Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-09T18:36:20Z No. of bitstreams: 1 2015_ArturRibeirodeOliveira.pdf: 4304022 bytes, checksum: 59b1086961e57b8f1f86e9d9d52ee74e (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T18:46:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_ArturRibeirodeOliveira.pdf: 4304022 bytes, checksum: 59b1086961e57b8f1f86e9d9d52ee74e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T18:46:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_ArturRibeirodeOliveira.pdf: 4304022 bytes, checksum: 59b1086961e57b8f1f86e9d9d52ee74e (MD5) / Motos aquáticas, mais conhecidas como Jet Skis, proporcionam entretenimento e lazer em rios, lagos e/ou litorais. Entretanto, a concentração de partículas duras, em suspensão nas águas, provoca o desgaste prematuro do sistema de propulsão, principalmente das hélices. As pás das hélices costumam ser fabricadas com as superfícies polidas ou, com o intuito de melhorar sua resistência ao desgaste, jateadas. O presente trabalho teve como objetivo construir um equipamento que permitisse estudar o comportamento em desgaste erosivo de um aço inoxidável utilizado na fabricação de hélices de motos aquáticas; e verificar se o jateamento aumenta realmente a resistência ao desgaste destes elementos. Para isto, corpos de prova foram retirados diretamente de uma hélice de moto aquática e dois tipos de superfícies foram preparados: uma polida e outra jateada com areia. Amostras com cada tipo de condição superficial foram fixadas a um disco giratório porta-amostras e posicionadas de tal forma, que quando mergulhadas dentro de uma solução aquosa erosiva pudessem receber o impacto da mistura com ângulos de 0o, 45º e 90º. O ensaio teve uma duração total de 25 h, no entanto, em determinados intervalos de tempo, o ensaio era interrompido para medir a perda de massa, a rugosidade superficial e, por meio de imagens via microscopia eletrônica, acompanhar o dano superficial ocorrido. Os resultados mostraram que, apesar do jateamento causar um aumento de dureza superficial, não foi detectado uma melhora na resistência ao desgaste das amostras jateadas comparado com as amostras polidas. Os maiores desgastes ocorreram quando o ângulo de incidência foi de 45º, independentemente do tipo de superfície; e o desgaste com ângulos incidência de 0o e 90º foram idênticos entre si, independentemente também, do tipo de superfície. O trabalho mostrou ainda que, o equipamento construído simulou com precisão as condições de uso desses veiculos naúticos e sua versatilidade servirá para o desenvolvimento de futuras pesquisas na Universidade de Brasília. / Jet skis provide entertainment and recreation in rivers, lakes and/or coastlines. However, the concentration of hard particles in suspension in the water causes premature wear of the propulsion system, especially the propellers. The propeller blades are usually made of polished surfaces or in order to improve their wear resistance, blasted. This study aimed to construct a device that allows to study the behavior in erosive wear a stainless steel used in the manufacture of jet skis propellers; and check whether the blasting actually increases the wear resistance of these elements. For this, samples were taken directly from a Jet Ski propeller and two types of surfaces were prepared: a polished and another sandblasted. Samples with each type of surface condition were fixed to a disc rotating sample holder and positioned such that, when dipped into an aqueous solution erosive could receive the impact of the mixture at angles of 0°, 45° and 90°. The test had a total duration of 25 h, however, at certain intervals of time, the test was stopped to measure the weight loss, surface roughness, and by electron microscopy pictures, accompany the surface damage occurred. The results showed that although the sandblasted cause an increase of surface hardness, was not detected an improvement in wear resistance of the sandblasted samples as compared with the polished samples. The higher wear occurred when the incident angle was 45°, regardless of the type of surface; and wear with incidence angles of 0° and 90o were identical among them, irrespective also of the type of surface. The work also showed that the equipment built accurately simulated the conditions of use of these nautical vehicles and their versatility will serve for the development of future research at the University of Brasilia.

O desgaste erosivo é um processo caracterizado pela desmineralização de tecido dentário devido a ação de ácidos intrínsecos ou extrínsecos sem envolvimento bacteriano. Poucos estudos de base populacional avaliaram a epidemiologia do desgaste erosivo o em adultos e idosos. Entretanto, um aumento na prevalência tem sido reportado em vários países. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a prevalência, extensão, severidade e indicadores de risco odo desgaste erosivo em adultos e idosos de Porto Alegre. Este estudo transversal aplicou uma estratégia de amostragem em múltiplos estágios para selecionar uma amostra representativa de 1.023 indivíduos com idade ≥35 anos. Entrevistas registraram dados sobre sexo, idade, nível educacional, frequência de higiene bucal, frequência do consumo de bebidas álcoolicas, hábitos alimentares e presença de bruxismo e refluxo. O desgaste erosivofoi registrado de acordo com o índice Basic Wear Examination (BEWE). Modelos de regressão de Poisson foram utilizados para avaliar a relação entre o desgate erosivoe as variáveis preditoras. A prevalência do desgaste erosivofoi de 34,40% [EP = 3,30]. A média do número de dentes e de superfícies afetadas pelo desgaste erosivo foi 3,16 (SE = 0,35) e 4,23 (SE = 0,44), respectivamente. As mulheres apresentaram menor probabilidade de desgaste erosivo (IRR = 0,74; IC 95% = 0,63-0,86). Os indivíduos com bruxismo apresentaram maior probabilidade de apresentar desgaste erosivo (IRR = 1,42; IC 95% = 1,05-1,91). Em conclusão, o presente estudo mostrou que o desgaste erosivo é altamente prevalente nesta população adulta brasileira. Apresentar bruxismo foi considerado um indicador de risco para o desgaste erosivo, e mulheres apresentaram um fator de proteção para esta condição. / Erosive tooth wear is characterized by the loss of dental hard tissue due to the action of intrinsic or extrinsic acids without bacterial involvement. Few population-based studies assessed the epidemiology of erosive tooth wear among adults and the elderly. However an increase in prevalence of erosive wear have been reported worldwide. The aim of the present study was to assess the prevalence, extent, severity, and risk indicators of erosive tooth wear among adults and the elderly from Porto Alegre. This cross-sectional study used a multistage sampling strategy to draw a representative sample of 1,023 individuals ≥35 anos. Interviews recorded sex, age, educational level, age, sex, educational level, tooth brushing frequency, frequency of alcohol consumption, dietary habits, and presence of bruxism and reflux. Erosive tooth wear was recorded according to the Basic Erosive Wear Examination (BEWE) index. Poisson regression models were used to assess the relationship of erosive tooth wear with predictor variables. The prevalence of erosive tooth wear was 34.40% [SE = 3.30]. The mean number and surfaces affected by erosive tooth wear was 3.16 (SE = 0.35) and 4.23 (SE = 0.44), respectively. Females presented a lower probability of erosive tooth wear (IRR = 0.74; 95% CI = 0.63-0.86). Individuals with bruxism presented higher likelihood to have erosive tooth wear (IRR = 1.42; 95% CI = 1.05-1.91). In conclusion, the present study showed that erosive tooth wear is highly prevalent in this Brazilian adult population. Presenting bruxism was a risk indictor of erosive tooth wear, and females had a protective factor for this condition.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_11715_RUBSON MAÇÃO CAMPOREZ.pdf: 8342818 bytes, checksum: 8e7eb12d5a49bc2e39fc04ebf6dfa762 (MD5) Previous issue date: 2018-01-31 / O presente trabalho tem o objetivo de estudar o efeito da carga normal, da velocidade de deslizamento e do ambiente no qual as amostras estão inseridas, no comportamento do atrito e do desgaste para os materiais poliméricos (Polipropileno e Poliamida). Para realização dos ensaios foi utilizado um tribômetro com configuração pino-plano com movimento alternado. Foi utilizado três cargas, três velocidades de deslizamento e três ambientes, totalizando nove condições onde cada condição conta com cinco repetições somando 45 ensaios, devido a severidade de um tribossistema a distância de deslizamento alternou-se entre 540 m e 108 m. Ao trabalhar com materiais poliméricos, algumas dificuldades são encontradas quanto mensurar o seu desgaste, pois são materiais com maior sensibilidade à temperatura e a presença de umidade, deste modo foi desenvolvida uma metodologia específica em relação à temperatura e tempo de secagem em estufa. O comportamento do atrito e do desgaste foi realizado através da análise dos dados obtidos no tribômetro, pelo microscópio ótico e pela microscopia eletrônica de varredura, este último foi utilizado para identificação dos mecanismos de desgaste. Foi observado que para a variação da carga não encontrou-se transição de severidade de desgaste e a alteração do lubrificante não ocasiounou diferença sigficativa entre as taxas de desgaste para o polipropileno, porém a mudança de velocidade proporcionou uma mudança de severidade do desgaste sendo observado claramente essa transição, já para a poliamida a taxa de desgaste foi inconclusiva. Palavras chave: polipropileno, poliamida, desgaste, atrito, tribologia de polímeros

Orientador: Cecilia A. C. Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T07:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_MarcelodeCarvalho_D.pdf: 16168925 bytes, checksum: 3fc14b91e8154e6a70705d42befe85ad (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (pEUAPM) é o polímero mais utilizado como parte de próteses de articulações sinoviais humanas. Apesar de suas excelentes características quanto ao atríto e desgaste, este é justamente o fator limitador da vida útil de um sistema protético. Visando estudar como a variação de parâmetros de processamento influencia no desgaste do polímero, foi projetado e construído um dispositivos para moldagem do material e aperfeiçoado o projeto de um dispositivo para a realização de ensaios de desgaste. Em uma primeira etapa da fase experimental foram realizados ensaios de desgaste com a variação das condições tribológicas, utilizando pinos usinados de chapas comercialmente disponíveis no mercado nacional, friccionados contra aço inoxidável 316 L, em presença de água. Os resultados desta etapa mostraram que a pressão de contato e a velocidade de deslizamento tem papeis importantes no desgaste do polímero. Em uma segunda etapa foram moldados pinos de PEUAPM em diferentes condições de pressão no processamento e diferentes granulometrias. Posteriormente foram ensaiados ao desgaste sob uma única condição tribológica. Os resultados desta etapa mostraram que a maneira como as pressões forem utilizadas no processamento podem influenciar no desempenho ao desgaste do polímero / Abstract: The Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) is the most used human artificial joint polymer. In spite of its very good wear resistance properties the lifetime of the prosthetic system is limited by its wear. In order to study how the variation of the processing conditions influences the wear resistance of the plastic, a polymer molding and a wear test devices have been projected and constructed. As a first step, wear tests have been conducted with the variation of the tribological conditions using pins machined from Brazilian commercial sheets. They have been frictioned against 316L stainless steel in water environment. The results of this first step have shown that contact pressure and sliding velocity have very important roles in the polymer wear. As a second step UHMWPE pins have been molded under different pressure conditions and with variation of the mean particle size. These pins have been mctioned under a single tribological condition. The results of these wear tests have shown that the way the pressure is used in the polymer processing may influence its wear resistance / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

O controle mecânico da placa dentária realizado por meio da profilaxia profissional é uma medi da eficaz na prevenção da cárie . No entanto, há a hipótese de que a ação mecânica dos métodos utilizados para executar a profilaxia po ssa provocar desgaste do esmalte, principalmente se este apresentar lesão de mancha branca por desmineralização . Desta forma este estudo objetivou avaliar in vitro o desgaste resultante de dois diferentes métodos de profilaxia (jato de bicarbonato de sódio e escova de Robinson com pedra pomes) sobre o esmalte b ovino hígido e desmineralizado. Foram utilizados 60 fragmentos de esmalte bovino (4mm X 4mm), divididos em 4 grupos: G I- 15 blocos de esmalte hígido tratados com escova de Robinson e pedra pomes , G II- 15 blocos de esmalte hígido tratados com jato de bicarbonato de sódio , G III- 15 blocos de esmalte desmineralizado tratados com escova de Robinson e pedra pomes , G IV- 15 blocos de esmalte desmineralizado tratados com jato de bicarbonato de sódio . Os fragmentos foram obtidos utilizando -se uma máquina de cort e Labcut e posteriormente suas superfícies foram planificadas e polidas para padronização. Em seguida nos grupos III e IV foram simuladas lesões artificiais de cárie in vitro através da imersão dos blocos de esmalte em solução de ácido acético 0,05M, 50% saturada com esmalte bovino triturado, a 37 oC por 16 horas. Para confirmação da efetividade deste teste, foram realizados ensaios de microdureza, observando -se uma média de dureza inicial de 394 KHN e final de 241 KHN. Feito isso, todos os espécimes foram submetidos aos tratamentos profiláticos, inseridos em uma base de aço inoxidável, de tal forma que apenas uma circunferência de 1mm fosse exposta ao tratamento. Foram feitas análises quantitativas e qualitativas do desgaste, sendo que para a primeira foi ut ilizado o Rugosímetro Hommel Tester T 1000 e para a segunda a microscopia eletrônica de varredura. Encontraram -se os seguintes resultados de desgaste: 0,91µm -G I, 0,42µm-G II, 1,6µm-G III e 0,94µm-G IV. Através do teste ANOVA a dois critérios (p<0,05) dete ctou-se diferença significativa entre os grupos. Desta forma, o estudo indicou que o esmalte desmineralizado desgastou mais do que o esmalte hígido, independentemente do tipo de profilaxia realizada e a escova de Ronbinson, por sua vez, foi responsável por um maior desgaste quando comparada ao jato de bicarbonato de sódio, tanto nos fragmentos de esmalte desmineralizado quanto nos hígidos. / The mechanical control of plaque done by means of professional prophylaxis is an effective way to prevent dental caries. However, there is the hypothesis that the mechanical action of prophylaxis methods may cause enamel wearing, especially when a white spot lesion is present. With the objective of evaluating this wearing in vitro, a study was conducted with two different prophylaxis methods (air -powder polishing system and nylon brushes with pumice paste) on normal and demineralized bovine enamel. Sixty fragments of bovine enamel (4mm X 4mm) were used, divided in 4 groups: G I, with 15 normal bovine enamel blocks treated with nylon brushes with pumice paste; G II, with 15 normal bovine enamel blocks, treat ed with air -powder polishing; G III- 15 demineralized bovine enamel blocks treated with nylon brushes with pumice paste , G IV- 15 demineralized bovine enamel blocks treated with air -powder polishing . To standardize the samples, the fragments were cut with a Labcut machine, and their surfaces made plan and polished. Artificial caries were simulated on groups III and IV by 16 hours immersion, at 37oC, of enamel fragments in a in 5,0 pH solution of 0,05M acetate - buffer, 50% saturated with bovine en amel powder . Microhardness tests were used to confirm the solution effect on enamel, and 394 KHN and 241 KHN were observed for initial and final mean values, respectively. After that, all specimens were submitted to the prophylactic treatment, using a stainless steel base that permitted only 1mm circumference of each fragment to be exposed to treatment. Rugosimeter Hommel Tester T1000 and scanning electron microscopy were respectively used to measure and illustrate the wear. The following wear results were found: 0,91 µm-G I; 0,42µm-G II; 1,6µm-G III; and 0,94µm-G IV. Marked differences were noted between the groups when the two criteria ANOVA (p<0,05) test was used. The findings of this study indicated that the loss of surface was more pronounced on demineralized enam el as compared to that on normal enamel, independently of the prophylaxis method employed. The findings also indicated that on both, demineralized and normal enamel, the nylon brushes with pumice paste presented higher wear when compared to the air -powder polishing system.

O desgaste erosivo é um processo caracterizado pela desmineralização de tecido dentário devido a ação de ácidos intrínsecos ou extrínsecos sem envolvimento bacteriano. Poucos estudos de base populacional avaliaram a epidemiologia do desgaste erosivo o em adultos e idosos. Entretanto, um aumento na prevalência tem sido reportado em vários países. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a prevalência, extensão, severidade e indicadores de risco odo desgaste erosivo em adultos e idosos de Porto Alegre. Este estudo transversal aplicou uma estratégia de amostragem em múltiplos estágios para selecionar uma amostra representativa de 1.023 indivíduos com idade ≥35 anos. Entrevistas registraram dados sobre sexo, idade, nível educacional, frequência de higiene bucal, frequência do consumo de bebidas álcoolicas, hábitos alimentares e presença de bruxismo e refluxo. O desgaste erosivofoi registrado de acordo com o índice Basic Wear Examination (BEWE). Modelos de regressão de Poisson foram utilizados para avaliar a relação entre o desgate erosivoe as variáveis preditoras. A prevalência do desgaste erosivofoi de 34,40% [EP = 3,30]. A média do número de dentes e de superfícies afetadas pelo desgaste erosivo foi 3,16 (SE = 0,35) e 4,23 (SE = 0,44), respectivamente. As mulheres apresentaram menor probabilidade de desgaste erosivo (IRR = 0,74; IC 95% = 0,63-0,86). Os indivíduos com bruxismo apresentaram maior probabilidade de apresentar desgaste erosivo (IRR = 1,42; IC 95% = 1,05-1,91). Em conclusão, o presente estudo mostrou que o desgaste erosivo é altamente prevalente nesta população adulta brasileira. Apresentar bruxismo foi considerado um indicador de risco para o desgaste erosivo, e mulheres apresentaram um fator de proteção para esta condição. / Erosive tooth wear is characterized by the loss of dental hard tissue due to the action of intrinsic or extrinsic acids without bacterial involvement. Few population-based studies assessed the epidemiology of erosive tooth wear among adults and the elderly. However an increase in prevalence of erosive wear have been reported worldwide. The aim of the present study was to assess the prevalence, extent, severity, and risk indicators of erosive tooth wear among adults and the elderly from Porto Alegre. This cross-sectional study used a multistage sampling strategy to draw a representative sample of 1,023 individuals ≥35 anos. Interviews recorded sex, age, educational level, age, sex, educational level, tooth brushing frequency, frequency of alcohol consumption, dietary habits, and presence of bruxism and reflux. Erosive tooth wear was recorded according to the Basic Erosive Wear Examination (BEWE) index. Poisson regression models were used to assess the relationship of erosive tooth wear with predictor variables. The prevalence of erosive tooth wear was 34.40% [SE = 3.30]. The mean number and surfaces affected by erosive tooth wear was 3.16 (SE = 0.35) and 4.23 (SE = 0.44), respectively. Females presented a lower probability of erosive tooth wear (IRR = 0.74; 95% CI = 0.63-0.86). Individuals with bruxism presented higher likelihood to have erosive tooth wear (IRR = 1.42; 95% CI = 1.05-1.91). In conclusion, the present study showed that erosive tooth wear is highly prevalent in this Brazilian adult population. Presenting bruxism was a risk indictor of erosive tooth wear, and females had a protective factor for this condition.

El uso de polímeros en partes importantes de dispositivos sometidos a deslizamiento o en contacto con superficies en movimiento relativo, se ha extendido ampliamente en aplicaciones de ingeniería, donde las propiedades tribológicas del material resultan de relevancia. En este trabajo se estudia el comportamiento tribológico de polietilenos en contacto deslizante con acero. El propósito es brindar información sobre la manera en que la modificación de la estructura molecular de estos polímeros por entrecruzamiento químico afecta su resistencia al desgaste y el coeficiente de fricción. El estudio involucró un polietileno de alta densidad (PE) y un copolímero de etilenoocteno de muy baja densidad (CEO). Estos polímeros se modificaron químicamente mediante ataque con diferentes concentraciones de peróxido orgánico, lo que permitió obtener un conjunto de materiales con diferentes grados de entrecruzamiento molecular. La reacción de modificación se indujo durante el procesamiento por moldeo por compresión en estado fundido. La caracterización de la estructura molecular incluyó el fraccionamiento selectivo con solventes orgánicos para determinar el porcentaje de gel generado y medidas de hinchamiento para calcular el peso molecular entre entrecruzamientos. También se realizaron ensayos calorimétricos para determinar la temperatura de fusión y la entalpía de fusión; y ensayos de evaluación de propiedades mecánicas como microdureza Vickers y resistencia a esfuerzos de tracción. Las propiedades tribológicas se evaluaron mediante ensayos de desgaste del tipo block-on-ring, en un ambiente controlado de temperatura. Los materiales en forma de bloque se hicieron deslizar sobre una superficie rugosa de un disco de acero rotando a velocidad constante. Las propiedades que se determinaron son la velocidad de desgaste y el coeficiente de fricción, aplicando distintas cargas normales sobre el bloque polimérico. Para establecer los mecanismos de desgaste actuantes se analizaron las superficies de desgaste tanto del polímero desgastado como la del metal usando microscopía óptica y electrónica. Los resultados de la caracterización efectuada muestran que en ambos polietilenos el contenido de gel aumenta hasta comprender prácticamente el total de la masa del material cuando se utilizan las mayores concentraciones de peróxido. En paralelo, el peso molecular entre entrecruzamientos se reduce indicando la formación de una red altamente entrecruzada. En los PE entrecruzados, el aumento en la cantidad de gel produce una disminución en el grado de cristalinidad, en la temperatura de fusión y en la microdureza Vickers. Se observa que existe una relación prácticamente proporcional entre cristalinidad y dureza. Por otro lado, en el caso del CEO, la modificación de su estructura no afecta la cristalinidad ni la temperatura de fusión del material. Los PE entrecruzados presentan un aumento de la velocidad de desgaste con la concentración de peróxido hasta que se alcanza una proporción gel de 80 %p/p. Los materiales con mayor proporción de gel poseen velocidad de desgaste menor a la del PE inicial. Para el caso de los copolímeros, en cambio, se observa que la velocidad de desgaste disminuye continuamente con el porcentaje de peróxido incorporado. El coeficiente de fricción de los PE entrecruzados es levemente superior al correspondiente al PE, aunque no cambia de valor con el grado de entrecruzamiento. En el caso de los CEO no es posible determinar un valor de coeficiente de fricción debido a que la fuerza de fricción varía en forma periódica durante el transcurso del ensayo. El valor promedio de la fuerza de fricción es mayor al de la fuerza normal aplicada. / The use of polymers in important parts of devices subjected to sliding or in contact surfaces with relative motion, has spread widely in engineering applications where the tribological properties of the material become relevant. In this work the tribological behavior of polyethylenes is determined under friction against steel. The study involves a high density polyethylene (PE) and a ethylene-octene copolymer with very low density (CEO). The aim is to provide information on the effect of the incorporation of chemical crosslinks to the molecular structure of the polymers on the wear resistance and friction coefficient. The polyethylenes were modified by chemical attack using different concentrations of an organic peroxide in order to obtain a set of materials with ample differences in their degree of crosslinking. The modification reaction was performed during melt processing by compression molding. The characterization of the molecular structure included selective fractionation with organic solvents to determine the percentage of gel generated, and swelling measurements to calculate the molecular weight between crosslinks. The enthalpy and temperature of fusion were determined by scanning calorimetry. In addition, mechanical properties such as tensile strength and Vickers microhardness were determined. The tribological properties were evaluated by performing block-on-ring wear tests under a controlled environmental temperature. Block-shaped samples of each material were placed in sliding contact on the rough surface of a steel disc rotating at constant speed. The wear rate and friction coefficient were determined by applying different normal loads. The worn surfaces of the worn polymer and the metal ring were analyzed by microscopy to establish the wear mechanisms. The results show that the gel content increases with the peroxide concentration for both type of polyethylenes. The gel reaches the total mass of the material at the highest concentrations of peroxide used. In parallel, the molecular weight between crosslinks diminishes indicating the formation of a highly crosslinked network. In the case of PE, the increase in the degree of crosslink results in a decrease in the degree of crystallinity and Vickers microhardness. It is observed that a proportional relationship exists between crystallinity and hardness exists. On the other hand, in the case of CEO, the chemical modification does not significantly affect the crystallinity of the material. The crosslinked PE´s have higher wear rate than the original polyethylene at low concentrations of peroxide. When the gel amount exceeds 80% by mass, the wear rate of the crosslinked polyethylenes is lower than the initial polymer. In the case of the croslinked copolymers, the wear rate decreases continuously with the content of peroxide. The coefficient of friction of crosslinked PE is slightly higher than that for PE. However, the coefficient values do not vary with the degree of crosslink. For CEO’s it is not possible to determine a value of coefficient of friction because the frictional force shows a large periodic variation during the test. The average value of the friction force is always greater than the normal force applied.

Esta Dissertação tem por objetivo estudar o comportamento de diferentes materiais sob a ação de desgaste micro-abrasivo. Como parte do trabalho, foi projetada e construída uma máquina de ensaio desgaste por micro-abrasão por esfera rotativa fixa, com configuração mecânica com diferenças em relação às observadas na literatura (Gee et al., 2005). Como corpos-de-prova, foram utilizadas pastilhas intercambiáveis de metal duro (classe P20) e aço ferramenta M2. As esferas foram de aço AISI 1010 cementado e aço AISI 52100 temperado e revenido. Durante os ensaios, foi inserida entre a esfera e o corpo-de-prova uma pasta abrasiva preparada com carbeto de silício preto, com tamanho médio de partícula de 5 µm. Inicialmente, foram realizados ensaios preliminares, com a finalidade de analisar não só o comportamento do equipamento, mas também estudar a transição entre os modos de desgaste que podem ocorrer durante o desgaste micro-abrasivo. A transição entre os modos de desgaste foi estudada em função da carga normal e dos materiais utilizados durante o ensaio. Os resultados obtidos indicaram boa reprodutibilidade do equipamento e coerência com resultados da literatura. Em seguida, em ensaios denominados definitivos, foram pesquisadas as atuações dos modos de desgaste abrasivo e a obtenção do regime permanente de desgaste. Os resultados mostraram que, com a variação da distância de deslizamento, houve alterações nas ocorrências dos modos de desgaste abrasivo. Por outro lado, em alguns ensaios, o coeficiente de desgaste tendeu a permanecer constante, o que caracteriza a obtenção do regime permanente de desgaste. Entretanto, em outros, o coeficiente de desgaste teve uma evolução aleatória com a distância de deslizamento, fornecendo indicativos de que o desgaste não entrou em regime. / This work presents a study on the behavior of different materials under the action of micro-abrasive wear. A micro-abrasive wear testing machine with fixed sphere was designed and constructed, presenting a mechanical configuration with differences with respect to those found in the literature (Gee et al., 2005). M2 tool steel and WC-Co P20 were used as testing specimen materials. Ball materials were cemented AISI 1010 steel and quenched and tempered AISI 52100 steel. During the tests, an abrasive slurry, prepared with black silicon carbide (SiC) particles (average particle size of 5 µm), was supplied to the contact between the specimen and the ball. Initially, preliminary tests were conducted to study the wear mode transitions that can occur during the micro-abrasive wear and to analyze the operational conditions of the equipment. The wear mode transitions were evaluated as a function of the applied normal load and of the materials used. The results indicated good reproducibility and qualitative agreement with those found in the litarature. Later, a new set of tests was conducted, which analyzed the evolution of the abrasive wear modes and the achievement of steady state wear as a function of sliding distance. The results indicated a continuous variation in the abrasive wear modes with sliding distance. Additionally, in some tests, the wear coefficient tended to stabilize in constant value, which characterizes the achievement of steady state regime. However, in other tests, the wear coefficient presented a non constant evolution of wear coefficient with the sliding distance, which denotes that the constant regime of wear was not obtained.

Esta Dissertação tem por objetivo estudar o comportamento de diferentes materiais sob a ação de desgaste micro-abrasivo. Como parte do trabalho, foi projetada e construída uma máquina de ensaio desgaste por micro-abrasão por esfera rotativa fixa, com configuração mecânica com diferenças em relação às observadas na literatura (Gee et al., 2005). Como corpos-de-prova, foram utilizadas pastilhas intercambiáveis de metal duro (classe P20) e aço ferramenta M2. As esferas foram de aço AISI 1010 cementado e aço AISI 52100 temperado e revenido. Durante os ensaios, foi inserida entre a esfera e o corpo-de-prova uma pasta abrasiva preparada com carbeto de silício preto, com tamanho médio de partícula de 5 µm. Inicialmente, foram realizados ensaios preliminares, com a finalidade de analisar não só o comportamento do equipamento, mas também estudar a transição entre os modos de desgaste que podem ocorrer durante o desgaste micro-abrasivo. A transição entre os modos de desgaste foi estudada em função da carga normal e dos materiais utilizados durante o ensaio. Os resultados obtidos indicaram boa reprodutibilidade do equipamento e coerência com resultados da literatura. Em seguida, em ensaios denominados definitivos, foram pesquisadas as atuações dos modos de desgaste abrasivo e a obtenção do regime permanente de desgaste. Os resultados mostraram que, com a variação da distância de deslizamento, houve alterações nas ocorrências dos modos de desgaste abrasivo. Por outro lado, em alguns ensaios, o coeficiente de desgaste tendeu a permanecer constante, o que caracteriza a obtenção do regime permanente de desgaste. Entretanto, em outros, o coeficiente de desgaste teve uma evolução aleatória com a distância de deslizamento, fornecendo indicativos de que o desgaste não entrou em regime. / This work presents a study on the behavior of different materials under the action of micro-abrasive wear. A micro-abrasive wear testing machine with fixed sphere was designed and constructed, presenting a mechanical configuration with differences with respect to those found in the literature (Gee et al., 2005). M2 tool steel and WC-Co P20 were used as testing specimen materials. Ball materials were cemented AISI 1010 steel and quenched and tempered AISI 52100 steel. During the tests, an abrasive slurry, prepared with black silicon carbide (SiC) particles (average particle size of 5 µm), was supplied to the contact between the specimen and the ball. Initially, preliminary tests were conducted to study the wear mode transitions that can occur during the micro-abrasive wear and to analyze the operational conditions of the equipment. The wear mode transitions were evaluated as a function of the applied normal load and of the materials used. The results indicated good reproducibility and qualitative agreement with those found in the litarature. Later, a new set of tests was conducted, which analyzed the evolution of the abrasive wear modes and the achievement of steady state wear as a function of sliding distance. The results indicated a continuous variation in the abrasive wear modes with sliding distance. Additionally, in some tests, the wear coefficient tended to stabilize in constant value, which characterizes the achievement of steady state regime. However, in other tests, the wear coefficient presented a non constant evolution of wear coefficient with the sliding distance, which denotes that the constant regime of wear was not obtained.

O presente estudo teve como objetivo avaliar quantitativamente a alteração na rugosidade superficial e o desgaste de resinas compostas com diferentes características de matriz orgânica e de carga inorgânica frente ao teste de escovação simulada e ciclagem de pH. Foram testadas três resinas compostas: Filtek Z250 (Bis-GMA, microhíbrida), Filtek Z350 (Bis-GMA, nanoparticulada) e Filtek P90 (silorano, microhíbrida)(3M-ESPE). Para cada resina foram confeccionados dois grupos (n=10) de corpos de prova retangulares (15mmx5mmx4mm). Após a polimerização e polimento adequado dos espécimes, a rugosidade inicial (Ra) foi obtida pela média de três leituras com o Rugosímetro Hommel T1000. Metade de cada corpo de prova foi protegida com esmalte de unha e um dos grupos de cada resina foi submetido a um protocolo de ciclagem de pH (desmineralização-pH 4,3 e remineralização-pH 7,0). Para o teste de abrasão foram realizados 100.000 ciclos de escovação simulada, permanecendo a metade protegida como grupo controle. Na metade escovada foi verificada a rugosidade final, seguindo os mesmos parâmetros iniciais, e o desgaste (µm) foi quantificado pela média de 3 leituras do perfil real abrangendo as duas superfícies (controle e escovada). Os resultados obtidos (ANOVA, teste t Student e Tukey, p<0.05) mostraram diferenças significantes para o desgaste e alteração de rugosidade entre as resinas testadas. A maior média de desgaste foi apresentada pela Filtek P90 (11,505µm±5,690) com diferença significante para a Filtek Z250 (4,191µm±1,725) e para a Filtek Z350 (4,163µm±0,947), sendo que a ciclagem de pH afetou apenas o desgaste da resina Filtek P90 (15,305µm±5,409). Verificou-se aumento da média de rugosidade superficial para as resinas Filtek Z250 e Z350 após escovação simulada, enquanto que a resina Filtek P90 apresentou comportamento contrário, com diferenças estatisticamente significantes (p<0,05). As imagens de microscopia eletrônica de varredura apresentaram-se coerentes com os resultados quantitativos obtidos. / The present study aimed to quantitatively evaluate the surface roughness alteration and wear of resin composites with different characteristics of organic matrix and inorganic filler when submitted to simulated toothbrushing abrasion and pH cycling. Three different resin composites were evaluated: Filtek Z250 (Bis-GMA, microhybrid), Filtek Z350 (Bis-GMA, nanofilled) and Filtek P90 (silorane based, microhybrid) (3M-ESPE). For each resin two groups (n=10) of rectangular specimens (15mmX5mmX4mm) were made. After polymerization and polishing, the initial roughness (Ra) was evaluated by the average of three tracings using a roughness tester Hommel T1000 basic. Half of each specimen was protect with nail varnish and one group of each resin was submitted to pH cycling (demineralization-pH 4,3 and remineralization-pH 7,0). For the abrasion test 100.000 strokes of simulated toothbrushing was processed. The protected side was maintained as control. Over the brushed side the final roughness was measured with the same initial parameters and wear was quantified by the average of 3 readings of the real profile between the two surfaces (control and brushed side). The obtained results (ANOVA, Student t test and Tukey, p<0.05) showed significant differences of wear and surface roughness alteration between the tested materials. Filtek P90 presented the highest average wear rate (11.505 ± 5.690µm) compared to Z250 (4.191 ± 1.725µm) and Z350 (4.163 ± 0.947µm) and the pH cycling significantly affected the wear of Filtek P90(15.305 ± 5.409 mM). The surface roughness evaluation revealed an increasing on surface roughness for Filtek Z250 and Filtek Z350 after toothbrushing, while Filtek P90 showed an opposite behavior, with statistically significant differences (p<0.05). The scanning electron microscope images were in accordance to the quantitative results obtained.