Os compostos de concreto polímero vem se tornando, em países desenvolvidos, uma boa opção para a construção civil, especialmente onde se necessita resistência elevada, cura rápida e boa durabilidade. Grande parte destes compostos são produzidos com as resinas epóxi e poliéster, em especial, a isoftálica. No Brasil, entretanto, não se tem conhecimento da aplicação e nem mesmo de grupos de pesquisa e desenvolvimento sistematizados, atuando na área, possivelmente devido ao desconhecimento das propriedades, da metodologia de produção e do alto custo do concreto polímero. Diante deste panorama, o presente trabalho tem como objetivo produzir e analisar composições de concreto polímero de custos reduzidos, utilizando como aglomerante a resina poliéster ortoftálica, em função de seu custo, e a resina poliéster isoftálica, que tem sido tradicionalmente utilizada. Inicialmente foram determinadas a resistência à compressão axial e absorção de água em composições de concreto polímero, com variados teores de resina, visando a escolha de um teor de aglomerante mínimo. Na segunda parte do programa experimental foi analisada a influência do teor de cinza volante (fíler) e do tipo de resina na resistência à compressão axial, na resistência à tração na flexão, no comportamento frente ao ataque químico, no módulo de elasticidade e no desgaste por abrasão. A microestrutura das amostras que sofreram ataque químico foi analisada em microscópio eletrônico de varredura. Os resultados mostraram que os concretos polímeros de resina poliéster isoftálica e ortoftálica exibiram bom comportamento mecânico e químico. A cinza volante contribui tanto no aspecto mecânico, quanto no químico. Constatou-se que a resina ortoftálica, quando utilizada simultaneamente com areia e cinza volante, exibe comportamento semelhante à resina isoftálica no concreto polímero, apesar das propriedades da resina poliéster ortoftálica serem inferiores as da isoftálica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-27T03:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335762.pdf: 3903030 bytes, checksum: e2d9016ce81effa053940d9143555e48 (MD5) Previous issue date: 2015 / Nanoaluminato de magnésio (MgAl2O4) foi sintetizado com sucesso por reação de combustão em solução, utilizando como combustíveis glicerinas loira e bruta, provenientes do biodiesel. O aluminato de magnésio obtido, em pó, foi preparado utilizando?se duas rotas de processamento denominadas de aquecimento convencional e aquecimento rápido. As etapas iniciais foram as mesmas, isto é, os precursores, Al(NO3)3.9H2O e Mg(NO3)2.6H2O, em proporção molar de 2:1, foram dissolvidos em 20% (em massa) de água deionizada e submetidos a agitação magnética, com aquecimento a 70 °C até o início da reação, com a adição dos combustíveis. No aquecimento convencional foram utilizados como combustíveis sacarose, glicerina pura, glicerina loira, glicerina loira seca por 24h, glicerina loira seca por 24h +gel, gel e glicerina bruta. No aquecimento rápido, os combustíveis utilizados foram glicerina loira e bruta. As espumas cerâmicas foram produzidas por dois métodos, isto é, a termoespumação e a réplica polimérica, utilizando a mesma suspensão base. Os pós e as espumas produzidas foram caracterizados do ponto de vista de suas propriedades macro e microestruturais e de suas propriedades mecânicas e térmicas. Os resultados mostraram que somente o pó produzido por aquecimento rápido, utilizando glicerina loira como combustível, apresentou fase única formada de MgAl2O4. Este pó apresentou tamanhos (diâmetros) de partículas primárias ou cristalitos de 9 nm e área superficial de 112 m2.g-1. As espumas de MgAl2O4 produzidas por réplica e termoespumação (queimadas a 1600 °C/120 min, usando pó calcinado a 900 °C/120 min) apresentaram porosidades de 94% e 97% e resistência mecânica de 1,0 e 0,10 MPa, respectivamente. Estas espumas, aplicadas como queimadores porosos, operaram em condições semelhantes à queimadores porosos de Al2O3 para um único ciclo térmico.<br> / Abstract : Nanosized magnesium aluminate (MgAl2O4) was successfully synthesized by combustion reaction in solution using as fuels crude and blonde glycerin from the biodiesel. The magnesium aluminate powder obtained was prepared using two processing routes called conventional heating and fast heating. The initial steps are the same, i.e., precursors, Al(NO3)3.9H2Oand Mg(NO3)2.6H2O in molar ratio of 2:1 were dissolved in 20% (by weight) of deionized water and subjected to magnetic stirring with heating at 70°C until the reaction has started with the addition of fuels. In conventional heating saccharose, pure glycerin, blonde glycerin, blonde glycerin dried for 24 hours, blonde glycerin dried for 24 hours + glycerin gel, gel and crude glycerin were used as fuels. In the fast heating, the blonde and crude glycerins were used as fuels. Ceramic foams were produced by two methods, i.e., thermal foaming and by the replication method using the same base suspension. The powders and the ceramic foams produced were characterized from the point of view of their macro and microstructural properties and their mechanical and thermal properties. The results showed that only the powder produced by fast heating using blonde glycerin as fuel, showed the MgAl2O4 single phase. This powder had sizes (diameters) of primary particles or crystallites of 9 nm and surface area of 112 m2.g-1. The MgAl2O4 foams produced by the thermal foaming and the replication method (fired at 1600°C/120 min using powders calcined at 900°C/120min) had porosity of 94% and 97% and mechanical strength of 1.0 to 0.10Mpa, respectively. These ceramic foams, applied as porous burners, operated under conditions similar to porousAl2O3burnersfor a single thermal cycle.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-27T03:07:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335763.pdf: 3050797 bytes, checksum: 4de0c9487803bc2871096a0677946bbd (MD5) Previous issue date: 2015 / Espumas vitrocerâmicas pertencentes ao sistema Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) foram preparadas com sucesso pelo método de gelcasting. Este método associado à aeração das suspensões cerâmicas contendo um agente espumante (Alkolan CP 30 EG) permitiu a produção de estruturas com elevada porosidade aberta (? 90%), com poros tendendo à forma esférica, elevada interconectividade celular e boa resistência mecânica à verde. Alguns parâmetros de processo, como por exemplo, variação no teor de sólidos da suspensão cerâmica, quantidade de monômeros orgânicos e de agente espumante, foram estudados a fim de se estabelecer correlações destes com as características do produto final. As espumas vitrocerâmicas obtidas foram impregnadas (com nitrato de níquel e nitrato de cobalto hexahidratados), calcinadas, reduzidas e avaliadas como suportes catalíticos frente à reação de decomposição de etanol, nas temperaturas de 550 e 700 °C. Os produtos gasosos e líquidos das reações foram analisados por cromatografia gasosa e os materiais sólidos (materiais carbonáceos) foram analisados por TG/DSC, Raman e MET. Os resultados mostraram que os materiais estudados foram ativos para a produção de hidrogênio. O aumento do teor metálico e/ou temperatura resultou em maior conversão do etanol e maior produção de hidrogênio. Este resultado foi maior para as reações usando o Ni como fase ativa, indicando ser melhor catalisador para a reação de decomposição do etanol. Todas as reações levaram a deposição de carbono nanoestruturado (nanofibras e/ou nanotubos de carbono).<br> / Abstract : Glass-ceramics foams belonging to the Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) were successfully prepared by gelcasting method. This method associated with the aeration of ceramic suspensions containing a foaming agent (30 EG Alkolan CP) allowed the production of structures with a high open porosity (> 90%), with spherical pores, high cellular interconnectivity and good green mechanical strength. Some process parameters, such as changes in the solid content of the ceramic suspensions, the amount of organic monomers and foaming agent were studied in order to establish correlations with the characteristics of the final product. The obtained glass-ceramic foams were impregnated (with nickel nitrate and cobalt nitrate hexahydrated), calcined, reduced and evaluated as catalyst supports in the ethanol decomposition reaction at temperatures of 550 to 700 °C. Gaseous and liquid products of the reactions were analyzed by gas chromatography and solid materials (carbonaceous materials) were analyzed by TG/DSC, Raman and TEM. The results showed that the studied materials were active for hydrogen production. By increasing the metal content and/or temperature resulted in higher conversion of ethanol and hydrogen production. This result was higher for the reactions using Ni as active phase, indicating that it is a better catalyst for the decomposition reaction of ethanol. All reactions lead to deposition of nanostructured carbon (nanofibers and/or carbon nanotubes).

MARTINS, R. H. P. Avaliação da formação de hidretos metálicos em ligas de zircônio. 2014. 103 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-10-29T17:24:14Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhpmartins.pdf: 9161011 bytes, checksum: dfd6187a4f91fa88c31031385aa2cfe2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-11-03T17:19:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhpmartins.pdf: 9161011 bytes, checksum: dfd6187a4f91fa88c31031385aa2cfe2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T17:19:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhpmartins.pdf: 9161011 bytes, checksum: dfd6187a4f91fa88c31031385aa2cfe2 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / Zirconium alloys have greater applicability in the nuclear industry are used in the manufacture of tubes that make up a metal structure , called the fuel element , and form the core of nuclear reactors . Such tubes are used in the coating of ceramic pellets of enriched uranium dioxide and precipitation of hydrides can undergo in operating conditions . This effect is detrimental to the aforementioned alloys , with a view to reducing the ductility depending on the morphology of hydrides . The morphology of hydrides and their respective susceptibility to formation were evaluated in samples of commercial zirconium alloys Zircaloy - 4 ®, ZIRLO ® and M5 ™ . The samples were hydrogenated in an autoclave under the conditions of pressure and temperature of a nuclear reactor . Later microstructural analysis and verification of alloy metal hydrides formed morphology , were made by optical microscopy and scanning electron as well as the technique of X-ray diffraction was used to identify the presence of hydrides. Circumferential hydrides were formed, by hydrogenation condition that only the radial hydrides and M5 ™ alloy, which are undesirable to be more deleterious to mechanical properties, the alloy is formed Zirlo™ M5®, and for more severe hydrogenation conditions. For both types of hydrogenation was not observed in the presence of hydrides Zircaloy-4 ® / As ligas de Zircônio têm maior aplicabilidade na indústria nuclear, são utilizadas na fabricação de tubos que compõem uma estrutura metálica, denominada de elemento combustível, que forma o núcleo dos reatores nucleares. Os referidos tubos são utilizados no revestimento de pastilhas cerâmicas de dióxido de urânio enriquecido e podem sofrer precipitação de hidretos em condições operacionais. Esse efeito é deletério às citadas ligas, tendo em vista a redução da ductibilidade a depender da morfologia dos hidretos formados. A morfologia dos hidretos e a sua respectiva susceptibilidade à formação foram avaliados em amostras de ligas de comerciais de zircônio Zircaloy–4®, Zirlo® e M5™. As amostras foram hidrogenadas em autoclave, nas condições de pressão e temperatura de um reator nuclear. Posteriormente foram feitas análises microestruturais das ligas e verificação da morfologia hidretos metálicos formados, por microscopia óptica e de varredura eletrônica, bem como foi utilizada a técnica de difração de Raios X, a fim de identificar a presença de hidretos. Hidretos circunferenciais, foram formados, pela referida condição de hidrogenação, somente na liga M5™ e hidretos radiais, que são indesejáveis por serem pontos nucleadores de trincas, formaram-se nas liga Zirlo® e M5™ para condições mais severas de hidrogenação. Para ambos os tipos de hidrogenação não se verificou, nas micrografias, a presença de hidretos no Zircaloy–4®, no entanto, picos de hidretos foram evidenciados por difração de raios X, para a condição de hidrogenação mais severa.

CORDEIRO, E. R. Moldagem por injeção a baixas pressões de pó residual proveniente da extração do granito branco savana. 2004. 88 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-10T17:18:13Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_ercordeiro.pdf: 7095391 bytes, checksum: 1dbfff7475a3ed56c608a581c634df0b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-15T18:32:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_ercordeiro.pdf: 7095391 bytes, checksum: 1dbfff7475a3ed56c608a581c634df0b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-15T18:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_ercordeiro.pdf: 7095391 bytes, checksum: 1dbfff7475a3ed56c608a581c634df0b (MD5) Previous issue date: 2004-02-27 / The present work describes the use of a grinding dust almost granite raw feedstock to the process of ceramic injection molding at low pressures. The main objective was to demonstrate the technical feasibility of using a low-cost raw material for parts for applications where these were not subjected to large mechanical stresses. Initially it selected a powder from the extraction of a granite commercial value called White Savannah. The material was characterized by chemical and petrographic analysis (for microprobe), and microscopy Scanning electron diffraction and X-ray. After several unsuccessful attempts to use the powder in the raw state, it was subjected to a simple procedure for comminution by grinding and subsequent selection by sieving. The obtained fines were mixed with binder to carnauba wax base, developed in previous research. Rheological studies helped determine the optimum amount of binder and powder in the mixture to be injected. Thermogravimetric analysis was used to establish a ramp for removal of the binder by thermal degradation after injection. The binder removal step was performed without introducing macrodefeitos. The parts were sintered in air in a muffle furnace at temperatures between 1200 0 C to 1280 0 C. Next, the pieces were evaluated in terms of density, porosity, shrinkage and hardness. The best results in terms of appearance, shape maintenance and combination of physical and mechanical properties were obtained with the parts sintered at 1250 0 C. The values ​​obtained for these properties were deemed reasonable when compared to results obtained with previously manufactured parts using other granite waste. / O presente trabalho descreve a utilização de um pó residual de granito em estado quase bruto como matéria-prima para o processo de moldagem cerâmica por injeção a baixas pressões. O objetivo principal era demonstrar a viabilidade técnica de se utilizar uma matéria-prima de baixo custo para obter peças para aplicações em que essas não fossem submetidas a grandes esforços mecânicos. Inicialmente foi selecionado um pó proveniente da extração de um granito de valor comercial denominado Branco Savana. O material foi caracterizado por análises petrográfica e quı́mica (por microssonda), além de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Após algumas tentativas infrutı́feras de se utilizar o pó no estado bruto, o mesmo foi submetido a um procedimento simples de cominuição por moagem e posterior seleção por peneiramento. Os finos obtidos foram misturados ao ligante à base de cera de carnaúba, desenvolvido em pesquisas anteriores. Estudos reológicos ajudaram a determinar a quantidade ótima de ligante e pó na mistura a ser injetada. A análise termogravimétrica foi utilizada para se estabelecer uma rampa para a retirada do ligante por degradação térmica, após a injeção. A etapa de retirada do ligante foi realizada sem introdução de macrodefeitos. As peças foram sinterizadas ao ar, em forno mufla, a temperaturas entre 1200 0 C e 1280 0 C. Em seguida as peças foram caracterizadas quanto à densidade, porosidade, contração, e microdureza. Os melhores resultados em termos de aparência, manutenção do formato e combinação de propriedades fı́sicas e mecânicas foram obtidos com as peças sinterizadas a 1250 0 C. Os valores obtidos para essas propriedades foram considerados razoáveis, quando comparados aos resultados atingidos com peças fabricadas anteriormente, utilizando outros resı́duos granı́ticos.

REIS, F. E. U. Avaliação das propriedades mecânicas e de resistência a corrosão em ligas modelo de aço inoxidável 25Cr 6Mo 5Ni com e sem adição de Boro. 2015. 135 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-16T11:47:50Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_feureis.pdf: 8321442 bytes, checksum: 45ac0d919d3b68b116798b0e3d6832af (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T12:11:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_feureis.pdf: 8321442 bytes, checksum: 45ac0d919d3b68b116798b0e3d6832af (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T12:11:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_feureis.pdf: 8321442 bytes, checksum: 45ac0d919d3b68b116798b0e3d6832af (MD5) Previous issue date: 2015-12-04 / Superferritic stainless steels are widely used in heat exchangers and in petrochemical power plant because of their excellent mechanical properties coupled to corrosion resistance in chloride rich environments. In this research new superferritic alloys with high Cr, Mo, and Ni contents were produced for oil industry applications. Therefore, two superferritic stainless steels model alloys were developed, one with 0.07% B addition and another one without this alloying element. The phase diagrams for both materials were carried out by Thermo-Calc computacional program. Microstructure characterization was performed using the following techniques: optical and scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, and Xray diffraction. The mechanical properties were assessed by hardness measurements, Charpy impacts and tensile tests. Corrosion resistance of the model alloys in aqueous solution 0.6 M NaCl was investigated by open circuit potential, potentiodynamic cyclic anodic polarization, and electrochemical impedance spectroscopy. Furthermore, critical pitting temperature was determined. The results showed that the superferritic stainless steel model alloy without B addition achieved better mechanical properties than the one of the two commercial superferritic stainless steels alloys. The corrosion resistance of this alloy was similar to the one of the superaustenitic stainless steels, and superduplex in aqueous solution 0.6 M NaCl. However, there was the formation of eutectoid lamellar constituent like perlite for the superferritic stainless steel model alloy with B addition. This eutectoid constituent was deleterious to mechanical properties, as well as to corrosion resistance for the material developed and studied in this thesis. / Os aços inoxidáveis superferríticos são amplamente utilizados em trocadores de calor e em plantas petroquímicas, devido a suas excelentes propriedades mecânicas associadas à resistência à corrosão em ambientes ricos em cloreto. Nesta pesquisa foram produzidas novas ligas superferríticas com elevados teores de Cr, Mo e Ni para aplicação em plantas petrolíferas. Portanto, foram desenvolvidas duas ligas modelo de aço inoxidável superferrítico, uma com 0,07% de B e outra sem adição deste elemento de liga. Os diagramas de fases para os materiais foram construídos a partir do programa computacional Thermo-Calc. A caracterização microestrutural foi realizada usando as técnicas; microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X e difração de raios-X. As propriedades mecânicas foram avaliadas por medidas de dureza, ensaios de impacto Charpy e ensaios de tração. A resistência à corrosão das ligas modelo, em solução aquosa de 0,6M NaCl, foi avaliada por monitoramento do potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Além de determinar a temperatura crítica de pite. Os resultados obtidos demonstram que, a liga modelo de aço inoxidável superferrítico sem boro apresentou melhores propriedades mecânicas, comparada com duas ligas de aço inoxidável superferrítico comerciais. A resistência à corrosão dessa liga foi similar a um aço inoxidável superaustenítico e a um aço inoxidável superduplex, em solução aquosa de 0,6M de NaCl. Entretanto, para a liga modelo com boro, ocorreu a formação de um constituinte eutetóide lamelar semelhante à perlita. Este constituinte eutetóide é deletério para as propriedades mecânicas, assim como, na resistência à corrosão do material desenvolvido e estudado nesta tese.

LIMA, F. A. S. Application of transition-metal-oxide-based nanostructured thin films on third generation solar cells. 2015. 225 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-17T12:45:41Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_faslima.pdf: 24015209 bytes, checksum: a66470eb7a55b6b3c2a5e8544c6d4d32 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T12:18:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_faslima.pdf: 24015209 bytes, checksum: a66470eb7a55b6b3c2a5e8544c6d4d32 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T12:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_faslima.pdf: 24015209 bytes, checksum: a66470eb7a55b6b3c2a5e8544c6d4d32 (MD5) Previous issue date: 2015-10-30 / One of the greatest challenges of our time is to devise means to provide energy in a sustainable way to attend an exponentially growing demand. The energy demand is expected to grow 56% by 2040. In this context, the use of clean and sustainable sources of energy is imperative. Among these sources, solar energy is the only one which can meet the total world energy requirement even considering such large growth in demand. The solar power incident on the Earth's surface every second is equivalent to 4 trillion 100-watt light bulbs. Photovoltaic solar cells are one of several ways to harness solar energy. These cells convert solar energy directly into electricity. Commercial photovoltaic devices are already a reality, but their share of the world energy matrix is still quite small, mainly due to the high costs. Next generation photovoltaics open a number of new possibilities for photovoltaic energy applications that can potentially decrease the overall cost of energy production. Transition metal semiconductor oxides are promising materials that can be produced by low cost methods and o er interesting new features. The use of these materials in next generation photovoltaics is therefore a very promising and interesting application. In this thesis work zinc, titanium and vanadium oxides were used in next generation solar cells. Thin lms of zinc oxide were synthesized by the low cost and environmentally friendly techniques of electrodeposition and hydrothermal synthesis and applied as working electrodes in highly e cient dye sensitized solar cells (DSSCs). The lms were characterized by structural and optical techniques while the cells were tested by current vs: voltage and quantum e ciency measurements. The e ciencies of these cells were as high as 2.27% using ZnO thin lms without any post deposition treatment. Moreover, natural dyes extracted from plants of northeastern Brazil were applied as sensitizers in DSSCs assembled with commercial available TiO 2 as working electrode. The natural dyes were extracted employing very simple methods and were characterized by XPS and UPS techniques. Their band alignments were shown to be compatible with the TiO 2 as well as with the mediator electrolyte. The e ciency of DSSCs sensitized with natural dyes were as high as 1.33%. Finally, water based V 2 O 5 was used as hole transport medium (HTM) in conventional organic solar cells (OSCs) and ITO-free, plastic OSCs. The results obtained with V 2 O 5 were compared with the results obtained from cells assembled with PEDOT:PSS, which is the most used HTM. This comparison showed that the use of V 2 O 5 as HTM can lead to more e cient OSCs. The stability of these devices were evaluated by tests applying the ISOS standards ISOS-D-1, ISOS-L-1 and ISOS-O-1. A UV- lter and a protective graphene oxide (GO) layer were employed seeking to improve the stability of OSCs. The combination of both UV- lter and GO protective layer was shown to be the most e ective way to improve the stability of these devices / Um dos maiores desa os do nosso tempo e desenvolver formas para fornecer energia de forma sustent avel para atender uma demanda que cresce exponencialmente e que dever a crescer 56% at e 2040. Neste contexto, o uso de fontes limpas e sustent aveis de energia e um imperativo. Entre essas fontes, a energia solar e a unico que pode satisfazer a ne- cessidade total de energia do mundo, mesmo considerando o crescimento na demanda. A pot^encia solar incidente na superf cie da Terra a cada segundo e equivalente a 4 trilh~oes de l^ampadas de 100 watts. C elulas solares fotovoltaicas s~ao uma das v arias maneiras de aproveitar a energia solar, convertendo-a diretamente em eletricidade. Dispositivos com- erciais fotovoltaicos j a s~ao uma realidade, mas a sua participa c~ao na matriz energ etica mundial ainda e muito pequena, principalmente devido aos seus custos elevados. C elulas fotovoltaicas de nova gera c~ao abrem uma s erie de novas possibilidades para aplica c~oes de energia fotovoltaica que pode diminuir o custo total de produ c~ao de energia. Oxidos semicondutores de metais de transi c~ao s~ao materiais promissores que podem ser produzi- dos atrav es de m etodos de baixo custo e que possuem caracter sticas interessantes. Por conseguinte, o uso destes materiais em energia fotovoltaica de pr oxima gera c~ao se apre- senta com uma aplica c~ao promissora. Nesta tese de doutorado oxidos de zinco, tit^anio e van adio foram utilizados em c elulas solares de pr oxima gera c~ao. Filmes nos de oxido de zinco foram sintetizados por eletrodeposi c~ao e s ntese hidrot ermica. Os lmes foram apli- cados como eletrodos de trabalho em c elulas solares sensibilizadas por corante (DSSCS) altamente e cientes. Os lmes foram caracterizados por t ecnicas estruturais e oticas en- quanto que as c elulas foram testadas por medidas de corrente vs: voltagem e de e ci^encia qu^antica. A e ci^encia dessas c elulas atingiu 2,27% utilizando lmes nos de ZnO sem qualquer tratamento p os-deposi c~ao. Al em disso, corantes naturais extra dos de plan- tas do nordeste do Brasil foram aplicados como sensibilizadores em DSSCs montadas com TiO 2 comercial utilizado como eletrodo de trabalho. Os corantes naturais foram extra das empregando m etodos simples e foram caracterizados por espectroscopia de fotoel etrons excitados por raios X e por radia c~ao ultravioleta, XPS e UPS respectivamente. Seus alin- hamentos de banda se mostraram compat veis com o TiO 2 e com o eletrodo de regenera c~ao. A e ci^encia das DSSCs sensibilizadas com corantes naturais chegou a 1,33%. Finalmente, V 2 O 5 a base de agua foi usado como material transportador de buracos (HTM) em c elulas solares org^anicas (OSCs) convencionais e OSCs de pl astico constru das sem ITO. Os re- sultados obtidos com V 2 O 5 foram comparados com os resultados de c elulas constru das com PEDOT:PSS, que e o HTM mais utilizado. Esta compara c~ao revelou que o uso de V 2 O 5 como HTM pode levar a OSCs mais e cientes. A estabilidade destes dispositivos foi avaliada por testes aplicando os padr~oes ISOS-D-1, ISOS-L-1 e ISOS-O-1. O uso de ltros ultravioleta e de uma camada protetora de oxido de grafeno reduzido foi testado com o intuito de melhorar a estabilidade desses dispositivos. O uso de uma combina c~ao de ambos se mostrou a forma mais efetiva de melhorar a estabilidade das OSCs

LIMA JÚNIOR, J. V. Avaliação microestrutural do aço ASTM A516 grau 60, através de técnicas não destrutivas: ruído magnético Barkhausen (RMB) e correntes parasitas (CP). 2014. 116 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-10T18:03:25Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvlimajúnior.pdf: 14347852 bytes, checksum: 32823e46f0cdb332c2cbc30f0359bd6a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-18T12:27:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvlimajúnior.pdf: 14347852 bytes, checksum: 32823e46f0cdb332c2cbc30f0359bd6a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-18T12:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jvlimajúnior.pdf: 14347852 bytes, checksum: 32823e46f0cdb332c2cbc30f0359bd6a (MD5) Previous issue date: 2014-07-18 / In this study thirteen samples of ASTM A516 Gr 60, which is a type of carbon steel widely used in the construction of pressure pipes for industrial boilers were selected for microstructural evaluation of the behavior of each sample after a process of thermomechanical treatment. The methods used for this test were nondestructive test: Magnetic Barkhausen Noise (MBN) and Eddy Current (EC) which are electromagnetic techniques with great dependence on the microstructural characteristics of the samples were assessed. The samples were divided into groups and each group underwent a different treatment from others. Two groups of eight samples were cold rolled with a thickness reduction of 1, 3, 5 and 7% and one of the groups was normalized. A sample was as received from the factory, reference sample and the remainder was normalized and then annealing was done at 750 °C. Then all groups were metallographically characterized using an optical microscope to determine the average grain size. After this step signals MBN and EC were collected. The signals were evaluated using signal processing techniques and statistical functions, thereby determining values that correspond to the reflection of thermomechanical treatments on the microstructures. For signs of MBN sought the position and maximum peak amplitude of the signal energy, rms, skewness, kurtosis directed only to the time domain. As for the signs of EC, we sought variations or phase angle and amplitude for different excitation frequencies of the probe. Data were compared with the reference sample, yielding results as expected in the literature / Neste trabalho, treze amostras de aço ASTM A516 Gr. 60, que é um tipo de aço carbono muito utilizado na construção de tubos de pressão e caldeiras pela indústria, foram selecionados para uma avaliação do comportamento microestrutural de cada amostra após um processo de tratamento termomecânico. Os métodos utilizados para este ensaio foram os não destrutivos: ruído magnético de Barkhausen (RMB) e correntes parasitas (CP), são técnicas eletromagné-ticas com características dependentes da microestrutura das amostras que se pretende avaliar. As amostras foram divididas em grupos e cada grupo passou por um tratamento diferente dos demais. Dois grupos de oito amostras foram laminados a frio com redução de espessura de 1, 3, 5 e 7% sendo que um dos grupos foi normalizado. Uma amostra ficou como recebido da fábrica, amostra de referência, e o restante foi normalizado e em seguida foi feito um recozi-mento a 750°C. Em seguida, todos os grupos foram caracterizados metalograficamente através de um microscópio óptico para definir o tamanho médio de grãos. Após esta etapa foram coletados sinais de RMB e CP. Os sinais foram avaliados por meio de técnicas de processa-mento de sinais e funções estatísticas, assim determinar valores que correspondam ao reflexo dos tratamentos termomecânicos sobre as microestruturas. Para os sinais de RMB buscou-se a posição e amplitude máxima de pico, o sinal de energia, rms, assimetria e curtoses voltados apenas para domínio do tempo. Já para os sinais de CP, buscaram-se as variações de fase ou angular e amplitude para diferentes frequências de excitação da sonda. Os dados foram con-frontados com a amostra de referência, obtendo-se resultados conforme esperado na literatura.

SILVA, F. I. S. Estudo por espectroscopia Mössbauer e difração de raios-x da cinética de reação da solução sólida FeMo obtida por moagem mecânica. 2012. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-07T11:45:48Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fissilva.pdf: 8593799 bytes, checksum: 525ac627ab3a47c3bc7069a749471a77 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-07T16:25:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fissilva.pdf: 8593799 bytes, checksum: 525ac627ab3a47c3bc7069a749471a77 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-07T16:25:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fissilva.pdf: 8593799 bytes, checksum: 525ac627ab3a47c3bc7069a749471a77 (MD5) Previous issue date: 2012 / The reaction kinetics of Fe 50 at.% Mo solid solutions produced by high-energy mechanical milling was studied by X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. The material was milled with velocity of rotation of 400 rpm and 500 rpm for several milling times in order to obtain samples of various reaction stages. X-ray diffraction patterns shown the presence of two BCC phases, corresponding to metallic Fe and Mo, in all the samples. Analysis of these diffractograms pointed to diffusion of Mo within the Fe matrix and diffusion of Fe within the Mo matrix as well as the expected grain size reduction of both phases, as a result of the milling process. It was also observed that the Williamson-Hall method is not appropriate to analyze these samples due to the high degree of disorder of the milled material. While the X-ray diffraction technique did not allow for the identification of a crystallographic phase being clearly transformed, which makes it difficult to study reaction kinetics, Mössbauer spectroscopy allowed for the identification of two magnetic phases that suffer transformation during the course of milling: a ferromagnetic sextet corresponding to metallic Fe and a paramagnetic doublet corresponding to Fe atoms with a majority of Mo neighbors (metallic Mo does not posses magnetic moment). Both magnetic phases may be present in the BCC Fe matrix or the BCC Mo matrix. Transformation kinetics of the sextet was studied using a method based on phase volume transformation, depicted by the tribochemical affinity parameter. Results were compared to previous work on the application of these method to Fe-Cu and Fe-N systems. It was observed a behavior similar to that o Fe-N, which as the Fe-Mo system and as opposed to the Fe-Cu system, posses positive enthalpy of mixing. / A cinética de reação da solução sólida Fe 50 at.% Mo produzida por moagem mecânica de altas energias foi estudada por espectroscopia Mössbauer e difração de raios-X. O material foi processado com velocidade de 400 rpm e 500 rpm por vários tempos de moagem de forma a se obter amostras de vários estágios da reação. Os difratogramas de raios-X mostraram a presença de duas fases com estrutura CCC, correspondentes ao Fe e Mo metálicos, em todas as amostras. A análise dos difratogramas indicou que, com a moagem, houve difusão de Mo na matriz do Fe e de Fe na matriz do Mo e a esperada redução do tamanho de grão para ambas as fases. Foi também observado que o método de Williamson-Hall não é apropriado para analisar essas amostras em razão do alto grau de desordem do material moído. Enquanto a difração de raios-X não permitiu a identificação de uma fase cristalográfica claramente sendo transformada, o que dificulta o estudo da cinética de reação, a espectroscopia Mössbauer possibilitou identificar duas fases magnéticas que sofrem transformação durante o curso da moagem: um sexteto ferromagnético correspondente ao Fe metálico e um dubleto paramagnético correspondente a átomos de Fe com uma maioria de vizinhos de Mo (o molibdênio metálico não possui momento magnético), seja na matriz CCC do Fe ou na matriz CCC do Mo. A cinética de transformação do sexteto foi estudada utilizando um modelo baseado nas transformações dos volumes das fases representando pela quantidade afinidade triboquímica. Os resultados foram comparados com outros de trabalhos anteriores obtidos da aplicação do mesmo modelo a sistemas Fe-Cu e Fe-N. Foi observado um comportamento similar àquele do Fe-N, que como o sistema Fe-Mo e ao contrário do Fe-Cu, que tem entalpia de mistura positiva.

RIOS, A. S. Mechanical behavior of recycled polypropylene reinforced by coconut fibers using X-ray tomography and digital image correlation. 2015. 178 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-08T12:10:33Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_asrios.pdf: 11333792 bytes, checksum: 7146c674ad729c45572e4fa4073489c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-11T14:56:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_asrios.pdf: 11333792 bytes, checksum: 7146c674ad729c45572e4fa4073489c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T14:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_asrios.pdf: 11333792 bytes, checksum: 7146c674ad729c45572e4fa4073489c8 (MD5) Previous issue date: 2015-12-18 / Natural fibers has recently gained attention due to low environmental impact, low cost and easy availability. In this study, morphological and mechanical characterization s were carried out on Brazilian coconut fibers in the 'as received' and superficially treated conditions (NaOH, heated and NaOH followed by heating), o n coconut fiber mats manufactured by compres sing, polypropylene (PP), recycled polypropylene (RPP) and composites involving these materials. Scanning Electron Microscopy (SEM) and X - ray tomography (XRT) were performe d for morphological analysis and uni directional tensile test following by D igital I mage C orrelation (DIC) and infrared thermography were used for mechanical analysis . SEM analysis showed that the chemically treated coconut fibers have sharper external cell walls and circular particles with diameters of approximately 10 μm . The fibers hav e different interfaces within the composite: fiber - matrix, fiber - latex and fiber - fiber. XRT presented the main constituents of natural coconut fiber with an area of about 57 to 60% of internal voids and a mat composed by multidirectional fibers involved by latex . Coconut fibers distribution is related to the injection direction during composites manufacturing. The volume fraction of coconut fibers in composites and impurities in PP and RPP were determined in 3D direction. Some coconut fibers not fully invol ved by matrix demonstrate the incompatibility between fiber and matrix. The initial modulus (modulus of elasticity) and tensile strength decreased with increasing diameters for the four conditions of coconut fibers . DIC analysis showed heterogeneous strain s fields on coconut fibers and on mats; the displacement fields showed the rupture process of coconut fiber. Poisson’s ratio on the manufactured materials was determined through the transverse and longitudinal strains found in the elastic region . The cocon ut fibers and the recycling of polypropylene influenced on the mechanical properties of the polymers. The DIC identified strain fields and yielding formation mechanisms on PP and the infrared thermography indicates that the adiabatic process onset during t he plastic deformation was formed during the alignment of polymer chains. The heating zones were governed by post - yeld regime and presented parabolic shapes with localized peak temperature. A numerical model could predict the stress - strain curve until the maximum stress on the materials of this work. Through numerical parameters obtained by this model, it was possible to determine each damage curve. Critical damage was determined and the composites fabricated by RPP have more time for rupture propagation. D amage evolution using strain fields from DIC demonstrated that the longitudinal strains are predominant in relation to the transverse strain on the damage process. Damage evolution from load/unload tensile testing presented changes in modulus of elasticity and a representative hysteresis. A critical damage value of the composite in accordance with the literature was found. Constitutive relationships between the longitudinal deformation and damage were represented by polynomial equations. The values of longi tudinal deformation related to the onset of damage using strain fields from DIC and from load/unload are similar. Rupture micrographs of the composite manufactured by PP show a ductile fracture and the presence of protrusions at homogeneous regions. RPP pr esented fragile and ductile fractures areas as well as heterogeneous regions of rupture. Rupture micrographs of a ruptured fiber inside the composite shows microcracks around the rupture, similar to tensile testing on individual fibers. / As fibras naturais recentemente ganhou atenção devido ao baixo impacto ambiental, baixo custo e fácil disponibilidade. Neste estudo, caracterização morfológica e mecânica s Foram realizadas em fibras de coco brasileiros nas condições "como recebido" e superficialmente tratados (NaOH, aquecida e De NaOH seguida de aquecimento), o n esteiras de fibra de coco fabricado pela compres cantar, polipropileno (PP), polipropileno reciclado (RPP) e compósitos envolvendo estes materiais. Scanning Electron Microscopia (MEV) e X - ray tomografia (XRT) foram performe d para análise morfológica e uni direcional ensaio de tração seguinte por D igital Eu mago C QUADRO DE CORRESPONDÊNCIA (DIC) e termografia infravermelha estavam utilizado para análise mecânica . análise SEM mostrou que as fibras de coco quimicamente tratados têm paredes celulares externas mais nítidas e partículas circulares com diâmetros de cerca de 10 um . o fibras hav e diferentes interfaces dentro do compósito: Fibra - matriz, fibra - látex e fibras - fibra. XRT apresentados os principais constituintes de fibra de coco natural com uma área de cerca de 57 a 60% de interna vazios e um tapete composto por fibras multidirecionais envolvidos por látex . distribuição de fibras de coco está relacionada com a direcção de injecção durante a fabricação de compósitos. A fracção em volume de fibras de coco em compósitos e impurezas em PP e RPP foram determinados em direção 3D. Alguns fibras de coco não é totalmente INVOL ved por matriz demonstram a incompatibilidade entre a fibra e matriz. O módulo inicial (módulo de elasticidade) e a resistência à tracção diminui com o aumento diâmetros para as quatro condições de fibras de coco . análise DIC mostrou estirpe heterogénea s campos em fibras de coco e nas esteiras; os campos de deslocamento mostraram o processo de ruptura de coco fibra. o coeficiente de Poisson dos materiais fabricados foi determinada através da transversal e estirpes longitudinais encontrados na região elástica . o cocon fibras ut e a reciclagem de polipropileno influenciado sobre as propriedades mecânicas dos polímeros. A cepa DIC identificados campos e mecanismos de formação produzindo no PP ea termografia infravermelha indica que o aparecimento processo adiabático durante t ele deformação plástica foi formado durante o alinhamento do polímero correntes. As zonas de aquecimento eram governados por correio - Rendimento regime e apresentadas formas parabólicas com o pico de temperatura localizada. Um modelo numérico poderia prever o estresse - curva de tensão até que o tensão máxima sobre os materiais deste trabalho. Através de parâmetros numéricos obtidos pela presente modelo, foi possível determinar cada curva de danos. dano crítico foi determinado e o compósitos fabricados pela RPP ter mais tempo para a propagação de ruptura. D evolução Amage usando campos de deformação de DIC demonstrado que as estirpes longitudinais são predominantes em relação ao deformação transversal sobre o processo de danos. evolução do dano de testes de tração de carga / descarga mudanças apresentadas no módulo de elasticidade e um representante de histerese. Um valor crítico danos do composto de acordo com a literatura foi encontrado. relações constitutivas entre o deformação longitudinal e danos foram representadas por equações polinomiais. Os valores de longi deformação tudinal relacionadas com o aparecimento de danos usando campos de deformação de DIC e de carga / descarga são semelhantes. micrografias ruptura dos compósitos fabricados pela PP mostram uma dúctil fratura ea presença de saliências em regiões homogêneas. RPP pr esented frágil e dúctil fraturas áreas, bem como regiões heterogêneas de ruptura. micrografias de ruptura de uma fibra rompida no interior do compósito mostra microfissuras em torno da ruptura, semelhante a testes de tração em cada fibras. / Les fibres naturelles ont gagnées récemment l'attention en raison du faible impact sur l'environnement, faible coût et bonne disponibilité. Dans cette étude, des caractérisations morphologiques et mécaniques ont été utilisées sur des fibres de coco brésiliens dans les conditions «brutes» et superficiellement traitées (NaOH, chauffé et de NaOH suivi par un chauffage), sur des tissus non - tissé de fibres de coco produit par compression, polypropylène (PP), polypropylène recyclé (RPP) et sur des composites impliquant ces matériaux. La microscopie électronique à balayage (MEB) et la tomographie à rayons X (XRT) ont été utilisées pour l'analyse morphologique et l'essai de traction uniaxiale suivi par corrélation d'image numérique (DIC) et thermographie infrarouge ont été utilisés pour l'analyse mécanique. Le MEB a montré que les fi bres de coco traitées chimiquement ont des parois externes plus nettes et des particules circulaires avec des diamètres d'environ 10 μm. Les fibres ont des interfaces différentes à l'intérieur du composite: fibre - matrice, fibres - latex et fibres - fibres. La XRT a présenté les principaux constituants de la fibre de coco avec une superficie de vides internes d'environ 57 à 60% et un tissu non - tissé composé de fibres multidirectionnelles contournées par le latex. La distribuition de fibres de coco est liée à la direction d'injection lors de la fabrication de matériaux composites. La fraction volumique de fibres de coco dans les composites et les impuretés dans les PP et RPP ont été déterminés dans la direction 3D. Certaines fibres de coco non entièrement contourn ées par la matrice démontrent l'incompatibilité entre les fibres et la matrice. Le module initial (module d'élasticité) et la contrainte à la traction ont diminué avec l'augmentation de diamètre pour les quatre conditions de fibres de coco. L'analyse par D IC a montré des champs de déformations hétérogènes sur les fibres de coco et sur les tissus non - tissés; les champs de déplacement ont montrés le processus de rupture de la fibre de coco. Le coefficient de Poisson des matériaux manufacturés a été déterminée par des déformations transversales et longitudinales trouvées dans la région élastique. Les fibres de coco et le recyclage de polypropylène ont influencées les propriétés mécaniques des polymères. Le DIC a identifié les champs de déformation et les mécani smes de formation de striction sur PP et la thermographie infrarouge indique que le début de processus adiabatique pendant la déformation plastique a été formé pendant l'alignement des liaisons polymériques. Les zones de chauffage ont été régies par le rég ime post - striction et elles ont présentées des formes paraboliques avec la température de pic localisé. Un modèle numérique a prédit la courbe contrainte - déformation jusqu'à la contrainte maximale. À travers des paramètres numériques obtenus par ce modèle, il a été possible de déterminer chaque courbe d'endommagement. Des endommagements critiques et les composites fabriqués par RPP ont plus de temps à la propagation de la rupture. L'évolution de endommagement par des champs de déformation a démontré que les déformations longitudinales sont prédominants par rapport à la déformation transversale dans le processus de endommagement du matériel. L'évolution de endommagement par d'essais de traction de charge/décharge a présenté des changements dans le module d'él asticité et une hystérésis considérable. Une valeur de endommagent critique dans le composite conformément à la littérature a été trouvé. Des relations constitutives entre déformation longitudinale et endommagement ont été représentées par équations polyno miales. Les valeurs de déformation longitudinale relative à l'apparition de endommagement en utilisant champs de déformation et par charge/décharge sont similaires. Les micrographies de rupture du composite fabriqué par PP montrent une fracture ductile et la présence de saillies associées à des régions homogènes. Le RPP a présenté des fractures fragiles et ductiles et régions hétérogènes de rupture. Des micrographies montrent des microfissures autour de la rupture finale d'une fibre cassée à l'intérieur du composite similaire aux essais de traction sur les fibres individuelles