro metálicas com características de hermeticidade a formação de uma camada de óxido na superfície metálica é necessária para que ocorra o molhamento adequado desta superfície pelo sealing glass. Neste trabalho foram utilizados dois tipos de superfícies, subdivididos em grupos, de modo a avaliar a sua influência na formação da camada oxidada. As superfícies foram oxidadas à temperatura de 800 graus C, em atmosfera ambiente, variando o tempo de oxidação em 5, 10, 20 e 40 minutos, seguido de resfriamento ao ar. As camadas de óxido foram caracterizadas quanto a sua morfologia e composição química, utilizando Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Ótica (MO), Difração de Raio X (DRX) e Espectroscopia de emissão e fótons de raio X (XPS) e Rugosimetria. As camadas de óxido foram avaliadas em função do ganho de massa superficial, espessura, composição química e rugosidade da superfície metálica. Os principais produtos de oxidação, nas condições estudadas foram Hematita (Fe2O3), Magnetita (Fe3O4) e Taenita (FeNi). Foi observado que e as condições superficiais de rugosidade não influenciaram o tipo de produtos de oxidação obtido, porém se obteve maiores ganhos de massa para as superfícies polidas mecanicamente. / [en] The alloy ASTM F15 is used for the encapsulation of components or electronic devices because of its low coefficient of thermal expansion that is similar to hard glasses. In construction joints glass-to-metal tightness with characteristics forming an oxide layer on the metallic surface is required so that adequate wetting takes place at the surface of this sealing glass. This study looked at two types of surfaces, subdivided into groups in order to assess their influence on the oxide layer. One group was subjected to mechanical polishing and the other group subjected to chemical polishing. The surfaces were oxidized at a temperature of 800 degrees C in the ambient atmosphere by varying the oxidation time at 5, 10, 20 and 40 minutes, followed by cooling to air. As oxide layers were characterized for their morphology and chemical composition, using Scanning Electron Microscopy (SEM), Optic Microscopy, X-Ray Diffraction (XRD) and Emission spectroscopy and X-ray photons (XPS) and Rugosimeter.The oxide layer was evaluated in terms of surface mass, thickness, chemical composition and surface roughness of the metal surface. The main oxidation products under the conditions studied were Hematite (Fe2O3), Magnetite (Fe3O4) and Taenita (FeNi). It was observed that, surface roughness conditions did not influence the type of oxidation products obtained, but it had greater mass gains for the mechanically polished surfaces.

[pt] Neste trabalho foi estudada a formação de camadas de produtos de corrosão em dois aços, o API 5L X80 usado para transporte de óleo e gás e o API 5CT utilizado em poço de petróleo case tubing. Foram utilizadas as técnicas de perda de massa e técnicas eletroquímicas tais como resistência a polarização linear RPL, curvas tafel e espectroscopia de impedância eletroquímica EIS foram empregadas para determinar as taxas de corrosão. Os ensaios foram realizados em condições estáticas numa solução de salmoura 3 porcento wt de NaCl sob 55 bar de pressão parcial de CO2 e total de 75bar, tempos de exposição de 7, 15, 21 e 30 dias e temperaturas de 25 Graus Celsius, 50 Graus Celsius e 75 Graus Celsius. Microscopia eletrônica de varredura MEV foi usada para a análise da morfologia. DRX e EDS foram utilizadas para determinar a composição química. As camadas formadas foram avaliadas em função da espessura, morfologia e composição química. Encontrou-se que a 25 Graus Celsius só houve formação de camada de carbonato de ferro após 30 dias de imersão para ambos os aços e que para 50 Graus Celsius e 75 Graus Celsius houve formação de duas camadas para todos os tempos de imersão cuja composição química mostrou o carbonato de ferro FeCO3 como principal produto de corrosão para os dois aços. A condição de teste que apresentou menor taxa de corrosão e maior proteção da camada de carbonato de ferro FeCO3 foi para 75 Graus Celsius e 30 dias de tempo de imersão. Os resultados de RPL e EIS são semelhantes aos obtidos por perda de massa mantendo a mesma tendência de redução com o tempo e a temperatura. / [en] This study evaluated the CO2 corrosion layer formation on the surface of two different steels, the API 5L X80 used for oil and gas transportation and the API 5CT used in oil production (case tubing). Techniques such as weight loss and electrochemical techniques as linear polarization resistance (LPR), Tafel curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were employed to determine the corrosion rate. Tests were conducted under static conditions in a brine 3 percent wt solution of of NaCl under CO2 partial pressure of 55 bar and total of 75 bar, immersion times of 7, 15, 21 and 30 days and temperatures of 25 Celcius, 50 Celcius and 75 Celcius. Analysis of the scale morphology was carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM), and X-ray Diffraction. (XRD) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) were used to determine the chemical composition. The layers formed were evaluated as a function of its thickness, morphology and chemical composition. It was found out that at 25 Celcius only after 30 days of immersion there was iron carbonate layer formation for both steels and at 50 Celcius and 75 Celcius there was the growth of two layers for all immersion times, being the chemical composition of these layers identifyed as iron carbonate FeCO3 as the main corrosion product for the two steels. The lowest corrosion rate and most protective layer of iron carbonate FeCO3 was for the condition at 75 Celcius and 30 days of immersion. The results obtained of LPR and EIS were similar to those obtained by mass loss showing the same tendency, reducing with time and temperature.

[pt] A integração do grafeno nos dispositivos nanoeletrônicos depende da disponibilidade de processos de deposição de forma direta sobre o substrato. A deposição direta pode fornecer grafeno uniforme, com alta qualidade e em grande área sobre substratos semicondutores como sílicio ou germânio. Nesta tese, foi sintetizado grafeno diretamente sobre germânio dopado tipo p e com uma orientação cristalina (100) empregando a deposição química na fase vapor. Foi estudada a influência da relação de fluxo entre os gases CH4 e H2 no crescimento de grafeno. As técnicas empregadas para verificar a qualidade das amostras e o tipo de crescimento obtido foram a espectroscopia Raman, microscopia de varredura eletrônica, de tunelamento e de força atômica, e a espectroscopia de tunelamento. Determinamos que para as condições empregadas, o crescimento de grafeno sobre germânio é autolimitado, com a deposição de apenas uma única camada, com poucos defeitos na sua rede cristalina e com o nível de Fermi característico de um material com dopagem tipo n. / [en] The integration of graphene into nanoelectronic devices is dependent on the availability of direct deposition processes, which can provide uniform, large-area and high-quality graphene on semiconductor substrates such as Ge or Si. In this dissertation, we synthesized graphene directly on ptype Ge(100) substrates by chemical vapor deposition. The influence of the CH4:H2 flow ratio on the graphene growth was investigated. Raman Spectroscopy, Raman mapping, Scanning Electron Microscopy, Atomic Force Microscopy and Scanning Tunnelling Microscopy/Scanning Tunnelling Spectroscopy were the techniques employed to verify the quality of the samples and the type of growth. We determined that for the conditions employed, the growth of graphene is self-limited, with only a single layer deposition, with few defects in its crystalline lattice and with Fermi level characteristic of a material with doping type n.

[pt] Nos últimos anos surgiram algumas alternativas para as tubulações de aço carbono que são a grande maioria no transporte de petróleo e gás, com grande destaque para os materiais poliméricos, principalmente por apresentarem baixa densidade em relação aos metais, boa resistência à corrosão e boa processabilidade. Além disso, os polímeros apresentam maior facilidade de manutenção e instalação, tornando-os economicamente viáveis. No entanto, esses materiais podem sofrer degradação quando expostos a produtos químicos e ao calor. O objetivo desse trabalho e avaliar a variação das propriedades mecânicas das poliamidas 12 e dos polietilenos de alta densidade quando envelhecidos em água durante 6 meses a temperatura ambiente e a 70 graus Celsius, tendo em vista que a temperatura de serviço desses materiais varia entre 70 a 80 graus Celsius. Para a caracterização do material foram realizados, ensaio mecânicos de tração, impacto de excitação por impulso sonoro, como a caracterização por microscopia eletrônica. Os resultados das caracterizações das amostras após envelhecimento foram comparados com os resultados obtidos dos materiais originais, de forma a percebermos que todas as amostras sofreram variações em suas propriedades mecânicas. A temperatura ambiente as amostras de PEAD sofreram um aumento em sua rigidez, aumentando sua resiliência, reduzindo sua resistência ao impacto, reduzindo também a tensão de escoamento e reduzindo seu amortecimento. Já para as amostras de PEAD envelhecidas a 70 graus Celsius houve uma redução na sua rigidez e tensão de escoamento, no entanto houve um aumento em sua resistência ao impacto e na resiliência do material. Para as poliamidas 12 envelhecidas a temperatura ambiente houve uma significativa redução na sua rigidez, na sua tensão de escoamento e tensão máxima, houve um aumento na resiliência do material coerente com um aumento da resistência ao impacto e um aumento no amolecimento. A 70 graus Celsius a poliamida 12 mostrou uma redução na sua rigidez, tensão de escoamento e tensão máxima, houve um aumento na resiliência e na resistência ao impacto, seguido de uma redução no amolecimento. Em todas as situações de envelhecimento as PEAD sofreram uma degradação na cor do material, o que não ficou tão visível para as poliamidas 12 principalmente para o envelhecimento a temperatura ambiente. Sendo assim o comportamento mecânico dos polímeros foi influenciado pela temperatura, sempre acarretando variações em suas propriedades mecânicas e dependendo da situação podendo ser mais ou menos relevante. / [en] In recent years, some alternatives have emerged for carbon steel pipelines, which are the majority in the transport of oil and gas, with a great prominence for polymeric materials, mainly due to their low metal density, good corrosion resistance and good processability. In addition, the polymers present greater ease of maintenance and installation, making them economically viable. However, such materials may be degraded when exposed to chemicals and heat. The objective of this work is to evaluate the variation of the mechanical properties of polyamides 12 and high density polyethylenes when aged in water for 6 months at ambient temperature and at 70 degrees Celsius, considering that the service temperature of these materials ranges from 70 to 80 degrees Celsius. For the characterization of the material, mechanical tests of traction, impact and excitation by sonorous impulse were carried out, such as the characterization by electron microscopy. The results of the characterization of the samples after aging were compared with the results obtained from the original materials, in order to realize that all the samples suffered variations in their mechanical properties. At ambient temperature samples of HDPE increased their stiffness, increasing their resilience, reducing their impact resistance, also reducing the yield stress and reducing their damping. However, for HDPE samples aged 70 degrees Celsius, there was a reduction in their stiffness and yield stress, however, there was an increase in their impact strength and material resilience. For polyamides 12 aged at ambient temperature there was a significant reduction in stiffness, flow stress and maximum stress, there was an increase in the resilience of the material consistent with an increase in impact strength and an increase in softening. At 70 degrees Celsius polyamide 12 showed a reduction in stiffness, yield stress and maximum stress, there was an increase in resilience and impact strength, followed by a reduction in softening. In all aging situations the HDPE suffered a degradation in the color of the material, which was not so visible for the polyamides 12 mainly for aging at ambient temperature. Thus, the mechanical behavior of the polymers was influenced by temperature, always leading to variations in their mechanical properties and depending on the situation, being more or less relevant.

[pt] Este trabalho teve como objetivo caracterizar química e morfologicamente material particulado (PM2.5 e PM10) coletado na zona sul e oeste da cidade de Rio de Janeiro e na região metropolitana, utilizando técnicas como a Cromatografia de íons (CI), Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICPMS) e a Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada ao Espectrômetro de RaiosX por Dispersão de Energia (MEV-EDX). Além disso, foram realizados ensaios toxicológicos com C. elegans para avaliar os efeitos da exposição ao material particulado (MP), nas diferentes frações de tamanho. Concentrações médias anuais de PM2.5 entre 7,40 +/- 3,96 (micrograma)m-3 e 17,4 +/- 7,38 (micrograma) m-3 foram medidas durante os anos 2015 e 2018, as quais foram inferiores ao padrão intermediário da qualidade do ar, estabelecido pelo CONAMA, registando-se as maiores médias anuais durante o 2016, ano em que foram realizados os Jogos Olímpicos. Resultados das análises químicas mostraram que o MP em todos os pontos de coleta estava constituído principalmente por espécies iônicas como Cl- , NO3 - , Na+ e SO4 2- e elementos como V, Ni, Cu, Cd, Sn e Pb, sendo determinadas apenas variações significativa (p menor que 0,05) nas concentrações de SO4 2- , NO3 - , Na+ , Cu e Sn, entre os períodos estudados. Através dos resultados das análises de MEV-EDX as partículas atmosféricas se classificaram segundo sua morfologia – Fuligem, esféricas, biológica e minerais- e segundo sua composição elementar – partículas com teor de enxofre, de cloro e de ferro -. Finalmente, efeitos tóxicos foram observados pela exposição ao PM10 e PM2.5 em organismos C. elegans, alterando parâmetros fisiológicos (e.g. crescimento e reprodução) e promovendo respostas dos mecanismos antioxidantes, como resultado do estresse oxidativo gerado por espécies presentes no MP. / [en] This work aimed to characterize chemically and morphologically particulate matter (PM2.5 and PM10) collected in the south and west zones of the city of Rio de Janeiro and in the metropolitan region, using techniques such as ion chromatography (IC), inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and Scanning electron microscopy- energy dispersive spectrometry (SEM-EDX). Annual mean concentrations of PM2.5 between 7,40 +/- 3,96 microgram m-3 e 17,4 +/- 7,38 microgram m-3 were measured during the years 2015 and 2018, which were lower than the intermediateair quality standard established by CONAMA, with the highest annual averages recorded during 2016, the year in which the Olympic Games were held. In addition, toxicological tests were performed with C. elegans to evaluate the effects of exposure to particulate matter (PM) in the different size fractions. Results of the chemical analysis showed that PM at all collection sites consists mainly of ionic species such Cl- , NO3 - , Na+ and SO4 2- and elements such as V, Ni, Cu, Cd, Sn and Pb, being determined only significant variations (p less than 0,05) in the concentrations of SO4 2- , NO3 - , Na+ , Cu, and Sn, between the studied periods. Based on the results of the SEM-EDX analysis, atmospheric particles were classified according to their morphology – Soot, spherical, biological and minerals- and according to their elemental composition – particles with sulfur, chlorine and iron content. Finally, toxic effects were observed by exposure C. elegans organisms to PM10 and PM2.5, altering physiological parameters (e.g growth and reproduction) and promoting antioxidant mechanisms responses, as a result of oxidative stress generated by compounds present in the PM.