Desde a descoberta dos supercondutores com alta temperatura crítica, muitos estudos têm sido realizados em tomo de suas propriedades fisicas, tentando associá-Ias à supercondutividade. Átomos de oxigênio dissolvidos intersticialmente têm um papel importante na supercondutividade destes materiais, pois são capazes de mover-se com facilidade dentro da rede além de contribuírem na criação de buracos nos planos de CUO2. As medidas de atrito interno são ferramentas sensíveis ao estudo de defeitos em sólidos, em particular a mobilidade de oxigênio intersticial. Neste trabalho, foram analisadas amostras de Bi2Sr2CaCu2O8+δ da maneira como foram recebidas, recozidas e dopadas com diferentes concentrações de oxigênio não estequiométrico. Foram efetuadas medidas de espectroscopia anelástica utilizando um pêndulo de torção invertido tipo Kê, operando com freqüência de oscilação de 11 a 30 Hz, num intervalo de temperatura compreendido entre 88 e 700 K, com taxa de aquecimento de 1 K/min e vácuo em tomo de 10-5 Torr. Foram observadas estruturas de relaxação complexas para as amostras recozidas, que são reversíveis apenas com novos tratamentos de recozimento, atribuídas a possíveis transições de fase estruturais. Para as amostras dopadas com oxigênio, foram observadas estruturas de relaxação que foram atribuídas ao movimento de átomos intersticiais de oxigênio nos planos de BiO. Foi observada também uma relação entre a intensidade dos processos de relaxação e a concentração dos intersticiais presentes nestas amostras. / Since the discovery of the high critical temperature superconductors many studies have been carried out intending to associate their physical properties to the superconductivity mechanisms. The oxygen atoms interstitially dissolved in its structure have an important role in the superconductivity of these materiaIs since they have high mobility capable to move through the net contributing to the generation of holes along the CUO2 plans. The internal friction measurements are a sensitive tool to the study of defects in solids, in particular the mobility of interstitial oxygen. In this work, it had been analyzed samples of Bi2Sr2CaCu2O8+δ in the as received condition, annealed and doped with different concentrations of not stoichiometric oxygen. The anelastic spectroscopy measurements were made using a torsional inverted pendulum of the Kê type, operating with oscillation frequency between 11 and 30 Hz, the applied temperatures are in the range between 88 and 700 K, with heating rate about 1 K/min and vacuum better than 10-5 Torr. Complex structures of relaxation had been observed for the annealed samples, they are reversible only with new annealing treatments. These structures were attributed to possible structural phase transitions. For the oxygen doped samples, the relaxation structures had been attributed to the mobility of interstitial oxygen atoms in the plans of BiO. On these measurements was also observed a relation between the intensity of the relaxation processes and the concentration ofthe interstitial oxygen in these samples.

As medidas de atrito interno tem sido muito usadas para o estudo de relaxações anelásticas devido à intersticiais em metais ou ligas metálicas. Estudou-se o comportamento de ligas de Nb-Zr dopadas com Oxigênio e ligas de Nb-Ti dopadas com Oxigênio e Nitrogênio, através de medidas simultâneas de atrito interno (energia dissipada por oscilação do Pêndulo de Torção) e da dispersão dos valores reativos da constante elástica apropriada. No sistema Nb-Zr-O, o multi espectro de relaxação em função da temperatura foi analisado e foram encontrados processos de relaxação devido à reorientação induzida por tensão de um, dois e três átomos de Oxigênio em torno de um átomo de Nióbio e um átomo de Oxigênio em torno de um átomo de Zircônio. No sistema NB-Ti-O-N, foram encontrados processos de relaxação devido à reorientação induzida por tensão de um e dois átomos de Oxigênio em torno de um átomo de Nióbio e um átomo de Titânio, respectivamente; um átomo de Nitrogênio em torno de um átomo de Nióbio e um átomo de Titânio, respectivamente. Com a ajuda das relações desenvolvidas por Kramers-Krönig, foi possível prever e checar com precisão cada intensidade de relaxação através das medidas da variação relativa da constante elástica apropriada (dispersão). / Internal friction measurements have been very often used for anelastic relaxation investigation in order to detect the existence of the interstitials in metal or metal alloys. The behavior of the Nb-Zr alloys doped with oxygen and the Nb-Ti alloys doped with oxygen and nitrogen have been studied using internal friction and relative elastic constants measurements obtained simultaneously. For Nb-Zr-O system, the multi-relaxation spectrum has been analyzed and relaxation processes due to the stress-induced ordenaring of one, two or three oxygen atoms around one niobium atom and also one oxygen atom around one zirconium atom went found. For Nb-Ti-O-N system, the multi-relaxation spectrum has been analyzed and relaxation processes due to the stress-induced ordenaring of one and two oxygen atoms around one niobium and titanium atoms respectively and one nitrogem atom around one niobium and titanium atoms respectively. With aid of Kramers-Krönig relations, it was possible to preview and check with good accuracy each of relaxation measurements.

Foi estudado o efeito do hidrogênio dissolvido intersticialmente em ligas de nióbio-titânio e nióbio-zircônio. Nas ligas de nióbio-titânio, foram efetuadas medidas de decremento logarítmico por intermédio de medidas de atrito interno em um pêndulo de torção oscilando com freqüência em torno de 4.0 Hz, para amostras puras e dopadas com hidrogênio. Os resultados mostraram a interação do hidrogênio com a matriz metálica através do Efeito Gorsky. Nas ligas de nióbio-zircônio, foram efetuadas medidas de atenuação ultra-sônica para freqüências de 10 e 30 MHz, em amostras puras, contendo hidrogênio e contendo oxigênio e hidrogênio. Os resultados mostraram a interação do hidrogênio com a matriz metálica através de um processo de reorientação induzida por tensão de átomos de hidrogênio localizados em sítios intersticiais tetraedrais em torno de átomos de oxigênio congelados em sítios intersticiais octaedrais, próximos de átomos de nióbio da matriz metálica. / We study the effect of hydrogen dissolved interstitially in niobium-titanium and niobium-zirconium alloys. In the niobimn-titanium alloys, the logarithmic decrement was studied by internal friction measurements in a torsion pendulum with frequency about 4.0 Hz, on pure and hydrogen doped samples. Our results showed the interaction of hydrogen with the metallic matrix by the Gorsky effect. In the niobium-zirconium alloys, the ultrasonic attenuation was measured by the echo-pulse method with frequencies of 10 and 30 MHz, for pure, doped with hydrogen and doped with oxygen and hydrogen. The results have shown the interaction of hydrogen with the metallic matrix by a stress induced ordering of hydrogen atoms localized at tetrahedral sites around frozen oxygen atoms localized in the octahedral sites near the niobium atoms in the metallic matrix.

As propriedades mecânicas de metais com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC), tais como nióbio e suas ligas, são alteradas de forma bastante significativa com a adição de elementos intersticiais pesados. Estes elementos intersticiais (oxigênio, nitrogênio e carbono) presentes na matriz metálica ocupam sítios octaedrais e constituem um dipolo elástico de simetria tetragonal, podendo produzir relaxações anelásticas. As amostras utilizadas foram policristais da liga Nb-Ti, contendo 0,3% em peso de Ti. As medidas de espectroscopia anelástica foram efetuadas usando um pêndulo de torção invertido, operando com freqüência da ordem de hertz, em um intervalo de temperatura entre 300 e 700 K, com taxa de aquecimento de 1 K/min. Esta dissertação apresenta estruturas de relaxação termicamente ativadas observadas em amostras da liga Nb - 0,3%pTi, contendo diferentes concentrações de oxigênio em solução sólida. Estas estruturas de relaxação foram atribuídas à reorientação induzida por tensão de átomos intersticiais em tomo de átomos da matriz metálica. Tais estruturas foram analisadas e foram encontrados os seguintes processos de relaxação: Nb-O, Ti-O, Nb-N e Nb-C. Os resultados mostraram também uma relação direta entre as intensidades das estruturas de relaxação e a concentração dos elementos intersticiais presentes nas amostras. / The mechanical properties of metals with body centered cubic (BCC) crystalline structure such as Nb and its alloys are modified of sufficiently significant form with the addition of heavy interstitial elements. These interstitial elements (oxygen, for example) present in the metallic matrix occupy octahedral sites and constitute an elastic dipole of tetragonal symmetry, being able to produce an elastic relaxation. The used samples were polycrystals of the Nb-Ti alloy, having 0.3 % in weight of Ti. The an elastic spectroscopy measurements were taken using an inverted torsion pendulum, operating with frequency of the order of hertz, in a temperature range between 300 and 700 K, with heating rate of 1 K/min. This dissertation shows thermally activated relaxation structures observed in samples of the Nb - 0.3wt.%Ti alloy, having different concentrations of oxygen in solid solution. These relaxation structures were attributed to stress induced ordering of interstitial atoms around the metallic matrix atoms. Such structures were analyzed and were found the following relaxation processes: Nb-O, Ti-O, Nb-N and Nb-C. The results had also shown a direct relation between the intensities of the relaxation structures and the concentration of interstitial elements in the samples.

O estudo da interação de metais com impurezas intersticiais como oxigênio e nitrogênio em solução sólida tem despertado o interesse de pesquisadores de diversas áreas, pois tais impurezas modificam algumas propriedades mecânicas destes metais. A presença destes intersticiais causa um desvio na elasticidade perfeita, chamada anelasticidade. Estudos de espectroscopia anelástica nos fornecem informações a respeito do comportamento destas impurezas na matriz metálica. Nesta dissertação foram analisadas amostras policristalinas da liga Nb-8,9%p.Ta com diferentes concentrações de elementos intersticiais. Foram efetuadas medidas de espectroscopia anelástica utilizando um pêndulo torção invertido, operando com freqüência de 2,0 a 27,0 Hz, num intervalo de temperatura compreendido entre 300 a 700 K. Observamos a presença de estruturas de relaxação que foram atribuídas a processos de relaxação devido à reorientação induzida por tensão de átomos intersticiais em tomo de átomos da matriz metálica. Constatamos, também, a existência de uma relação entre a intensidade da estrutura de relaxação e a concentração de intersticiais. As estruturas de relaxação foram decompostas em seus picos constituintes, que nos permitiu identificar os seguintes processos de relaxação: Ta-O, Nb-O, Nb-O-O e Nb-N. / The study of the metal interaction with interstitial impurities as oxygen and nitrogen in solid solution has aroused the interest of researchers of diverse areas, therefore such impurities modify some mechanical properties of these metaIs. The presence of these interstitials causes a deviation in the perfect elasticity, called anelasticity. Studies of anelastic spectroscopy provide information of the behaviour of these impurities in the metallic matrix. In this dissertation, polycrystalline samples of Nb-8.9%p.Ta alloy have been analysed with different concentrations of interstitials elements. Measurements of anelastic spectroscopy were carried out using an inverted torsion pendulum, operating with frequency of 2.0 to 27.0 Hz and in a temperature range between 300 and 700 K. It was observed the presence of relaxation structures that have been attributed to stress induced ordering due to interstitial atoms around atoms of the metallic matrix. It is also evidenced the existence of a relation between the intensity of the relaxation\'s structures and the interstitials concentration. The relaxation structures have been decomposed in its constituents peaks, what it allowed to identify the following processes of relaxation: Ta-O, Nb-O, Nb-O-O and Nb-N.

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Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-23T13:35:50Z No. of bitstreams: 1 DANIEL BESERRA COSTA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 3178699 bytes, checksum: cdb4fe8ec72383894c5c447ebe2853ae (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:35:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIEL BESERRA COSTA - DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2018.pdf: 3178699 bytes, checksum: cdb4fe8ec72383894c5c447ebe2853ae (MD5) Previous issue date: 2018-02-21 / Capes / A deformação permanente é definida como o acúmulo de pequenas quantidades de deformação não recuperáveis resultante da aplicação das cargas dos veículos. A deformação permanente na camada de revestimento asfáltico pode ser oriunda por três mecanismos: deformação permanente por densificação, por uso e por fluência da mistura. Dado que as temperaturas de serviço da camada de revestimento estão em torno de 40 a 60 °C, a mistura asfáltica nesse intervalo de temperatura se comporta como um material sólido. Sendo assim, é razoável supor que os mecanismos de falha aplicáveis aos materiais sólidos sejam válidos para as misturas de asfálticas. Sendo o critério Mohr-Coulomb amplamente utilizado para descrever as características de cisalhamento de materiais sólidos, poderá ser utilizado para obtenção do ângulo de atrito interno da mistura, bem como o seu intercepto coesivo. Este trabalho teve como objetivo a determinação de ângulos de atrito internos de diferentes misturas asfálticas e sua influência no comportamento mecânico, em especifico, na resistência à deformação permanente destas misturas. Como forma de atingir o objetivo da pesquisa foi desenvolvido um programa experimental visando à avaliação das propriedades mecânicas relacionadas ao ângulo de atrito interno das misturas asfálticas com CAP 50/70 e E – 55/75. Foi possível executar análises em laboratório a partir da determinação de parâmetros de ruptura por cisalhamento, com o auxílio da teoria de Mohr-Coulomb, tendo como inferência o desempenho de misturas estudadas em campo. Verificou-se que, a cada acréscimo de 5% de partículas graúdas em uma faixa granulométrica, as misturas estudadas apresentaram, em geral, um ganho de 1° (Grau) no ângulo de atrito interno para cada faixa estudada. Entretanto, deve ser observado o limite de 30 a 35% de partículas graúdas para cada mistura. Pode-se concluir que: os parâmetros de ruptura por cisalhamento, ângulo de atrito interno e intercepto coesivo são fatores determinantes no desempenho a deformação permanente de misturas asfálticas. Para os ligantes utilizados os resultados indicaram que o acréscimo do ângulo de atrito interno resulta numa maior resistência a deformação permanente. / Permanent deformation is defined as the accumulation of small amounts of non-recoverable deformation resulting from the application of vehicle loads. The permanent deformation in the surface layer of asphalt pavements can come from three mechanisms: permanent deformation by densification, by use and by creep of the mixture. Since the service temperatures of the pavement surface layer are around 40 and 60 ºC, the asphalt mixture, in this temperature range, behaves as a solid material. Therefore, it is reasonable to assume that failure mechanisms applicable to solid materials are valid for asphalt mixtures. As the Mohr-Coulomb criterion is widely used to describe the shear characteristics of solid materials, it can be used to obtain the internal friction angle of the asphalt mixture as well as to estimate its cohesive intercept. This work had as objective to determine the internal angles of friction of different asphalt mixtures and their influence on the mechanical behavior, in particular, on the resistance to permanent deformation of these mixtures. In order to achieve the objective of this research, an experimental program was developed to evaluate the mechanical properties related to the internal angle of friction of asphalt mixtures with the 50/70 asphalt binder and the E 55/75 asphalt binder. It was possible to perform laboratory analyses from the determination of shear rupture parameters, supported by the Mohr-Coulomb's theory, inferred by the performance of mixtures studied in the field. It was verified that, at each increment of 5% of coarse particles in a particle size range, the studied mixtures presented, in general, a gain of 1° (degree) in the internal angle of friction for each size range studied. However, the limit of 30 to 35% of coarse particles should be observed for each mixture. It can be concluded that: the parameters of shear rupture, internal angle of friction and cohesive intercept are determining factors in the permanent deformation performance of asphalt mixtures. For the asphalt binders used, the results indicated that the increment of the internal angle of friction results in a greater resistance to permanent deformation.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5591.pdf: 65197476 bytes, checksum: 0562626136c2cda8c961be66e989832e (MD5) Previous issue date: 2013-11-08 / Universidade Federal de Sao Carlos / In recent years the study of bulk metallic glasses (BMG) is being of great scientific and technological interest due to their unique properties (the lack of long range atomic order in the structure and compositional homogeneity similar to the liquid state). These alloys show better mechanical properties, superior corrosion resistance, high yield stress and fracture toughness, if compared to their crystalline counterparts. However, a physical understanding of disordered structure and how it affects the properties of metallic glasses is still considered one of the great challenges in Condensed Matter Physics and Materials Science. Since the Mechanical Spectroscopy technique is sensitive to phase transitions and dynamical processes, it provides the anelastic spectra (internal friction and oscillation frequency) as function of temperature, through which relevant informations to the understanding of structural and vibrational changes of metallic glasses are obtained. In this study, the mechanical spectroscopy technique was used to investigate dynamic processes related to elastic and electronic contributions of atomic motions and clusters, as well as other changes in the atomic bonds on the glassy and partially crystallized alloys of the ternary system Cu-Zr-Al. The samples were obtained combining criteria of the minimum topological instability and the average electronegativity (λmin∙Δē), and were investigated at temperatures above and below room temperature (300 K) with applied frequencies in Hz, kHz and MHz magnitude order. Above room temperature, the application of alternated stresses in the order of Hz and KHz allowed us to observe structural changes involving atomic rearrangements due to anelastic, viscoelastic and thermoelastic aspects present in the relaxation process. In this temperature range, the viscoelastic and thermoelastic character overlaps the anelastic relaxation mechanisms that could be observed in metallic glasses. Analysis of samples with nominal composition Cu54Zr40Al6 - nanocrystalline and vitreous - show that the anelastic relaxation processes begin below room temperature, and are dependent of the applied frequency. When the applied frequencies are in the Hz magnitude order, some clusters have their shell affected by the alternate elastic stresses. When the samples are excited with kHz order of magnitude frequencies, two well-defined relaxation centers will appear. This phenomenon is caused by the movement of clusters which are created and annihilated at the same time the stress is applied. When the applied stresses are of MHz magnitude order, the clusters are rearranged in a more efficient way, in which the less stable clusters involving Zr are annihilated and clusters with Al or Cu at their centers are reordered in order to promote the stability of the icosahedral structure embedded in the amorphous matrix. Under applied mechanical energy corresponding to the MHz frequencies, more stable structures are created and the clusters approach, interact and interpenetrate each other, giving rise to the free bond planes where the superclusters rearrange leading to the formation of medium range chains. Under persistent mechanical stimulation in MHz, the structures begin to form long-range order that lead to formation of the first crystalline precipitates. Those purely anelastic relaxation mechanisms are initiated at low temperatures, and in most cases, it´s not possible to observe them at higher temperatures due to the viscoelastic and thermoelastic character, which generally occur simultaneously in metallic glasses. / Nos últimos anos, o estudo e o processamento dos vidros metálicos de grande volume (BMG Bulk Metallic Glasses), em sistemas multicomponentes, tem sido de grande interesse científico e tecnológico devido as suas propriedades únicas: como a falta de regularidade atômica de longo alcance e a sua homogeneidade composicional semelhante ao estado líquido. Estas ligas apresentam melhores propriedades mecânicas, resistência à corrosão e alta resistência à fratura quando comparado a sua contraparte cristalina. No entanto, um compreensivo entendimento físico da estrutura desordenada e de como a mesma afeta as propriedades dos vidros metálicos, ainda é considerado um dos grandes desafios na Física da Matéria Condensada e na Ciência dos Materiais. A Espectroscopia Mecânica que fornece o espectro anelástico (atrito interno e frequência de oscilação) em função da temperatura é considerada uma técnica sensível a transições de fase e a processos dinâmicos, através da qual são obtidas informações relevantes para a compreensão das alterações estruturais e vibracionais dos vidros metálicos. Neste estudo, foi utilizada a técnica de Espectroscopia Mecânica para investigar os processos dinâmicos relacionados a contribuições elásticas e eletrônicas devido aos movimentos atômicos e de cluster, bem como, as demais mudanças nas ligações atômicas nas ligas vítreas e parcialmente cristalizadas do sistema ternário Cu-Zr-Al. As amostras obtidas com base no diagrama topológico combinado λmin∙Δē foram investigadas em temperaturas acima e abaixo da temperatura ambiente (300 K) com frequências da ordem de Hz, kHz e MHz. Acima da temperatura ambiente, aplicando tensões alternadas em Hz e kHz, foi possível observar as mudanças estruturais que envolvem rearranjos atômicos devidos aos aspectos anelástico, viscoelástico e termoelástico presentes no processo de relaxação. Nesta faixa de temperatura, o caráter viscoelástico e termoelástico sobrepõe os mecanismos de relaxação anelástica que poderiam ser observados nos vidros metálicos. Em temperaturas abaixo da ambiente, as amostras de composição nominal Cu54Zr40Al6 - vítreas e nanocristalinas - mostram que os processos de relaxação anelástica se iniciam abaixo da temperatura ambiente e são dependentes da frequência aplicada. Nas frequências aplicadas em escala Hz, alguns clusters tem sua blindagem afetada pelas tensões elásticas alternadas. Quando as amostras são excitadas com uma frequência da escala de kHz surgem dois centros de relaxação bem definidos que envolvem a movimentação de clusters que tendem a ser criados e aniquilados ao mesmo tempo em que a tensão é aplicada. Em tensões aplicadas na ordem de MHz, os clusters passam a se reordenar de forma mais eficiente, de modo que, os clusters menos estáveis que envolvem o Zr são aniquilados e os clusters que possuem Al ou Cu em seu centro são reordenados de forma a promover a estabilidade da estrutura icosaédrica dentro da matriz amorfa. Conforme as energias mecânicas em MHz são aplicadas, mais estruturas estáveis são criadas de forma que os clusters tendem a aproximar, interagir e se interpenetrar dando origem aos planos de ligações livres por onde os superclusters passam a se reordenar originando cadeias de médio alcance. Com indefinidos estímulos mecânicos em MHz, as estruturas tendem a formar os primeiros precipitados cristalinos. Estes mecanismos de relaxação puramente anelástica se iniciam em baixas temperaturas, e na maioria das vezes, não são possíveis de serem observados em altas temperaturas devido ao caráter viscoelástico e termoelástico que, em geral, ocorrem simultaneamente nos vidros metálicos.

Os projetos de carrocerias veiculares atuais procuram desenvolver estruturas leves, seja para reduzir o consumo de combustível, no caso dos motores de combustão interna, seja para maior autonomia de bateria, no caso dos veículos elétricos e híbridos. Redução no consumo de combustível significa redução na emissão de poluentes. As estruturas precisam ser leves, mas cada vez mais resistentes e rígidas a fim de proporcionar máximo conforto e segurança aos ocupantes. Estas premissas têm levado ao contínuo desenvolvimento dos materiais. No caso dos aços, um dos processos que tem permitido a melhora significativa das propriedades mecânicas é a estampagem a quente. Nos últimos anos, as peças estampadas a quente têm ocupado lugar de destaque na estrutura das carrocerias veiculares por estarem em sintonia com as demandas mencionadas. Há muitas pesquisas em curso para esta tecnologia, seja nos materiais, nos meios de produção, nos revestimentos e em aplicações. O aço mais utilizado neste processo, 22MnB5, também apresenta o chamado efeito bake hardening; a tensão de escoamento é aumentada após tratamento térmico realizado em temperaturas próximas a 200 °C. Neste trabalho, visando à melhoria nas propriedades mecânicas, amostras foram tratadas termicamente na faixa de temperatura supracitada. Após isso, dados obtidos de ensaios mecânicos foram inseridos em programas de simulação de impacto lateral cujo resultado foi a redução na intrusão na célula de sobrevivência. O efeito bake hardening também propiciou um aumento na absorção da energia de impacto em teste estático feito com barras de proteção lateral. O mecanismo metalúrgico envolvido no fenômeno, devido à difusão de intersticiais foi evidenciado no ensaio de atrito interno. / The current auto body projects seek to build light structures whose immediate impact is in the reduction in fuel consumption of internal combustion engines or in longer battery life for electric and hybrid vehicles. Reduction in fuel consumption means reduced emissions. The structures need to be lightweight, but increasingly resistant to provide maximum comfort and safety to the occupants. These demands led to the continuous development of new materials. In the case of the steels hot stamping has allowed significant improvement in the mechanical properties. In recent years, hot stamped parts took prominent place in the structure of auto bodies to be in line with the mentioned demands. There are a lot of researches lines for this technology: materials, modes of production, coatings and applications. The most commonly used steel in this process, 22MnB5, also exhibits the bake hardening effect: its yield strength is increased after thermal treatment at temperatures close to 200 °C. To verify this improvement in the mechanical properties, samples were thermally treated. After that, data obtained from mechanical tests were inserted into side-crash simulation programs that resulted in a reduction in intrusion in the passengers compartment. The bake hardening effect also provided an increase in the absorption of the impact energy in a static test done with door beam. The metallurgical mechanism involved in the phenomenon, due to the movement of interstitial was evidenced in the internal friction test.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5592.pdf: 31266949 bytes, checksum: 2b640b435377cc433450c874294869e3 (MD5) Previous issue date: 2013-11-14 / Financiadora de Estudos e Projetos / In recent decades the study of β-Titanium alloys are attracting the interest to the biomaterials science community in general, since have improved properties as compared with current commercial biomedical alloys which present problems of both mechanical and chemical compatibility. In this sense, the determination and optimization of the mechanical properties, in particular of the elastic modulus, through of control the phases present that are of great importance. In this study was determined the dynamic elastic modulus (E), their relative variation ( ΔE/E) and internal friction (Q-1) as function of temperature by mechanical spectroscopy technique, being that the information provided by these parameters, associated with complementary characterization techniques and theoretical parameters of the literature provided relevant information on the phases stability in some alloys of the Ti-Nb-Zr and Ti- Nb-systems. Thus, complex anelastic relaxation processes were observed which through cyclic heat treatment and aging was possible to dissociate into their component of phase transformations, which highlighted in the temperature range between 300 K and 700 K the sequence β → β + ω → β + ω + α → β + α, and once these transformations are developed, in a joint manner are also present relaxation processes that include interactions of elements containing alloys with interstitial atoms. At low temperature (130 K-300 K), a process of relaxation was observed, which may be related to processes such as β → ω (athermic) transformation and/or H-O interactions. However by the behavior of the elastic modulus this process may be linked in part to the reverse martensitic transformation β→α" being possible to identify Ms and Af temperatures. In addition was characterized a low modulus of elasticity, yielding values between 67 and 54 GPa, which are related to the greater stability of the β phase, being these suitable values regarding the mechanical compatibility as compared with commercial alloys used as biomaterials. / Nas últimas décadas, o estudo de ligas de titânio do tipo β tem despertado o interesse da comunidade científica na área de biomateriais por apresentarem propriedades superiores se comparadas com as atuais ligas biomédicas comerciais, uma vez que, estas últimas apresentam problemas de compatibilidade tanto mecânica como química. Neste sentido, a determinação e otimização das propriedades mecânicas, principalmente através do controle das fases presentes são de grande importância, em especial objetivando obter o módulo de elasticidade próximo ao do osso humano (10-30 GPa). Assim, neste trabalho foram determinados, o módulo de elasticidade dinâmico (E), sua variação relativa (ΔE/E) e o atrito interno (Q-1) em função da temperatura, por meio da técnica de espectroscopia mecânica. A informação proporcionada por estas grandezas, associada a técnicas de caraterização complementares e a parâmetros teóricos da literatura, forneceram informações relevantes sobre a estabilidade das fases em algumas ligas de Ti-β dos sistemas Ti-Nb-Zr e Ti-Nb-Fe. Desta forma, processos de relaxação anelástica complexos foram observados, sendo que, através de tratamentos cíclicos e de envelhecimento foi possível dissociá-los em suas componentes de transformações de fase. Nestes espectros foi evidenciada, na faixa de temperatura entre 300 K e 700 K, a sequência de transformações β→β+ω→β+ω+α→β+α e, uma vez que, estas transformações se desenvolvem, de maneira conjunta, estão presentes processos de relaxação que incluem interações dos elementos que contém as ligas com átomos intersticiais. Em baixa temperatura (130 K a 300 K) foi observado um processo de relaxação, que pode estar relacionado a transformações β→ω (atérmica) e/ou interações H-O, no entanto, devido ao comportamento do módulo de elasticidade este processo pode estar associado em parte à transformação martensitíca reversa β→α , sendo possível identificar as temperaturas Ms e Af. Por outro lado, foi caracterizado um baixo módulo de elasticidade, obtendo-se valores entre 67 e 54 GPa, que estão relacionados com a maior estabilidade da fase β. Estes valores são adequados quanto a compatibilidade mecânica se comparados com as ligas comerciais empregadas como biomateriais.