Realizou-se neste trabalho uma investigação comparativa do comportamento dos aços ferramenta H13 e THYROTHERM 2999 EFS SUPRA, destinados à fabricação de matrizes para conformação a quente, quando submetidos à fadiga de baixo ciclo a altas temperaturas (FBCAT). A partir de suas curvas de revenimento, foram definidas três durezas de trabalho para cada material (durezas de 42, 52 e 58 HRC), correspondendo a três temperaturas de revenimento distintas e três condições de estudo, buscando-se a condição ótima apresentada por estes materiais para este tipo de aplicação, visando-se então analisar a influência da dureza inicial do material na vida do componente. Foi determinada também a temperatura de ensaio de fadiga isotérmica, em 400°C, correspondente à temperatura de utilização da matriz, ou seja, uma temperatura crítica típica que a matriz atinge durante a solicitação em trabalho. A seguir foram realizados para cada material os ensaios de tração a temperatura ambiente, e na seqüência, os ensaios de tração na temperatura de trabalho definida, que permitiram a determinação dos primeiros parâmetros monotônicos dos materiais, dentre eles uma previsão para os níveis de deformação a serem utilizados nos ensaios de fadiga (0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0 e 1.1%), e demais parâmetros como E, k, n, σe, σ’f, ε’f, b, c, que permitiram a elaboração de curvas ε−N, com um modelo estimativo já existente. Finalmente, foram então realizados os ensaios de fadiga isotérmica de baixo ciclo, à temperatura de 400°C, e os resultados foram utilizados para a elaboração das curvas ε−N, resultando então na proposta de um modelo de previsão de resistência à fadiga específico para os materiais pesquisados. / It was made in this work an investigative comparison of the behavior of the tool steels H13 and THYROTHERM 2999 EFS SUPRA, designed for die steels for hot forming, when exposed to high temperature low cycle fatigue (HTLCF). From their tempering curves three material working hardness were defined for each material (hardness of 42, 52 and 58 HRC), corresponding to three different tempering temperatures, and so three study cases for each material, searching for the best condition for this kind of application, and to assess the influence of the initial hardness on the part material life. The isothermal low cycle fatigue test temperature was either defined at 400°C, corresponding to the used temperature at the die steel, i.e., a critical typical temperature that the forging dies reach on hot working. After that, tensile tests were performed for both materials, at room temperature, and at the working temperature formerly defined, and these tests allowed the definition of the first monotonic parameters for these materials, among them predictions for strain levels (0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0 and 1.1%), to be used on fatigue tests, and further parameters like E, k, n, σe, σ’f, ε’f, b, c, that allowed the elaboration of ε−N curves, based on a still existing prediction model. Finally, isothermal low cycle fatigue tests were performed, at 400°C, and the results were used for ε−N curves elaboration, resulting on a prediction model of the fatigue strength specified for the assessed materials.

En este trabajo se estudian las características físico-mecánicas de la Piedra de San Julián y su comportamiento frente a procesos de calentamiento a temperaturas similares a las alcanzadas en un incendio, así como la puesta a punto y validación de métodos dinámicos no destructivos para el dictamen del estado de desgaste del material. El enfoque está orientado a los parámetros que más interesan en la utilización de la Piedra como material de construcción. Dado que esta Tesis se realiza por compendio de artículos, por razones prácticas y necesidades de publicación, el contenido de la misma está dividido en tres grandes bloques, como son: fluencia, exposición a altas temperaturas y relación entre módulos estáticos y dinámicos. Para el estudio de la fluencia o deformabilidad a largo plazo bajo carga constante se han realizado ensayos de carga estáticos de larga duración. Por otra parte, se ha efectuado un análisis del comportamiento reológico del hormigón en las distintas normativas, especialmente en el Código Modelo FIB (2010), y se ha buscado un paralelismo entre las previsiones del Código y los resultados obtenidos en los ensayos. Al mismo tiempo se han probado varios modelos reológicos que reproduzcan de forma precisa el comportamiento de la fluencia según el Código y los ensayos. Esto ha permitido ajustar una función, adaptando las especificaciones del Código modelo, que describe la deformación en el tiempo de la Piedra de San Julián. La validez teórica de esta ecuación alcanza períodos temporales similares a los existentes para los ensayos realizados con hormigón. El modelo reológico que se ha obtenido por ajuste de todo el período anterior, consta de cuatro celdas de Kelvin y predice igualmente la deformación por fluencia de la roca. La correcta evaluación de las deformaciones a largo plazo es necesaria siempre que se estudie la intervención en edificaciones históricas, bien sea variando la distribución de cargas, o simplemente realizando obras de mantenimiento de cierto calado. La influencia de la temperatura alcanzada y del proceso de enfriamiento utilizado, se ha analizado sobre 55 muestras de roca calentando a temperaturas de hasta 600 ºC y enfriando por dos métodos: al aire y mediante inmersión en agua, ambas a temperatura ambiente. Los parámetros controlados antes y después del proceso térmico han sido: porosidades abierta y total velocidad de propagación de ondas ultrasónicas, módulo de elasticidad, coeficiente de Poisson, resistencia a compresión uniaxial (UCS) y durabilidad según el ensayo de sequedad, humedad y desmoronamiento, Slake Durability Test (SDT). Como conclusiones más notables cabe destacar: la UCS disminuye en un 35% y en un 5O% según el enfriamiento se haya realizado al aire o por inmersión, mientras que el módulo de elasticidad se reduce entre un 75% y un 80%. Las conclusiones obtenidas son importantes para la determinación del daño estructural producido en un incendio, así como para evaluar la influencia del método de extinción. Por otra parte, pueden servir para estimar indirectamente la temperatura máxima alcanzada en un incendio, de cara a la determinación de los posibles efectos sobre otros elementos constructivos. Para la relación entre módulos estáticos y dinámicos se han estudiado 24 muestras con diferentes grados de deterioro. Con los datos obtenidos en los ensayos se han analizado estadísticamente quince modelos de relación con diferentes combinaciones de variables, y se ha construido la correspondiente matriz de correlación. El coeficiente de determinación más alto corresponde a una relación lineal entre ambos módulos. La determinación del módulo de elasticidad por medios no destructivos y de fácil implementación es muy útil cuando se trata de dictaminar sobre el envejecimiento de un material estructural de este tipo. El valor del módulo con respecto al de la roca intacta es un indicador de las características resistentes y grado de debilitamiento del material. Sin embargo, el módulo bajo cargas gravitatorias -estáticas- difiere en general del obtenido dinámicamente, de una manera diferente según el material que se analice. Aquí se ha obtenido una expresión, que correlaciona con un alto valor del coeficiente de determinación ambos módulos, para la roca estudiada. Los parámetros, relaciones y modelos estudiados y propuestos en esta tesis, suponen un importante avance científico de gran utilidad para la conservación y restauración del patrimonio de edificios y otras obras de carácter histórico-cultural construidas con la Piedra de San Julián. Asimismo, las conclusiones obtenidas y los medios y métodos empleados podrán ser extrapolados a otros materiales similares con las adaptaciones oportunas.

Novas demandas de aplicação tem sido a principal motivação para a produção de materiais estruturais associando boas propriedades mecânicas e baixo custo de fabricação. A indústria aeroespacial vem desenvolvendo estudos com titânio e suas ligas, devido, a sua elevada resistência mecânica e baixa massa específica. Alguns estudos afirmam que, em temperaturas acima de 500°C as ligas de titânio possuem baixa resistência à oxidação restringindo a sua aplicabilidade. Localizada na parte inferior das turbinas em aviões comerciais, a liga Ti ?-21S tem mostrado bom desempenho em até 700°C com grande potencial para substituir alguns componentes, diminuindo os gastos com manutenção e aumentando a autonomia das turbinas a gás. Diante desse cenário, o objetivo deste trabalho foi desenvolvimento de revestimentos visando o aumento da resistência a oxidação na liga Ti ?-21S mantendo as suas características iniciais. O processo de revestimento foi feito em diferentes condições de temperatura × tempo via HAPC (CVD in situ). A faixa de temperatura analisada foi de 560 à 760°C entre 1 à 25h. A microestrutura de todos os coupons (não revestidos, revestidos e oxidados) foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A cinética de crescimento aparente da camada de revestimento foi feita medindo a espessura de revestimento nas condições analisadas e a cinética de oxidação foi feita através da variação de massa superficial dos coupons. Os resultados do DRX e MEV mostraram que os revestimentos produzidos foram monofásicos com composição química TiAl3. A cinética de crescimento entre 660 à 760°C apresentou energia de ativação de 108 kJ/mol e constante pré-exponencial de 1,21 × 10-3 cm²/s, esses resultados sugerem que a cinética de crescimento é controlada pela difusão dos átomos de alumínio no volume da liga Ti ?-21S formando a camada de TiAl3. Os coupons revestidos foram oxidados à 750 e 850°C por 100, 200 e 300h, os resultados da caracterização microestrutural mostrou que nos coupons revestidos foi formada uma camada de Al2O3 e a variação de massa superficial após 300h à 850°C foi de 0,60 mg/cm². Portanto, após a oxidação dos coupons revestidos, foi observado que o revestimento promoveu a formação de óxidos protetores como Al2O3 aumentando a resistência a oxidação da liga Ti ?-21S revestida. / New application demands have been the main motivation for the production of structural materials associating good mechanical properties and low manufacturing cost. The aerospace industry has been developing studies with titanium and its alloys, due to its high mechanical strength and low specific mass. Some studies report that, at temperatures above 500°C, titanium alloys have low oxidation resistance, restricting their applicability. Located at the bottom of turbines in commercial aircraft, the Ti ?-21S alloy has shown good performance up to 700°C with great potential to replace some components, reducing maintenance costs and increasing the autonomy of gas turbines. In view of this scenario, the objective of this work was the development of coatings aiming at increasing the resistance to oxidation in the Ti ?-21S alloy while maintaining its initial characteristics. The coating process was done at different temperature × time conditions via Pack Cementation (CVD in situ). The temperature range analyzed was 560 - 760°C between 1 - 25h. The microstructure of all coupons (uncoated, coated and oxidized) were characterized by XRD and SEM. The kinetics of apparent growth of the coating layer were made by measuring the coating thickness under the analyzed conditions and the oxidation kinetics was done by varying the surface mass of the coupons. The results of the DRX and MEV showed that the coatings produced were monophasic with TiAl3 chemical composition. The kinetics of growth between 660 - 760°C showed activation energy of 108 kJ/mol and pre-exponential constant of 1.21 × 10-3 cm²/s, these results suggest that the kinetics of growth is controlled by the diffusion of atoms of aluminum in the volume of the Ti ?-21S alloy forming the TiAl3 layer. The coated coupons were oxidized at 750 and 850°C for 100, 200 and 300h, the results of the microstructural characterization showed that in the coated coupons an Al2O3 layer was formed and the surface mass variation after 300h at 850°C was 0.60 mg/cm². Therefore, after oxidation of the coated coupons, it was observed that the coating promoted the formation of protective oxides like Al2O3 increasing the oxidation resistance of the coated Ti ?-21S alloy.

Apresentamos um modelo teórico para explicar as tran sições de valéncia do Sm nas ligas Smi _ x M xS, onde M é um metal de transição (por ex. Y ou La), como uma função da concentração x. O sistema é descrito por um modelo de duas bandas: uma banda de largura nula e de energia E0 (o nível 4f do Sm) e uma banda de condução, a qual é tratada na aproximação do potencial coerente (CPA). Os elétrons 4f interagem entre si via uma repulsão coulombiana finita U, que separa a banda f em duas sub-bandas de energias E0 e Eo+U. Consi dera-se que as bandas f e de condução se hibridizam, sendo V o parâmetro de hibridização. Com este mo delo é possível obter uma transição continua de um estado funda mental não-magnético a um estado não magnético ou magnético, con forme se varia a razão U/V. A variação de valência como uma função da pressão nos monocalcogenetos de Sm (x = O) é também calculada. O modelo usa do é uma extensão do descrito acima, ao qual nOs incluimos uma repulsão coulombiana G entre elétrons f e de condução, mantendo finito o valor de U. Para diferentes valores de G/V obtemos tran sições de primeira ou de segunda ordem de um estado semicondutor a um estado metálico. A resistividade elétrica em ambas as fases é também calculada como uma função da temperatura e os re sultados teoricos obtidos estão em boa concordância com os experimentais. / We present a theoretical model to explain the valence transitions of Sm in Sm1-xMxS alloys, where M is a transition metal (e.g. Y or La) as a function of the concentration x. The system is described by a two-band model: a zero width band of energy E0 (the 4f-level of Sm) and a conduction band, which is treated in the coherent potencial approximation (CPA). The 4felectrons interact between them via a finite intra-atomic coulomb repulsion U, which splits the f-band in two sub-bands at energies E0 and Eo+U. The f -and conduction bands hybridize, being V the hybridization parameter. Within this model it is possible to obtain a continuous valence transition from a non- -magnetic to a non-magnetic or a magnetic ground-state, varying the ratio U/V. The change of valence as a function of pressure in the Sm monochalcogenides (x =0) is also computed. The model used is an extension of the one described above, in which we include a Coulomb repulsion G between f - and conduction electrons, preserving the finite value of U. For different values of G/V we obtain first or second order transitions from a semiconducting to a metallic state. The electrical resistivity in both fases as a function of temperature is also computed and the theoretical results obtained are in good agreement with the experimental ones.

Neste trabalho estudamos modelos teóricos que descrevem sistemas eletrônicos fortemente correlacionados, em especial o modelo t-J, e suas aplicações a compostos de óxidos de cobre, notadamente os compostos que apresentam supercondutividade de alta temperatura crítica e o composto Sr2CuO2Cl2. No primeiro capítulo do trabalho, fazemos uma exposição de três modelos que envolvem o tratamento das interações elétron-elétron, que são os modelos de Hubbard de uma banda, o modelo de Heisenberg e o modelo t-J. Na dedução deste último fazemos uma expansão canônica do hamiltoniano de Hubbard, no limite de acoplamento forte, levando-nos a obter um novo hamiltoniano que pode ser utilizado para descrever um sistema antiferromagnético bidimensional na presen- ça de lacunas, que é exatamente o que caracteriza os compostos supercondutores de alta temperatura crítica na sua fase de baixa dopagem.Após termos obtido o hamiltoniano que descreve o modelo t-J, aplicamos à este uma descrição de polarons de spin, numa representação de holons, que são férmions sem spin, e spinons, que são bósons que carregam somente os graus de liberdade de spin. Utilizando uma função de Green para descrever a propagação do polaron pela rede, obtemos uma equação para a sua autoenergia somando uma série de diagramas de Feynman, sendo que para este cálculo utilizamos a aproxima ção de Born autoconsistente[1]. Do ponto de vista numérico demonstramos que a equação integral de Dyson resultante do tratamento anterior não requer um procedimento iterativo para sua solução, e com isto conseguimos trabalhar com sistemas com grande número de partículas. Os resultados mostram, como um aspecto novo, que o tempo de vida média do holon tem um valor bastante grande no ponto (π,0 ) da rede recíproca, perto da singularidade de Van Hove mencionada na literatura[2]. Este aspecto, e suas implicações, é amplamente discutido neste capítulo. No capítulo 3 estudamos o modelo estendido t-t'-J, com tunelamento à segundos vizinhos e a incorporação dos termos de três sítios[3]. Fazemos a mesma formulação do capítulo anterior, e discutimos as aplicações dos nossos resultados ao óxido mencionado anteriormente. Finalmente, no último capítulo apresentamos uma aplicação original do modelo t-J à uma rede retangular, levemente distorcida, e demonstramos que os resultados do capítulo 3 são reproduzidos sem necessidade de introduzir termos de tunelamento adicionais no hamiltoniano. Esta aplicação pode se tornar relevante para o estudo das fases de tiras encontradas recentemente nesses materiais de óxidos de cobre.

O refinamento dos poros, associado à reação pozolânica e ao efeito filer, reduz a permeabilidade do concreto com cinza de casca de arroz (CCA), o que pode antecipar a sua degradação em altas temperaturas. A literatura mostra que o concreto reidratado em água pode recuperar substancialmente a sua resistência inicial, porém, os estudos sobre a reidratação ao ar e sobre a influência do modo de resfriamento na reidratação são escassos. A pesquisa desenvolvida teve como principal objetivo avançar na análise experimental de concretos convencional e com CCA em altas temperaturas e na reidratação. Na etapa exploratória se avaliou a influência da temperatura de exposição, da adição mineral, do ambiente de acondicionamento, da taxa de aquecimento e do tempo de exposição na resistência à compressão e módulo de elasticidade. Na etapa principal se avaliou a influência do modo de resfriamento, da adição e da idade de reidratação na resistência residual. Complementarmente se utilizou o ensaio de velocidade de pulso ultrassônico (VPU) para avaliar o grau de microfissuração e correlacionar a VPU com as propriedades mecânicas residuais. Na etapa exploratória concluiu-se que a adição, a temperatura, a taxa de aquecimento e o tempo de exposição influenciaram significativamente os resultados. O concreto com CCA cristalina apresentou pior desempenho em altas temperaturas. O concreto com CCA amorfa apresentou desempenho ligeiramente inferior ao concreto convencional em 200°C, devido ao efeito da poro-pressão. No entanto, ambas as CCA podem ser alternativas viáveis considerando sustentabilidade. Na etapa principal, o resfriamento brusco com água provocou maior redução na resistência devido aos gradientes térmicos, porém, permitiu maior recuperação logo nos primeiros sete dias de reidratação. Apesar da recuperação parcial, a resistência ao fim de 154 dias foi inferior a 40% do valor inicial. Nas análises térmicas e de DRX foi possível observar nos concretos resfriados com água a recristalização dos aluminatos de cálcio, do C-S-H e da portlandita, em maior grau no concreto convencional. Foi possível observar correlações fortes entre as variáveis de resposta na etapa exploratória, porém, o mesmo não ocorreu na etapa principal, devido à fissuração e presença de água nos poros. / The pore refinement, associated with the pozzolanic reaction and the filler effect, reduces the permeability of blended concrete with rice husk ash (RHA), which can anticipate its degradation at high temperatures. The literature shows that concrete rehydrated with water can recover substantially its initial strength, but studies on rehydration in air and on the influence of the cooling method on rehydration are scarce. The main objective of this research was to evaluate the performance at high temperatures and in rehydration of conventional and blended concretes with RHA. In the exploratory stage, the influence of exposure temperature, mineral admixture, conditioning environment, heating rate and exposure time on residual strength and modulus of elasticity of heated concrete was evaluated. In the main stage, the influence of cooling method, mineral admixture and time of rehydration in an unsaturated environment on residual strength of concrete was evaluated. The ultrasonic pulse velocity test (UPV) was used to evaluate the degree of micro cracking of concrete and to correlate the UPV with residual strength and modulus. In the exploratory stage it was concluded that mineral admixture, temperature, heating rate and time of exposure significantly influenced the results. In general, concrete with partially crystalline RHA presented the worst performance at high temperatures. Concrete with amorphous RHA presented worse performance than conventional concrete only at 200°C, due to the pore-pressure effect. Despite these results, RHA can be a viable option considering sustainability and high temperatures performance. In the main stage, the rapid cooling with water caused a greater reduction in strength, due to thermal gradients, however, caused a greater strength recovery in the first seven days of rehydration. Despite this partial recovery, the final strength of both concretes after 154 days of rehydration was less than 40% of the initial value. In water-cooled concretes thermal and XRD analyzes show recrystallization of the calcium aluminates, C-S-H and portlandite, to a greater degree in conventional concrete. In the exploratory stage it was possible to observe strong correlations between the independent variables; however, the same did not occur in the main stage, due to cracking and to the presence of water in the pores.

O estresse calórico em gado leiteiro especializado torna-se um fator limitante para a produção de leite no estado do Rio Grande do Sul durante os meses de maior índice temperatura-umidade. O impacto fisiológico sobre o animal tem repercussão não somente sobre o metabolismo animal, mas também na quantidade e na qualidade do leite produzido. Não existem estudos prévios sobre o grau de impacto que o estresse por calor possa causar em gado da raça Holandesa no Rio Grande do Sul com enfoque no metabolismo e na qualidade do leite. O presente projeto estudou as alterações que o estresse calórico ocasiona em vacas leiteiras especializadas sobre indicadores clínicos, produtivos e metabólicos. Um total de 450 observações foram realizadas durante dois anos consecutivos em uma fazenda leiteira de alta produção da região do Planalto Médio do Rio Grande do Sul. O grau de estresse calórico foi considerado quando o índice temperatura-umidade (THI) ficou acima de 80. O estresse calórico foi evidente sobre os indicadores clínicos (temperatura corporal e frequência respiratória) e causou redução de 17% da produção de leite, bem como diminuição na quantidade de lactose e aumento na CCS, porém sem afetar o teor de gordura nem de proteína. Os indicadores metabólicos mais afetados foram proteínas totais, albumina e ureia, com respostas compatíveis com grau de desidratação leve, glicose com aumento atribuído à maior secreção de cortisol, e colesterol com aumento atribuído à menor secreção de tiroxina, em animais em estresse por calor. Lactato foi menor em animais estressados, sendo seu mecanismo objeto de futuros estudos. Ficou evidente uma condição de alcalose respiratória e a resposta compensatória de acidose metabólica. Conclui-se que o estresse calórico nos animais estudados repercute em mudanças clínicas, produtivas, metabólicas e ácido-básicas. / Heat stress is a limiting factor for milk production in high yielding dairy cows in Rio Grande do Sul (Brazil) during the months with the highest temperature-humidity index (THI). The physiological impact caused by high THI has not only consequences in the animal’s metabolism, but also in the animal’s milk yield and milk composition (quality). To our knowledge, there are no previous studies that related the impact of heat stress on metabolism and milk composition of high yielding Holstein cows in RG. The objective of the present study was to evaluate the effects of heat stress on clinical, productive, and metabolic parameters in high yielding dairy cows. A total of 450 observations were taken during 2 consecutive years in a commercial dairy farm in the RG’s plateau region. Heat stress was characterized as a THI greater than 80. Clinical parameters (rectal temperature and respiratory frequency) was clearly affected by heat stress as well as reduction of milk yield (17%), milk lactose, and increased milk somatic cells count However, milk fat and milk protein were not affected by heat stress. The metabolic parameters that were greatly affected by heat stressed Holstein cows were total protein, albumin, and blood urea concentrations corresponding to cow’s slight degree of dehydration; glucose concentration was increased and associated with a higher secretion of cortisol; and cholesterol concentration was increased due to lower secretion of tiroxine. Blood lactate concentration was lower in heat stressed animals when compared with non-stressed animals but the specific mechanism is still to be determined. Therefore, heat stressed cows evidently showed a state of respiratory alkalosis that was compensated by a state of metabolic acidosis. In conclusion, cows that experienced heat stress in the present study had altered clinical, productive, metabolic and acid-base parameters when compared with non-stressed cows.

A técnica de altas pressões e altas temperaturas, usando câmaras do tipo toroidal, foi utilizada para produzir compactos de titânio puro, bem como de compactos de titânio com adição de boro em diferentes concentrações, a fim de investigar as possíveis transformações de fase, alterações microestruturais e propriedades mecânicas. Para isso, foram usados dois pós de titânio de granulometria e procedências distintas: um de 20 μm (pó F: Ti) e outro de 38 μm (pó G: Ti, Ti e TiH), bem como um pó de boro amorfo (100 nm), pré-lavado com metanol para remoção do ácido bórico. O pó de Ti de 38 μm foi obtido através de cominuição de um pó de titânio hidretado com 100 μm, com posterior dehidretação à vácuo 550 ºC/3 h. Compactos foram processados em altas pressões (2,5 e 7,7 GPa) e em diferentes temperaturas, tanto para o pó de Ti puro (F ou G) como para misturas de titânio com adição de boro, em diferentes percentuais atômicos (3%, 10%, 30% e 66%). Todas as etapas para a produção das amostras foram acompanhadas de caracterização estrutural por difração de raios X, em condições ambiente. Além disso, as técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de raios X característicos foram usadas para avaliar as alterações microestruturais. As características mecânicas dos compactos foram obtidas por medidas de dureza Vickers. Em todos os compactos produzidos em altas pressões e altas temperaturas, a fase Ti apresentou parâmetros de rede alterados, indicando um aumento do volume da célula unitária, que pode ser atribuído ao grau de deformação induzida, seja pela aplicação de pressão e/ou pela presença do boro na sua estrutura cristalina. A reação de Ti e B, nessas condições particulares de processamento, parece ser controlada por processos difusivos, não ocorrendo reação explosiva. Os resultados mostraram que a técnica de altas pressões permitiu a obtenção de compactos de Ti puro, com dimensões de 3 mm de diâmetro e aproximadamente 2 mm de espessura, de qualidade similar ou superior aos obtidos por técnicas convencionais, porém utilizando um passo único de processamento. Além disso, também foram produzidos compactos de titânio com boretos (TiB e/ou TiB2) que apresentaram dureza elevada, com manutenção do comportamento dúctil, e microestrutura homogênea. / The high pressure and high temperatures technique with toroidal chambers was used to produce compacts of pure titanium and titanium with boron addition at different concentrations, in order to investigate the possible phase transformations, microstructural changes and mechanical properties. For this, we used two different particle sizes and provenance of titanium powders: one of 20 μm (F: Ti) and the other of 38 μm (G: Ti, Ti and TiH) and an amorphous boron powder (100 nm), pre-washed with methanol to remove the boric acid. Titanium powder of 38 μm was obtained by comminution of a hydrogenated titanium powder (100 μm), with subsequent dehydrogenation vacuum at 550 °C/3 h. Compacts were processed at high pressures (2.5 to 7.7 GPa) and at different temperatures, for both the pure Ti powder (F or G) and mixtures of titanium with boron in various atomic percentage (3%, 10%, 30% and 66%). All steps for producing the samples were accompanied by structural characterization by X-ray diffraction at ambient conditions. Moreover, the techniques of optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and characteristic X-rays spectroscopy were used to observe the microstructural changes. The mechanical characteristics of compacts were obtained by Vickers hardness measurements. In all compacts produced at high pressures and high temperatures, Ti phase had changed lattice parameters, indicating an increase in cell volume, which can be attributed to the degree of deformation-induced, either by applying pressure and / or the presence of boron in its crystalline structure. The reaction of Ti and B for these particular processing conditions, appears to be controlled by diffusion processes, doesn’t occur explosive reaction. The results showed that the technique of high pressure allowed obtaining pure Ti compacts, dimensions of 3 mm diameter and approximately 2 mm thick, with more or similar quality to those obtained by conventional techniques, but using a single processing step. In addition, were also produced compact titanium with borides (TiB and/or TiB2) which showed high hardness, with maintenance of ductility, and homogeneous microstructure.

Apresentamos um modelo teórico para explicar as tran sições de valéncia do Sm nas ligas Smi _ x M xS, onde M é um metal de transição (por ex. Y ou La), como uma função da concentração x. O sistema é descrito por um modelo de duas bandas: uma banda de largura nula e de energia E0 (o nível 4f do Sm) e uma banda de condução, a qual é tratada na aproximação do potencial coerente (CPA). Os elétrons 4f interagem entre si via uma repulsão coulombiana finita U, que separa a banda f em duas sub-bandas de energias E0 e Eo+U. Consi dera-se que as bandas f e de condução se hibridizam, sendo V o parâmetro de hibridização. Com este mo delo é possível obter uma transição continua de um estado funda mental não-magnético a um estado não magnético ou magnético, con forme se varia a razão U/V. A variação de valência como uma função da pressão nos monocalcogenetos de Sm (x = O) é também calculada. O modelo usa do é uma extensão do descrito acima, ao qual nOs incluimos uma repulsão coulombiana G entre elétrons f e de condução, mantendo finito o valor de U. Para diferentes valores de G/V obtemos tran sições de primeira ou de segunda ordem de um estado semicondutor a um estado metálico. A resistividade elétrica em ambas as fases é também calculada como uma função da temperatura e os re sultados teoricos obtidos estão em boa concordância com os experimentais. / We present a theoretical model to explain the valence transitions of Sm in Sm1-xMxS alloys, where M is a transition metal (e.g. Y or La) as a function of the concentration x. The system is described by a two-band model: a zero width band of energy E0 (the 4f-level of Sm) and a conduction band, which is treated in the coherent potencial approximation (CPA). The 4felectrons interact between them via a finite intra-atomic coulomb repulsion U, which splits the f-band in two sub-bands at energies E0 and Eo+U. The f -and conduction bands hybridize, being V the hybridization parameter. Within this model it is possible to obtain a continuous valence transition from a non- -magnetic to a non-magnetic or a magnetic ground-state, varying the ratio U/V. The change of valence as a function of pressure in the Sm monochalcogenides (x =0) is also computed. The model used is an extension of the one described above, in which we include a Coulomb repulsion G between f - and conduction electrons, preserving the finite value of U. For different values of G/V we obtain first or second order transitions from a semiconducting to a metallic state. The electrical resistivity in both fases as a function of temperature is also computed and the theoretical results obtained are in good agreement with the experimental ones.

Neste trabalho estudamos modelos teóricos que descrevem sistemas eletrônicos fortemente correlacionados, em especial o modelo t-J, e suas aplicações a compostos de óxidos de cobre, notadamente os compostos que apresentam supercondutividade de alta temperatura crítica e o composto Sr2CuO2Cl2. No primeiro capítulo do trabalho, fazemos uma exposição de três modelos que envolvem o tratamento das interações elétron-elétron, que são os modelos de Hubbard de uma banda, o modelo de Heisenberg e o modelo t-J. Na dedução deste último fazemos uma expansão canônica do hamiltoniano de Hubbard, no limite de acoplamento forte, levando-nos a obter um novo hamiltoniano que pode ser utilizado para descrever um sistema antiferromagnético bidimensional na presen- ça de lacunas, que é exatamente o que caracteriza os compostos supercondutores de alta temperatura crítica na sua fase de baixa dopagem.Após termos obtido o hamiltoniano que descreve o modelo t-J, aplicamos à este uma descrição de polarons de spin, numa representação de holons, que são férmions sem spin, e spinons, que são bósons que carregam somente os graus de liberdade de spin. Utilizando uma função de Green para descrever a propagação do polaron pela rede, obtemos uma equação para a sua autoenergia somando uma série de diagramas de Feynman, sendo que para este cálculo utilizamos a aproxima ção de Born autoconsistente[1]. Do ponto de vista numérico demonstramos que a equação integral de Dyson resultante do tratamento anterior não requer um procedimento iterativo para sua solução, e com isto conseguimos trabalhar com sistemas com grande número de partículas. Os resultados mostram, como um aspecto novo, que o tempo de vida média do holon tem um valor bastante grande no ponto (π,0 ) da rede recíproca, perto da singularidade de Van Hove mencionada na literatura[2]. Este aspecto, e suas implicações, é amplamente discutido neste capítulo. No capítulo 3 estudamos o modelo estendido t-t'-J, com tunelamento à segundos vizinhos e a incorporação dos termos de três sítios[3]. Fazemos a mesma formulação do capítulo anterior, e discutimos as aplicações dos nossos resultados ao óxido mencionado anteriormente. Finalmente, no último capítulo apresentamos uma aplicação original do modelo t-J à uma rede retangular, levemente distorcida, e demonstramos que os resultados do capítulo 3 são reproduzidos sem necessidade de introduzir termos de tunelamento adicionais no hamiltoniano. Esta aplicação pode se tornar relevante para o estudo das fases de tiras encontradas recentemente nesses materiais de óxidos de cobre.