O presente trabalho teve como objetivo principal estudar a evolução da microestrutura e da textura cristalográfica de três alumínios de pureza comercial com diferentes níveis de pureza, AA1100 (99,00%), AA1050 (99,50%) e AA1070 (99,70%), e do alumínio super puro, AA1199 (99,995%). A obtenção das placas de alumínio de pureza comercial foi feita pelo processo Direct Chill (DC) seguido de homogeneização e laminação a quente até a espessura final de 10 mm e o alumínio super puro foi produzido em laboratório e encontrava-se na forma de blocos fundidos. Foram utilizadas várias técnicas de análise microestrutural: microscopia óptica convencional, microscopia óptica com luz polarizada, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, medidas de condutividade elétrica e dureza Vickers. Já a evolução da textura do material foi analisada pela técnica de difração de raios X, nos alumínios de pureza comercial e pela técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD), no alumínio super puro. No estado como recebido e recozido a 400 ºC por 1 e 24 horas foi possível observar que nos alumínios de pureza comercial produzidos pelo processo DC não há variações na composição química ao longo da espessura. Os precipitados nos alumínios AA1100 e AA1070, no estado como recebido estavam distribuídos na direção de laminação, porém com vários locais de aglomeração dos mesmos, e no alumínio AA1050 os mesmos estavam finamente dispersos na direção de laminação. Após recozimento a 400 ºC por 1 e 24 horas as mesmas características foram mantidas, porém ocorreu um aumento na fração volumétrica do estado como recebido para os recozidos a 400 ºC, ou seja, ocorreu precipitação durante o recozimento. Quanto a análise da textura dos alumínios de pureza comercial, na superfície encontrou-se a textura de cisalhamento, devido ao esforço mecânico entre o cilindro de laminação e as amostras, tanto no estado como recebido como após os recozimentos. A ¼ da espessura e no centro do material após recozimentos ainda observou-se a textura de cisalhamento, mas também as texturas tipo cubo, cubo rodado e latão. No centro do material permaneceram a textura tipo cubo e latão. Já o alumínio AA1199 possui uma estrutura grosseira (grãos oligocristalinos), sem a ocorrência de precipitados e não foi possível obter resultados nas análises de textura, devido ao tamanho de grão grande. Após a laminação a frio com aproximadamente 70% de redução em espessura, seguido de tratamentos isócronos no tempo de 1 hora e nas temperaturas de 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 e 500 ºC, o alumínio AA1199 apresentou uma menor temperatura para completa recristalização, em torno de 280 ºC, seguido do alumínio AA1050 (375 ºC) e dos alumínios AA1100 e AA1070 (ambos, 400 ºC). Como as composições químicas das soluções sólidas matrizes são praticamente idênticas, a variação na temperatura de recristalização deve ser atribuída aos precipitados presentes no alumínio que quando finamente dispersos na matriz impedem o movimento dos subcontornos, retardando o início da recristalização. O alumínio AA1199 possui uma temperatura para completa recristalização, menor, em relação aos outros alumínios, uma vez que não possui precipitados em sua microestrutura. Quanto a textura, na superfície e a ¼ da espessura, os alumínios de pureza comercial laminados a frio sem tratamento térmico, permaneceram com a textura de cisalhamento encontrada na superfície no estado como recebido com o surgimento da textura S. Após o tratamento térmico a 250 ºC por 1 hora apareceu a textura Goss e a 350 ºC por 1 hora a textura tipo cubo, cubo rodado e cubo ND, lembrando que em ambos os casos a textura de cisalhamento e S permaneceram. Com o auxílio da utilização da técnica de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) encontrou-se no alumínio AA1199, a textura tipo cubo, tanto laminado a frio sem tratamento térmico quanto após os tratamentos. Após a laminação a frio com aproximadamente 80% de redução em espessura, seguida de tratamentos isotérmicos, nas temperaturas de 150, 250 e 350 ºC e nos tempos de ½, 1, 2, 3 e 4 horas, os alumínios de pureza comercial apresentaram uma temperatura para completa recristalização em torno de 350 ºC e por meio da técnica de microscopia eletrônica de transmissão observou-se arranjos celulares de discordâncias, mas não foram detectadas diferenças significativas entre esses arranjos apresentados pelos três alumínios. Diferenças certamente existem, mas para serem caracterizadas é necessário um estudo detalhado com microscopia eletrônica de transmissão. A presença de partículas de compostos intermetálicos foi observada em todas as amostras analisadas, essas partículas são resultado da baixa solubilidade do ferro e do silício no alumínio e se formaram durante as diversas etapas do processamento dos materiais. / The present work had as main objective to study the evolution of the microstructure and crystallographic texture of three commercial purity aluminums with different levels of purity, AA1100 (99.00%), AA1050 (99.50%) and AA1070 (99.70%), and of the super pure aluminum, AA1199 (99.995%). The plates of commercial purity aluminum were obtained through direct chill (DC) process followed by homogenization and hot rolling until the final thickness of 10 mm. The super pure aluminum was produced in laboratory and was in the ascast condition. Several techniques of microstructural analysis were used: conventional optical microscopy, optical microscopy using polarized light, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, measurements of electrical conductivity and Vickers hardness. The evolution of the texture of the commercial purity aluminum was analyzed by Xray diffraction and the super pure aluminum was analyzed using electron backscatter diffraction. Variations in the chemical composition along thickness in the commercial purity aluminum produced by the DC process in the as-received condition and after annealing at 400 ºC for 1 and 24 hours were possible to observe. The precipitates in the aluminum AA1100 and AA1070, in the as-received condition were distributed in the rolling direction, including several sites of clusters of the same precipitates. In the aluminum AA1050 the precipitates were finely dispersed in the rolling direction. After annealing at 400 ºC for 1 and 24 hours the precipitate characteristics were maintained, and there was an increase in the volumetric fraction of the as-received condition in comparison to samples annealed at 400 ºC, showing that precipitation occurred during annealing. The shear texture was observed in the commercial purity aluminums, either in the as-received condition or after annealing, and this effect was due to the mechanical effort between the rolling mill and the samples. At ¼ of the thickness and in the center of the material after annealing the shear texture was still observed, and also the type cube, rotated cube and brass textures. The center of the material continues showing the type cube and brass textures. On the other hand, the aluminum AA1199 has a coarse structure (oligocrystalline grains), without the occurrence of precipitates, and texture results were not obtained due to the fact the grains are much coarser, due to the size of big grain. After cold rolling with approximately 70% of reduction in thickness, followed by isochronous treatments for 1 hour at temperatures of 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 and 500 ºC, the aluminum AA1199 presented a smaller temperature for complete recrystallization, around 280 ºC, followed by the aluminum AA1050 (375 ºC) and of the aluminum AA1100 and AA1070 (both, 400 ºC). As the chemical compositions of the solid solutions matrixes are almost identical, the variation in the recrystallization temperature should be attributed to the presence of precipitates in the aluminum, and when finely dispersed in the matrix they impede the movement of the sub-boundary, delaying the beginning of the recrystallization. In comparison to the other aluminums, the aluminum AA1199 has a smaller temperature for complete recrystallization, since there are not precipitates in its microstructure. Observing the texture, in the surface and the ¼ of the thickness, the commercial purity aluminums, after cold rolling and without heat treatment, showed the shear texture found in the surface in the as-received condition with the appearance of the S texture. After heat treatment at 250 ºC for 1 hour the Goss texture appeared and at 350 ºC for 1 hour the type cube, rotated cube and cube ND textures; notice that in both cases the shear and S texture were still present. Energy dispersive X-ray spectroscopy (microanalysis) showed in the aluminum AA1199, the texture type cube, so cold rolled without heat treatment as after the treatments. After cold rolling with approximately 80% of reduction in thickness, followed by isothermal treatments, at temperatures of 150, 250 and 350 ºC and times of ½, 1, 2, 3 and 4 hours, the commercial purity aluminum presented a temperature for complete recrystallization around 350 ºC. Transmission electron microscopy technique showed dislocations cellular arrangements, but significant differences were not detected among those arrangements presented by the three aluminums. Differences certainly exist, but for their characterization detailed study with transmission electron microscopy is necessary. The presence of particles of intermetallic compounds were observed in all analyzed samples, those particles resulted of the low solubility of iron and silicon in the aluminum and were formed during the several stages of the processing of the materials.

A principal motivação para o desenvolvimento do presente projeto de doutorado foi comparar as microestruturas e texturas resultantes da liga de alumínio 3003 obtida por lingotamento contínuo e semicontínuo. O processo “roll caster" (lingotamento contínuo em cilindros) tem sido crescentemente utilizado na indústria de laminação de alumínio. Produtos que antes sofriam altos graus de deformação durante seu processamento são hoje obtidos nas dimensões próximas da espessura final. Com o intuito de entender este processo relativamente novo, as microestruturas e as texturas (macrotextura e microtextura), ao longo da espessura, das chapas produzidas por lingotamento contínuo e por lingotamento semicontínuo (placas fundidas com 250 mm de espessura, seguido de homogeneização e laminação a quente) foram analisadas. Foi possível constatar que os materiais provenientes dos dois processos diferem bastante e que ao longo da espessura também há grandes diferenças. Foi possível observar que durante o processamento “roll caster" há considerável deformação plástica, com a formação de células de discordâncias e subgrãos. Foi possível observar, também, que a microestrutura, a morfologia e o tamanho de grão, da amostra “caster" bruta de fundição são mais homogêneos que na amostra laminada a quente. As duas chapas, a laminada a quente e a obtida por lingotamento contínuo, exibem forte gradiente de textura ao longo da espessura. A textura predominante nos dois processos, ao longo da espessura, é a do tipo latão {011}. A evolução da textura do material proveniente do processo “roll caster" também foi caracterizada após laminação e posterior recristalização, revelando a presença de componentes típicas de laminação e de recristalização de alumínio. Após laminação a frio com redução de 91% e posterior tratamento térmico de 400°C por 1 h, a chapa proveniente do processo “caster" apresentou uma textura de recristalização caracterizada pela presença da componente cubo (recristalização) somada à parcela de textura de deformação. No caso do alumínio e suas ligas, sabe-se que esta textura proporciona os melhores resultados para minimizar o efeito de orelhamento durante a estampagem. Outro ponto relevante do trabalho foi o aperfeiçoamento da técnica de extração de precipitados para a liga 3003, uma vez que, a extração de precipitados em ligas de alumínio é especialmente problemática, pois a maioria das partículas presentes dissolve-se até mais facilmente que a matriz de alumínio. Algumas técnicas foram testadas: 1. dissolução química em solução de iodo em metanol; 2. dissolução eletrolítica em solução de ácido benzóico e hidroxiquinolina em clorofórmio e metanol; 3. dissolução eletrolítica em solução de ácido perclórico, butil glicol, álcool etílico e água; 4. dissolução química em solução de fenol. A técnica que apresentou melhores resultados foi a dissolução química com fenol, onde foi possível separar os precipitados da matriz alumínio. Com o auxílio desta técnica foi possível analisar as transformações de fase do composto intermetálico Al6Mn durante tratamentos térmicos. Obtiveram-se dados da completa transformação da fase Al6Mn em alfa-AlMnSi, também conhecida na literatura como, transformação "six to alfa". A precipitação e os precipitados desempenham um papel importante na cinética de recristalização e no tamanho de grão final. Para se entender este comportamento, comparou-se uma chapa que sofreu tratamento térmico antes da laminação com outra chapa que foi laminada no estado bruto de fundição. Os resultados revelaram que a recristalização foi retardada na amostra, inicialmente, bruta de fundição. A precipitação ocorreu simultaneamente com a recristalização, com isso, os dispersóides precipitaram preferencialmente na microestrutura deformada, em subcontornos ou nas discordâncias isoladas, levando a um considerável atraso no rearranjo das discordâncias e na nucleação da recristalização. / The main reason for the development of this PhD Thesis was to compare the microstructures and textures of the 3003 aluminum alloy produced from continuous and semi-continuous casting processes. The roll caster process (continuous casting) has been increasingly used in the aluminum industry. Products usually obtained by means of heavy rolling operations in the past are nowadays obtained with dimensions close to the final ones using the roll caster technology. To understand this new process, microstructures and textures (macrotexture and microtexture) along the thickness of the sheet produced by continuos casting and semi-continuous casting (plates with 250 mm thickness, followed by homogenization and hot rolling) have been investigated. It was possible to verify that materials coming from these two processes did differ each other a lot mainly across the thickness. During roll casting the plastic deformation was large enough to promote the formation of dislocation cells and subgrains. It was also possible to notice that the microstructure, morphology, and grain size from as-cast sample are more homogenous than the ones found in hot rolled samples. Both the sheets obtained by hot rolling and continuous casting have shown a strong texture gradient across the thickness. The predominant texture in both processes is the Brass component {011} . The texture evolution from sheets obtained by roll casting was also determined after rolling and subsequent recrystallization. It shows the presence of typical components of rolling and recrystallization of aluminum. After 91% cold rolling and subsequent recrystallization at 400°C for 1 h, the cube component (recrystallization texture) and the deformation texture were observed. It is well known that this texture minimizes earing effects during deep drawing of aluminum products. Another relevant point in this work was the development of the technique for the extraction of precipitates for the aluminum 3003 alloy. The extraction of precipitates extraction is particularly problematic in aluminum because most of the particles tend to dissolve more readily than the aluminum matrix. Some of the techniques performed are the following: 1. chemical dissolution with iodine in methanol solution; 2. electrolytic dissolution with benzoic acid and hydroxyquinoline in chloroform and methanol; 3. electrolytic dissolution with perchloric acid, butyl-glycol and ethanol; 4. chemical dissolution with phenol solution. Chemical dissolution with the phenol solution was the technique that provided the best results. It was possible to separate precipitates from the aluminum matrix. With this extraction technique it was possible to analyze phase transformations of the intermetallic compound Al6Mn during heat treating of this alloy. The phase transformation of the Al6Mn compound into alfa-AlMnSi, also known as 6-to-alfa transformation, could be followed in detail by means of this technique. Precipitation plays an important role in the recrystallization kinetics and final grain size. Therefore, to understand this behavior, the roll cast aluminum alloy was cold rolled from two distinct starting conditions: as-cast and heat-treated (homogeneized) conditions. It was shown that recrystallization was delayed in the sheet rolled from the as-cast condition. Precipitation has occurred simultaneously with recrystallization, in such a manner that dispersoids did precipitate in the deformed microstructure, preferentially, at subgrain boundaries or at free dislocations. As a result, the rearrangement of the dislocations and further recrystallization nucleation has been significantly retarded.

Neste trabalho foram desenvolvidas amostras de materiais padrão de referência para difratometria de policristais. Materiais de alta pureza foram tratados mecânica e termicamente até atingirem as características necessárias para serem usados como materiais padrão de referência de alta qualidade, comparáveis àqueles produzidos pelo NIST. As medidas foram feitas inicialmente em vários difratômetros convencionais de laboratório de difração de raios X, com geometria de Bragg -Brentano, difratômetros de nêutrons e, posteriormente, em equipamento de alta resolução com fonte síncrotron. Os parâmetros de rede obtidos foram calculados pelo programa Origin e ajustados pelo Método dos Mínimos Quadrados. Esses ajustes foram comparados com os obtidos pelo Método de Rietveld, usando o programa GSAS através da interface gráfica EXPGUI, mostrando-se bastante satisfatórios. Os materiais obtidos foram alumina-α, ítria, silício, céria, hexaboreto de lantânio e fluoreto de lítio, que apresentaram qualidade semelhante e, em alguns casos, superiores aos padrões desenvolvidos e comercializados pelo NIST, a custos bem menores. / In this work, samples of standard reference materials for diffractometry of polycrystals were developed. High-purity materials were submitted to mechanical and thermal treatments in order to present the adequate properties to be used as high-quality standard reference materials for powder diffraction, comparable to the internationally recognized produced by the USA National Institute of Standards and Technology NIST, but at lower costs. The characterization of the standard materials was performed by measurements in conventional X-ray diffraction diffractometers, high resolution neutron diffraction and high-resolution synchrotron diffraction. The lattice parameters were calculated by extrapolation of the values obtained from each X-ray reflection against cos2θ by the Least-Squares Method. The adjustments were compared to the values obtained by the Rietveld Method, using the program GSAS. The materials thus obtained were the α-alumina, yttrium oxide, silicon, cerium oxide, lanthanum hexaboride and lithium fluoride. The standard reference materials produced present quality similar or, in some cases, superior to the standard reference materials produced and commercialized by the NIST.

Esta dissertação consiste de duas partes: Parte I: Descrição teórica suscinta dos fundamentos da cristalografia de raios-X. Parte II: Resolução de quatro estruturas cristalinas, três complexos de rutênio (capítulos V, VI, VII) e um ligante comumente encontrado em complexos de rutênio, o C28H28O2P2. As estruturas resolvidas foram: 1) C28H28O2P2, Mr= 458.48, triclínico, PI a= 5.826(1), b= 8.862(1), c= 12.517(2)&#197, &#945= 100.29(1), &#946= 102.67(1), &#933= 104.22(1)&#176, V= 592.5(3)&#1973, Z=1, Dx=1.285g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 2.00cm-1, F(000)=242, T=296K, Rint=0.01, R=0.031, Rw=0.030 para 1390 reflexões independentes observadas [I&#62 3 &#959 (I)]. Os átomos P estão a 0.126(1)&#197 do plano formado pelo grupo (CH2)4-. Os anéis fenil são planares dentro da margem de erro experimental. Os átomos P têm uma configuração tetraédrica distorcida. 2) PyH[RuCl4(CO)Py], Mr=430.11, monoclínico, P21/n, a= 7.821(1), b= 10.337(3), c= 19.763(3)&#197, &#946=93.07(1)&#176, V= 1595.5(5)&#1973, Z=4, Dx=1.791g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 14.86cm-1, F(000)=843.9, T=296K, Rint=0.03, R=0.062, Rw=0.063 para 1478 reflexões independentes observadas [I&#62 3&#959 (I)]. A estrutura é composta essencialmente por dois planos perpendiculares entre si; um formado pelos quatro átomos de cloro (com ângulo de aproximadamente 90&#176 entre si), o outro pelos grupos Py e carbonila e o átomo de Ru na intersecção destes. O complexo tem carga líquida negativa, sendo necessário a presença do grupo PyH (com carga líquida positiva), para a estabilização do cristal. 3) PyH(RuCl4Py2), Mr= 481.20, monoclínico, P21/n, a= 8.080(7), b= 22.503(7), c= 10.125(6)&#197, &#946= 93.19(6)&#176, V= 1838(2)&#1973, Z=4, Dx= 1.739g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 13.06cm-1, F(000)=959.9, T=296K, Rint=0.03, R=0.038, Rw=0.039 para 1553 reflexões independentes observadas [I&#62 3&#959 (I)]. Esta estrutura é bastante similar com a 2) descrita acima, ou seja, é composta essencialmente por dois planos perpendiculares entre si; um formado pelos quatro átomos de cloro (com ângulo de aproximadamente 90&#176 entre si), o outro pelos dois grupos Py e o átomo de Ru na intersecção destes. Pelo mesmo argumento usado acima, há um grupo PyH (com carga líquida positiva) no cristal. 4) [RuCl2(MeIm)2(CH3OH)(CO)], Mr= 396.24, triclínico, PI, a= 8.609(3), b= 8.060(3), c= 10.581(4)&#197, &#945= 77.78(3), &#946= 88.43(3), &#933= 66.88(3)&#176, V= 740.4(5)&#1973, Z=2, Dx= 1.777g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 12.80cm-1, F(000)=386, T=296K, Rint=0.004, R=0.025, Rw=0.027 para 2489 reflexões independentes observadas [I&#62 3&#959 (I)]. As distâncias e ângulos médios das ligações dos quatro complexos aqui descritos são comparados entre si e com mais quatro complexos no capítulo VII. / This work consists of two parts: Part I: A brief theoretical description of the basic principles of X-ray crystallography. Part II: Resolution of the four crystal structures; three ruthenium compounds (chapter V, VI, VII) and a ligand commonly found in ruthenium complexes, C28H28O2P2. The structures resolved were: 1) C28H28O2P2, Mr= 458.48, triclinic, PI a= 5.826(1), b= 8.862(1), c= 12.517(2)&#197, &#945= 100.29(1), &#946= 102.67(1), &#933= 104.22(1)&#176, V= 592.5(3)&#1973, Z=1, Dx=1.285g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 2.00cm-1, F(000)=242, T=296K, final R=0.031 for 1390 independent observed reflections. The P atoms 0.126(1)&#197 away from plane formed by (CH2)4-. Both phenyl rings are planar to within experimental accuracy. The P atom has a distorced tetrahedral configuration. 2) PyH[RuCl4(CO)Py], Mr=430.11, monoclinic, P21/n, a= 7.821(1), b= 10.337(3), c= 19.763(3)&#197, &#946=93.07(1)&#176, V= 1595.5(5)&#1973, Z=4, Dx=1.791g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 14.86cm-1, F(000)=843.9, T=296K, Rint=0.03, final R=0.062, Rw=0.063 for 1478 independent observed reflections [I&#62 3&#959 (I)]. The structure is essentially composed of two perpendicular planes; one consisting of four chlorine atoms (in a square-planar arrangement), and a second plane composed of Py and carbonyl groups, with the ruthenium atom at intersection of them. The molecules have a net negative charge and the presence of the PyH group (with net positive charge), is necessary for crystal stabilization. 3) PyH(RuCl4Py2), Mr= 481.20, monoclinic, P21/n, a= 8.080(7), b= 22.503(7), c= 10.125(6)&#197, &#946= 93.19(6)&#176, V= 1838(2)&#1973, Z=4, Dx= 1.739g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 13.06cm-1, F(000)=959.9, T=296K, Rint=0.03, final R=0.038, Rw=0.039 for 1553 independent observed reflections [I&#62 3&#959 (I)]. This structures is very similar to that described in 2) above, being essentially composed of two perpendicular planes; one composed of four chlorine atoms (in a square-planar arrangement), and the other composed of two Py groups, with the ruthenium atom at the intersection of them. For the reason given above, there is one PyH group (with positive liquid charge) in the crystal. 4) [RuCl2(MeIm)2(CH3OH)(CO)], Mr= 396.24, triclinic, PI, a= 8.609(3), b= 8.060(3), c= 10.581(4)&#197, &#945= 77.78(3), &#946= 88.43(3), &#933= 66.88(3)&#176, V= 740.4(5)&#1973, Z=2, Dx= 1.777g.cm-3, &#955(M&#959K&#945)=0,71073&#197, &#956= 12.80cm-1, F(000)=386, T=296K, Rint=0.004, final R=0.025, Rw=0.027 for 2489 independent observed reflections [I&#62 3&#959 (I)]. In chapter VII, the average inter-atomic distances and angles for the four compounds are compare one with another and with four previously determinate structures.

O projeto enfocou a aplicação da difração de raios X (DRX) associada ao método de Rietveld na determinação quantitativa da composição mineralógica de bauxitas de Porto Trombetas, PA. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles de outras ferramentas de determinação mineralógica, especificamente métodos tradicionais de caracterização de minérios e espectroscopia Mössbauer, além da correlação direta com dados de análises químicas que, atualmente, são utilizados no controle de pesquisa e processamento de bauxita. Preliminarmente, definiram-se tipos mineralógicos de minério com o recurso de análise por agrupamento de dados de difração de raios X para um conjunto de 60 amostras, englobando materiais da pesquisa mineral e do beneficiamento de bauxita pela Mineração Rio do Norte (MRN). Esse recurso permitiu otimizar o conjunto de amostras para o estudo e facilitar a definição de seqüências específicas de refinamento pelo método de Rietveld para grupos de amostras com composição mineralógica similar. A DRX-Rietveld mostrou-se relevante e eficiente no estudo de bauxitas, sendo obtidos satisfatórios valores de indicadores estatísticos de refinamento (GOF e Rwp), além de elevada correlação linear com as demais metodologias aplicadas, particularmente no que se refere aos maiores constituintes das amostras, essencialmente gibbsita e argilominerais. No caso de óxi-hidróxidos de ferro (basicamente hematita, goethita e uma fase de Fe3+ de baixa cristalinidade), com proporções inferiores a 20% nas amostras, verificou-se que parte desses minerais praticamente não foi detectada por DRXRietveld visto o grau de cristalinidade dessas fases, conforme observado por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia Mössbauer. / This research concerns the application of X-ray diffraction (XRD) with Rietveld method in order to determinate the mineralogical composition of bauxites from Porto Trombetas, PA. The results were compared with the mineralogical composition obtained by mineral separations supported by chemical analysis and Mössbauer spectroscopy, as well as correlated with XRF chemical analysis and selective dissolution chemical analysis, that routinely support bauxite mineral research, mining operation as well as mineral processing. Previously, a definition of mineralogical types was provided by cluster analysis of a 60 samples set of diffractograms, corresponding to geological research and beneficiation products from Mineração Rio do Norte (MRN). This tool simplified the analysis of a large number of data for the study and helped to establish the Rietveld refinement strategies for clusters of samples with similar mineralogical compositions. XRD with Rietveld method showed to be relevant and efficient for bauxite study, giving satisfactory statistical evaluation parameters (GOF and Rwp), besides high linear correlation with the others mineralogical methods for the major minerals, essentially gibbsite and clay minerals. For oxi-hydroxides minerals (basically hematite, goethite and a low crystallinity Fe3+ phase), with proportions bellow 20 percent of the samples, it could be seen that part of these minerals was not detected by XRD and so not evaluated by Rietveld quantification method, since they present low crystallinity as observed by scanning electron microscopy and Mössbauer spectroscopy.

Foi efetuado o estudo cristalográfico do ácido N-acetilantranílico (C9H903N) sendo apresentados os fundamentos teóricos e computacionais para determinar a sua estrutura. Os dados de 899, reflexões independentes, foram obtidos num difratômetro automático CADA KAPPA com radiação ka do cobre e processados pelo conjunto de programas denominado \"STRUCTURE DETERMINATION PACKAGE\", (SDP), desde sua redução ate à conclusão o trabalho; Os cristais do ácido N-acetilantranílico são incolores e em forma de placas retangulares e pertencem ao grupo espacial Fdd2 com a = 10,845 (9) R , b = 30,204 (7) R , c = 10,575 (4) R , a = 3 = y = 90° , V = 3464 (5) R3, d cal = 1,374 a/cm3, d obs 1,36 g/cm 3 , Z = 16 moléculas por cela. As moléculas do ácido N-acetilantranílico são planares e formadas Por um anel benzênico ao qual estão ligados em carbonos adjacentes um grupo carboxila e um radical acetamida. Uma ponte de hidrogênio entre a carboxila e a acetamida fazem a ligação entre as moléculas. As moléculas assim ligadas formam uma cadeia que se desenvolve em planos alternados, aproximadamente (301) e (J01). Cadeias vizinhas desenvolvem-se nos planos (501) e (301) / In this thesis it is intended to study the N-acetyl Anthranilic Acid (C9 H9 O 3 N). Fundamentals of theoretical and computational are presented in order to determine its Structure. Data of 899 independent reflexions were obtained by -using the Automatic Difratometer (CADA KAPPA) with a ka copper radiation. \"STRUCTURE DETERMINATION PACKAGE\" (SDP) Programs were used during - this work. N-Acetyl Anthranilic Acid Crystals are in the form of rectangular plates which are transparent and belong to the spatial groupFdd2 where a = 10.845 (9) R , b = 30.204 (7) R , c 10.575 (4) R , a = 8 = y = 90 0 , V = 3464 (5) g3 , d cal = 1,374 \' g/cm 3 , d obs = 1,36 g/cm3 , Z = 16 molecules by cell. The N-Acetyl Anthranilic Acide Molecules is formed \' by a benzenic ring which is bonded to adjacent carbon, a carboxyl and a acetamide groups. Two molecules are bonded through Hydrogen bridge between the carboxyl and acetamide. The molecules are bonded such a way to form a chain with alternate planes (301) and (301). The neibouring chains are in connection with the first chain formed with the planes (301) \' and (301)

Neste trabalho foi estabelecido um procedimento para a caracterização de uma drosse branca de alumínio, e foi determinado o teor de alumínio na mesma. Os métodos utilizados para caracterizar o material foram: separação granulométrica, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios x e difração de raios x. Com o espectro de energia dispersiva obtido por microscopia eletrônica de varredura e com fluorescência de raios x foram determinados os elementos presentes no material, análises qualitativas de difração de raios x foram feitas para identificar as fases presentes. Amostras sintéticas foram preparadas para avaliar dois métodos de determinação de alumínio: o método de bromo-metanol e o método do padrão interno. O método de bromo-metanol mostrou diferenças em porcentagem relativas aos valores reais de até 13%, portanto, este método foi considerado pouco preciso. Com o método do padrão interno foram obtidos melhores resultados em comparação ao método de bromo-metanol, a diferença em porcentagem máxima obtida foi de 3%. Amostras de drosse de alumínio foram pulverizadas durante 10 minutos e peneiradas, o material passante na peneira de abertura 45μm foi usado para determinar a quantidade de alumínio utilizando o método do padrão interno e o método de Rietveld. Como os resultados obtidos conclui-se que é necessário utilizar a totalidade da amostra, além disso nos refinamentos com o método de Rietveld foram obtidos altos índices estatísticos, portanto, foi mudado o procedimento de pulverização para obter amostras com tamanhos de partículas homogêneos e melhorar os valores. Foi adotado pulverizar as amostras várias vezes durante tempos de 4 minutos até conseguir passar a totalidade do material. Para o cálculo total do teor de alumínio foi utilizado unicamente o método de Rietveld porque dá maior precisão, e não precisa de curva de calibração nem adição de um padrão interno, fazendo desnecessários os longos tempos de homogeneização das amostras, além disso com este método podem ser calculados os teores de todas as fases presentes no material. Duas amostras de cada faixa granulométrica foram refinadas com o método de Rietveld e os índices estatísticos diminuíram em comparação ao procedimento de pulverização anterior. Finalmente foi calculado o teor total de alumínio na drosse somando os valores de alumínio encontrados em cada faixa granulométrica. / In this work a method for the characterization of an aluminum white dross was established, and the metallic aluminum amount was estimated. The characterization was done using the following methods: granulometric classification, scanning electronic microscopy, x-ray fluorescence and x-ray diffraction. The scanning electronic microscopy and x-ray fluorescence were used to determinate the chemical elements presents in the material, qualitative x-ray diffraction analysis were used to identify the phases in the drosses. Synthetic mixtures were prepared and two methods of metallic aluminum quantification were evaluated: the bromine-methanol method, and the internal standard method. In the bromine-methanol method were found a maximal difference of 13% between the real and the calculated aluminum amount, therefore, this the accuracy of this method is not good. With the internal standard method better results were found, the maximum difference of percentage between the real and the calculated aluminum amount was 2,9%. Samples of aluminum dross were pulverized by 10 minutes and then sifter, the material sieved below 45μm was employed to calculate the aluminum amount using the internal standard and the Rietveld method. With the obtained results were shown that becomes necessary to use the totality of the samples, furthermore in the Rietveld refinement were obtained high statistical indexes, therefore the pulverization process was altered to get better homogeneity in the particle size and improve the statistical indexes. The pulverization procedure adopted consists in to crush the material several times by 4 minutes until to pass all the sample below 45μm. To calculate the total aluminum amount only the Rietveld method was used because the accuracy is better, and it does not need neither a calibration curve or internal standard addition, then it is not necessary to use the big homogenization times of the samples. Two samples of each granulometric fraction were refined and the statistical indexes values decreased comparing with the first pulverization procedure. Finally the total aluminum amount was calculated in the dross by means of adding the aluminum values found in each granulometric fraction.

Neste trabalho, amostras de oxido de grafite (GO), sintetizadas pelo metodo de Hummers modificado, foram investigadas com enfase no efeito de altas pressoes aplicadas tanto simultaneamente a tratamentos termicos quanto aplicadas a temperatura ambiente. A estrutura do GO e semelhante a do precursor de grafite, exceto por um aumento nas distancias interplanares devido a grupos funcionais adicionais, tais como grupos hidroxilas, epoxis, carbonilas e carboxilas, os quais se encontram distribuıdos aleatoriamente nos esqueletos de carbono. Os experimentos foram realizados na regiao de estabilidade termodinamica do grafite e do diamante (2,5 e 7,7 GPa) usando camaras do tipo toroidal e temperaturas de 300, 600, 900, 1200 e 1500 ◦C por 15 minutos. Alem disso, amostras de GO foram submetidas a tratamento termico a 1500 ◦C por 15 minutos a pressao ambiente, em atmosfera nao oxidante. As amostras obtidas foram caracterizadas por espectroscopia Raman, de absorcao no infravermelho (FT-IR), de fotoeletrons excitados por raios X (XPS), difracao de raios X (DRX) e microscopia eletronica de transmissao (MET). Os resultados obtidos mostram que a distancia interplanar d para as amostras processadas em 2,5 GPa sofre uma reducao partindo de 7,5 ˚A, valor registrado para a amostra virgem, para 3,425 ˚A apos a pirolise a 1500 ◦C, ainda superior ao do grafite tıpico (3,35 ˚A). Ja para a amostra processada a 7,7 GPa e 1500 ◦C, o valor de d atinge 3,351 ˚A, bem pr´oximo ao valor esperado para uma estrutura grafıtica bem organizada, indicando que uma pressao mais elevada tenderia a eliminar os defeitos estruturais de forma mais eficiente. Analises de microscopia eletronica de transmissao indicam que na amostra processada em 2,5 GPa e 1500 ◦C foi possıvel notar a coexistencia de dois padroes distintos. Alem da presenca de folhas, que agora representam o GO reduzido termicamente, ou seja, com parte dos grupos oxigenados eliminados de suas bordas e espacos intercamadas, e possıvel observar tambem a presenca de pequenos graos, possivelmente grafıticos. Ja a amostra processada em 7,7 GPa e 1500 ◦C apresentou uma grande concentracao de graos, consistente com a maior cristalinidade observada atraves da an´alise dos difratogramas de raios X. Alem disso, ao analisar a amostra tratada a 1500 ◦C a pressao ambiente e atmosfera nao oxidante, nao foi possıvel observar a presenca dos graos grafıticos, apenas de folhas de GO reduzido, o que seria um indicativo de que as altas pressoes favoreceriam a grafitizacao atraves do mecanismo de recristalizacao. / In this work, samples of graphite oxide (GO), synthesized by the modified Hummers method, were investigated with emphasis on the effect of high pressures applied both simultaneously to thermal treatments and applied at room temperature. GO structure is similar to that of the graphite precursor, except for an increase in interplanar spacings due to additional functional groups, such as hydroxyl groups, epoxides, carbonyls and carboxyl groups, which are randomly distributed in the carbon backbones. The experiments were carried out in the thermodynamic stability region of graphite and diamond (2.5 and 7.7 GPa) using toroidal chambers and temperatures of 300, 600, 900, 1200 and 1500 ◦C for 15 minutes. In addition, GO samples were heat-treated at 1500 ◦C for 15 minutes at ambient pressure in a non-oxidizing atmosphere. The samples obtained were characterized by Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy (FT-IR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). The results show that the value of interplanar spacing d for the samples processed in 2.5 GPa is reduced from 7.5 ˚A, value recorded for the pristine sample, to 3.425 ˚A after the pyrolysis at 1500 ◦C, still higher than the value registered for the typical graphite (3.35 ˚A). For the sample processed at 7.7 GPa and 1500 ◦C, the value of d reaches 3.351 ˚A, very close to the expected value for a well-organized graphite structure, indicating that a higher pressure would tend to eliminate structural defects more efficiently. Transmission electron microscopy analysis indicates that in the sample processed at 2.5 GPa and 1500 ◦C it was possible to note the coexistence of two distinct patterns. Besides the presence of sheets, which now represent the thermally reduced GO, this is, with part of the oxygenated groups eliminated of its edges and interlayer spaces, it is also possible to observe the presence of small grains, possibly of the graphitic type. Whereas the sample processed at 7.7 GPa and 1500 ◦C showed a high grain concentration, consistent with the higher crystallinity observed by X-ray diffraction analysis. Furthermore, on analyzing the heat-treated sample at 1500 ◦C at ambient pressure and non-oxidizing atmosphere, it was not possible to observe the presence of the graphitic grains, only of reduced GO sheets, which would be indicative of the high pressures would favor the graphitization through the recrystallization mechanism.

Neste trabalho, comprovou-se através do teste de fadiga que a camisa de cilindro pode ter sua resistência à fadiga elevada pela tensão residual compressiva induzida pelo roleteamento do raio de concordância. Utilizando a metodologia do Planejamento de Experimentos (DOE), criou-se um experimento para estudar a contribuição individual na elevação da tensão residual compressiva de cada um dos parâmetros do processo de roleteamento (força, tempo e rotação). Com o emprego da difração de raios X, foi possível mediar à tensão residual em todas as camisas utilizadas no experimento do DOE. Técnicas de tratamento estatístico como Análise de Variância (ANOVA), gráfico de Pareto e o teste de normalidade Anderson-Darling foram aplicadas ao conjunto de resultados obtidos pelas medições de difração de raios X, permitindo assim determinar que a força é o parâmetro de maior influência para a elevação da tensão residual compressiva no raio de concordância. O teste de eficácia do sistema de medição de tensão residual por difração de raios X comprovou que esse método possui a acurácia necessária para detectar eventuais desvios do processo de produção, tornando-o assim, um substituto mais econômico para o teste de fadiga, método atualmente utilizado para inspecionar as camisas de cilindr / On this project, it was proved though the fatigue test that the cylinder liner endurance can be improved by the compressed residual stress induced by the cold rolling applied onto the filet radii. Using the methodology Design of Experiments (DOE) an experiment was created to study the individual contribution in the increase of the compressed residual stress of each parameter of the cold rolling process (force, time and speed). Applying the X-ray diffraction technique it was possible to measure the residual stress of all cylinder liners used on the DOE experiment. Statistical techniques as Analyze of Variance (ANOVA), Pareto chart and the Anderson-Darling normality test; were applied on the result group obtained by the X-ray diffraction measurement, making possible to determine that the force is the parameter with the highest influence to increase the compressed residual stress in the filet radii. The effectiveness test of the residual stress measurement by X-ray diffraction, proved that this methodology has enough resolution to detect production mismatch, making it a better substitute to the fatigue test, which is nowadays the method used to inspect the cylinder liners.

O objetivo deste trabalho foi estudar a variação de composição em cristais de Hg1-xCdxTe obtidos por solidificação unidirecional, por meio do método de Bridgman Vertical, e determinar as melhores condições para obtenção de cristais homogêneos. Inicialmente, foi produzida a liga de Hg0,8Cd0,2Te, utilizada em 7 experiências de crescimentos com variação no gradiente de temperatura e velocidade de solidificação. Os cristais foram analisados pelas técnicas de: 1) difração de raios-X (Método de Laue); 2) medidas de massa específica; 3) análise química de micro-regiões (EDX). As análises revelaram tanto a ocorrência da variação de composição axial como radial em função da variação dos parâmetros de solidificação, permitindo o estabelecimento de condições próprias para a obtenção da homogeneidade necessária na construção de fotodetectores e substratos para crescimentos por técnicas epitaxiais.