Neste trabalho, duas amostras de turfa (uma decomposta - TD, e outra fibrosa - TF), foram caracterizadas através de várias técnicas instrumentais, incluindo a microscopia eletrônica de varredura (MEV), a análise elementar (CHNS), a análise termogravimétrica (TG), a espectroscopia de infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e a espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 13C no estado sólido (RMN 13C). Após a caracterização, essas amostras foram utilizadas em ensaios de adsorção para a avaliação do potencial de remoção das turfas frente ao contaminante pireno em meio aquoso. De modo geral, os resultados revelaram que ambas as amostras são estruturalmente muito semelhantes entre si. Com relação ao processo de adsorção do pireno pelas duas amostras em solução aquosa, foi possível verificar que o mesmo apresentou elevada eficiência, atingindo 91% de remoção para a TD e 92% para a TF. Além disso, o processo de adsorção parece ocorrer em múltiplas camadas, uma vez que dentre as isotermas de adsorção avaliadas, o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. A cinética de adsorção foi avaliada por meio das equações de pseudoprimeira ordem e pseudossegunda ordem, sendo o segundo mecanismo mais adequado para avaliar o processo. Dados termodinâmicos revelaram que a adsorção do pireno pelas amostras de turfa é um processo espontâneo nas condições experimentais utilizadas. Finalmente, os resultados obtidos mostram que a eficiência de remoção associada às amostras de turfa abre perspectivas para a sua utilização na remoção desse contaminante de soluções aquosas. / In this study, two peat samples (one decomposed DP, and another fibrous FP) were characterized by several instrumental techniques, including scanning electron microscopy (SEM), elemental analysis (CHNS), thermogravimetric analysis (TGA), Fourier Transform infrared (FT-IR) spectroscopy, and 13C solid-state nuclear magnetic resonance (13C NMR). These same samples were later used in adsorption tests for assessing the potential removal of peat against the pyrene contaminant. Although the TF present some vegetable structures newer than the TD, the results revealed that both samples are structurally very similar. Regarding the adsorption of pyrene by two samples in aqueous solution, it was possible to verify that it has a high efficiency, reaching 91% removal for the TD and 92% for TF, respectively. In addition, the adsorption process seems to occur in multiple layers, once among the measured adsorption isotherms, the Freundlich model was the best fit to experimental data. The adsorption kinetics was assessed by means of pseudo first and pseudo second order equations, being the second most appropriate mechanism to evaluate the process. Thermodynamic data revealed that the adsorption of pyrene by the peat samples is a spontaneous process under these experimental conditions. Finally, the results show that the removal efficiency associated with the peat samples opens perspectives for its use in removing this contaminant from aqueous solutions.

Neste trabalho, a modificação superficial do polipropileno (PP) por imersão em plasma de baixa energia foi investigada. Fazendo-se uso de uma tela ativa de aço inox revestida com carbono, a qual previne o desbaste sofrido pela mesma durante o tratamento e a contaminação da amostra com ferro, as propriedades físico-químicas superficiais do polipropileno puderam ser eficientemente moduladas pela incorporação e formação de grupos funcionais contendo nitrogênio e oxigênio induzidos pela ação do plasma. A concentração desses elementos dependeu da fonte utilizada para excitação do plasma. Novas ligações químicas como C-O, C-N e C=O/O=C-O/N-C=O além das ligações C-C da estrutura do PP foram identificadas na região próxima da superfície através de espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e espectroscopia de reflexão total atenuada na região do infravermelho (ATR-IR). A inserção de tais estruturas polares foi confirmada por uma diminuição substancial do ângulo de contato da água sobre a superfície após o tratamento por plasma. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que enquanto a utilização da fonte DC para excitação do plasma não ocasionou maiores mudanças na morfologia quando comparada com a amostra antes do tratamento, o uso da fonte pulsada para excitação do plasma conduziu consistentemente à formação de trincas na superfície. A substituição do material da gaiola catódica por grafite surpreendentemente levou a formação de um filme duplex composto por uma camada superior de carbono puro e uma camada inferior de nitreto de carbono estequiométrico (CNx). O mecanismo de deposição deste filme envolve o "sputtering" de átomos de carbono da estrutura de gaiola, os quais subseqüentemente se depositam na superfície e reagem com as espécies de nitrogênio presentes no plasma. Portanto, este é um método simples e original que permite a preparação de filmes de CNx em amostras sensíveis a ação da temperatura, como é o caso da maioria dos polímeros. As abordagens experimentais utilizadas neste trabalho mostraram um aumento significativo na dureza da superfície do polímero. Tal efeito sobre as propriedades mecânicas variou em função do método de excitação do plasma, do tempo de exposição e do material da gaiola catódica. Em particular, um efeito sinérgico foi observado para as amostras com a superfície modificada por plasma e recoberta com uma camada de nitreto de carbono. A metodologia desenvolvida neste estudo pode ser considerada uma ferramenta economicamente atrativa e ecologicamente viável para modificação da superfície de polímeros. / The use of low energy plasma immersion with active screen as a convenient approach for polypropylene (PP) surface modification is described in this work. Employing a stainless steel cathodic cage coated with carbon in order to prevent the sputtering of iron from the grid and its deposition onto the polymer sample, the physical chemical properties of PP surface could be effectively functionalized through the plasma-induced incorporation/formation of nitrogen- and oxygen-containing species. The areal densities of these elements depended on the plasma excitation source. Newly formed C-O, C-N, and C=O/O=C-O/N-C=O bonds along with C-C linkages from the PP backbone were identified at the near surface region of the specimens by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and attenuated total reflection infrared spectroscopy (ATR-IR). The insertion of such polar reactive functionalities was further confirmed by a substantial decrease in the water contact angle upon plasma treatment. Scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed that while no major changes in the morphology occur upon DC plasma treatments as compared to untreated samples, the use of pulsed plasma consistently leads to the formation of cracks at the surface. The replacement of the cathodic cage material by graphite surprisingly led to the formation of duplex films composed of a top layer of pure carbon a bottom layer of stoichiometric carbon nitride (CNx). The deposition mechanism involves the sputtering of carbon atoms from the cage structure, which subsequently deposit on the surface and react with nitrogen species present in the plasma. Therefore, this is a very simple and original method that allows for the preparation of CNx films on temperature-sensitive samples, as is the case of most polymers. All the experimental approaches undertaken in this work were found to improve remarkably the hardness of the polymer surface to an extent that depended on the plasma excitation method, exposure time and cathodic cage material. In particular, a synergic effect was observed for specimens containing a plasma-modified surface covered by a carbon nitrided layer. The herein reported approach is an attractive tool for environmental friendly, cost-effective surface engineering of novel polymeric materials.

A utilização de revestimentos duros possui inúmeras aplicações na indústria metal-mecânica devido à melhora das propriedades da superfície tais como aumento da dureza, da resistência ao desgaste e à corrosão. Uma das técnicas que vem sendo utilizada na indústria é a PVD por magnetron sputtering. O presente trabalho estuda a fabricação e caracterização de filmes finos de carbeto de vanádio (VC) de alta dureza para aplicações em ferramentas de conformação. Filmes finos de VC foram obtidos mediante a técnica de magnetron sputtering reativo de tensão contínua utilizando o CH4 como fonte de C. As mudanças estruturais dos filmes finos de VC foram estudadas pelas técnicas de difração de raios X (DRX), espectrometria de retroespalhamento Rutherford (RBS), microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia Raman. As propriedades mecânicas foram estudas mediante ensaios de nanodureza, ensaios de pino no disco e perfilometria. A proporção ótima de CH4 na mistura gasosa para obter uma fase cristalina do tipo cfc do VC é 15 % com dureza de aproximadamente 25 GPa. A temperatura de deposição melhora ainda mais essa dureza, podendo atingir valores próximos a 35 GPa a uma temperatura de deposição de 450oC. A espessura do filme se mantém constante com a temperatura e nas condições de trabalho é obtida uma taxa de deposição de 0,7 µm/h. Dois tipos de VC com estrutura de cfc podem ser obtidos. Em baixas temperaturas, o C ocupa sítios tetraédricos e em altas temperaturas ocupa sítios octaédricos. O estudo topológico da superfície mostra que uma alta rugosidade está relacionada com uma baixa dureza. Em conclusão, a melhor dureza em filmes finos de VC se obtém quando possui uma estrutura cfc com C em posições octaédricas obtida a alta temperatura e com baixa rugosidade. Os ensaios de pino no disco mostram que a espessura limite para evitar este tipo de desgaste nas condições especificadas é de 2,8 µm (4 hr de deposição). Finalmente, o conteúdo de oxigênio na câmara modifica o mecanismo de formação do VC. / The use of hard coatings has many applications in the metal-mechanic industry due to the improvement of surface properties such as high hardness and wear and corrosion resistance. One of the most important techniques for hard coating deposition is PVD for magnetron sputtering. The present work studies the fabrication and characterization of vanadium carbide (VC) thin films of high hardness for tooling applications. VC thin films were obtained by direct current reactive magnetron sputtering where CH4 was used as C source. The structural behavior of VC thin films were studied by X-ray diffraction (XRD), Rutherford backscattering spectrometry (RBS), Atomic force microscopy (AFM), Scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy. The mechanical properties were studied by nanohardness measurements, pin-on-disc tests and profilometry. The CH4 optimum proportion in the gas mixture in order to achieve a VC fcc-crystalline structure is 15 % with a hardness of approximately 25 GPa. The deposition temperature improves the hardness even more where values of 35 GPa can be obtained at 450oC. The film thickness remains constant at variable deposition temperature and the deposition rate is 0.7 µm/h. Two types of fcc-crystalline structures can be deposited. At lower temperatures, carbon atoms occupy tetrahedral interstitial sites and at higher temperatures, carbon atoms occupy octahedral interstitial sites. The topologic study shows that a high roughness diminishes the hardness. In conclusion, the best hardness in VC thin films is achieved when a fcc-crystalline structure is formed with carbon in octahedral sites at high deposition temperature and low roughness. The pin-on-disc tests show that limit thickness in order to avoid this type of wear mechanism at the setting conditions is 2.8 µm (4 hr deposition time). Finally, the oxygen content in the deposition chamber modifies the VC formation mechanism.

Submitted by marcus mattos (marcusrenato.eng@outlook.com) on 2018-10-16T03:25:40Z No. of bitstreams: 5 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO MARCUS RENATO PINHEIRO MATTOS.pdf: 2238757 bytes, checksum: 27035a42725bfc112503b363003eed59 (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 1.pdf: 333190 bytes, checksum: 67da1fa6b28cf1c6ad5739218660096b (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 2.pdf: 372044 bytes, checksum: 3807d2da0df7aa2cf4869cbf61f33067 (MD5) CARTA DE ENCAMINHAMENTO.pdf: 277982 bytes, checksum: 7802f48b40c8401fd0aa3cf78b32ab7e (MD5) / Approved for entry into archive by PPGCEM Ciência e Engenharia de Materiais (ppgcem@ufam.edu.br) on 2018-10-16T12:45:04Z (GMT) No. of bitstreams: 5 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO MARCUS RENATO PINHEIRO MATTOS.pdf: 2238757 bytes, checksum: 27035a42725bfc112503b363003eed59 (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 1.pdf: 333190 bytes, checksum: 67da1fa6b28cf1c6ad5739218660096b (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 2.pdf: 372044 bytes, checksum: 3807d2da0df7aa2cf4869cbf61f33067 (MD5) CARTA DE ENCAMINHAMENTO.pdf: 277982 bytes, checksum: 7802f48b40c8401fd0aa3cf78b32ab7e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-10-16T17:50:37Z (GMT) No. of bitstreams: 5 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO MARCUS RENATO PINHEIRO MATTOS.pdf: 2238757 bytes, checksum: 27035a42725bfc112503b363003eed59 (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 1.pdf: 333190 bytes, checksum: 67da1fa6b28cf1c6ad5739218660096b (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 2.pdf: 372044 bytes, checksum: 3807d2da0df7aa2cf4869cbf61f33067 (MD5) CARTA DE ENCAMINHAMENTO.pdf: 277982 bytes, checksum: 7802f48b40c8401fd0aa3cf78b32ab7e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T17:50:37Z (GMT). No. of bitstreams: 5 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO MARCUS RENATO PINHEIRO MATTOS.pdf: 2238757 bytes, checksum: 27035a42725bfc112503b363003eed59 (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 1.pdf: 333190 bytes, checksum: 67da1fa6b28cf1c6ad5739218660096b (MD5) ATA DE DEFESA PARTE 2.pdf: 372044 bytes, checksum: 3807d2da0df7aa2cf4869cbf61f33067 (MD5) CARTA DE ENCAMINHAMENTO.pdf: 277982 bytes, checksum: 7802f48b40c8401fd0aa3cf78b32ab7e (MD5) Previous issue date: 2018-08-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The discharge of organic pollutants in land surface and wastewater soils is harmful to human health and the aquatic environment. At this juncture, Advanced Oxidative Processes (AOP’s) are attractive options, since they have in their essence the formation of hydroxyl radicals (HO•) that act as oxidants in the elimination of contaminants. The AOP’s offer different routes, among them, it is possible to highlight the heterogeneous Photo-Fenton process when using a semiconductor in the solid state, such as iron oxide in the hematite phase (α-Fe2O3) in combination with hydrogen peroxide (H2O2) under visible light irradiation. Thus, the objective of this work was to synthesize iron oxide (Fe2O3) nanoparticles by the polymer precursors method (Pechini), varying the calcination temperature, and characterize them using the techniques of Thermogravimetry (TGA / DTG), X-Ray Fluorescence (FRX), X-Ray diffractometry (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS). As well as investigating the degradation of the Methylene Blue (MB) dye through the heterogeneous Photo-Fenton process by means of a 35W Xenon Lamp, a glass beaker containing 40 mL of the MB dye at 10 mg.L-1 , adding H2O2 around 0 to 1% of the volume of the MB solution, beside that to adding 20 mg of the samples synthesized in the system that was under constant stirring. Therefore, aliquots were taken at regular intervals for analysis on the UV-Vis spectrophotometer. Thus, by means of the XRD technique, the presence of the hematite (α - Fe2O3) phase was confirmed in the samples obtained. In addition, it was found that using 200 microliters of H2O2 in the system, higher efficiency was achieved for all samples, so that the calcined at 1000 °C degraded 91.764% of the AM dye within 1 hour. Thus, the results indicated the feasibility of the Pechini method to obtain α - Fe2O3 nanoparticles and their use in the heterogeneous Photo - Fenton process in the visible light, since this represents 46% of the solar irradiation on the terrestrial surface, which makes its application attractive for the degradation of organic contaminants in waste water. / O despejo de poluentes orgânicos tanto em solos da superfície terrestre como em águas residuais é prejudicial à saúde humana e ao meio aquático. Nessa conjuntura, os Processos Oxidativos Avançados (POA’s) são opções atrativas, pois possuem na sua essência a formação de radicais hidroxila (HO•) que atuam como oxidantes na eliminação desses contaminantes. Os POA’s oferecem diferentes rotas, dentre essas, pode-se destacar o processo Foto-Fenton heterogêneo perante o emprego de um semicondutor no estado sólido, tal como o óxido de ferro na fase hematita (α - Fe2O3) em combinação com o peróxido de hidrogênio (H2O2) sob irradiação à luz visível. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi sintetizar nanopartículas de óxido de ferro (Fe2O3) pelo método dos precursores poliméricos (Pechini), variando a temperatura de calcinação, e caracterizá-las por meio das técnicas de Termogravimetria (TGA/DTG), Fluorescência de Raios X (FRX), Difratometria de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia de Reflectância Difusa (ERD). Assim como, investigar a degradação do corante Azul de Metileno (AM) através do processo Foto-Fenton heterogêneo por intermédio de uma lâmpada de Xenon 35W, e um béquer de vidro contendo o corante AM a 10 mg.L -1 , adicionando H2O2 em torno de 0 a 1% dentre o volume da solução de AM, além de acrescentar 20 mg das amostras sintetizadas no sistema que se encontrava sob agitação constante. Por conseguinte, foram retiradas alíquotas em intervalos regulares para a realização de análises por meio da técnica espectrofotômetria UV-Vis. Assim, por meio da técnica de DRX foi confirmada a presença da fase hematita (α - Fe2O3) nas amostras obtidas. Além disso, foi constatado que utilizando 200 microlitros de H2O2 no sistema, alcançou-se uma maior eficiência para todas as amostras, de forma que aquela calcinada a 1000 ºC degradou 91,764% do corante AM no período de 1 hora. Dessa maneira, os resultados indicaram a viabilidade do método de Pechini para a obtenção de nanopartículas de α - Fe2O3 e o seu emprego no processo FotoFenton heterogêneo a luz visível, visto que essa representa 46% da irradiação solar na superfície terrestre, o que torna atrativo a sua aplicação para a degradação de contaminantes orgânicos em águas residuais.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-15T17:35:43Z No. of bitstreams: 1 IGOR PINHEIRO DE BRITO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2015.pdf: 1768632 bytes, checksum: 11cd82aad3da13be877e15e53ad3eae1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T17:35:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IGOR PINHEIRO DE BRITO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2015.pdf: 1768632 bytes, checksum: 11cd82aad3da13be877e15e53ad3eae1 (MD5) Previous issue date: 2015-08-31 / Capes / Nos últimos anos, novos depósitos de argilas foram descobertos no Estado da Paraíba, a caracterização destes depósitos é de fundamental importância para estabelecer o melhor uso industrial dos mesmos. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar argilas provenientes de jazidas do município de Cubati-PB, visando estabelecer seus usos adequados como matérias-primas cerâmicas. Para tanto, as matérias-primas foram submetidas às seguintes técnicas de caracterizações: física, química, mineralógica e térmica. Posteriormente, foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial a 19 MPa, estes foram secos em estufa a 110°C, e submetidos a queima nas temperaturas de 750°C, 850°C, 950°C e 1150°C. Em seguida determinadas as propriedades físico-mecânicas: retração linear de queima (RLq), absorção de água (AA), densidade aparente (DAp), porosidade aparente (PA) e módulo de ruptura à flexão (MRF). As argilas A, B e C são adequadas para uso em cerâmica branca e a argila D para cerâmica vermelha. E todas as argilas contém composição mineralógica adequada para uso em cerâmica vermelha. / In recent years, new clays deposits have been discovered in the state of Paraiba, the characterization of these deposits is of fundamental importance to establish the best industrial usage. In this context, the aim of this study was characterized clays in the municipality of Cubati-PB, to establish their appropriate uses as ceramic raw materials. Therefore, the raw materials were subjected to the following characterization techniques: physical, chemical, mineralogical and thermal. Later, specimens were prepared by uniaxial pressing at 19 MPa, before dry at 110°C, and submitted to firing at temperatures of 750°C, 850°C, 950°C and 1150°C. It were determined the physical and mechanical properties: linear firing shrinkage (LFS), water absorption (WA), apparent density (DAp), apparent porosity (PA) and flexural modulus of rupture (MRF). The clays A, B and C are suitable for use in white ceramic and D to red ceramic. And all the clays contain adequate mineralogical composition for use in red ceramic.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-28T22:23:24Z No. of bitstreams: 1 Leticia Seixas Prata da FONSECA.pdf: 1243293 bytes, checksum: 891b96b492cd9c5893bfc592ad82f05e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-28T22:23:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leticia Seixas Prata da FONSECA.pdf: 1243293 bytes, checksum: 891b96b492cd9c5893bfc592ad82f05e (MD5) Previous issue date: 2015-02-06 / Após alerta sanitário emitido pela Agencia Francesa de Segurança Sanitária de Produtos de Saúde (AFFSAPS) de não conformidades no silicone utilizado para fabricação de próteses mamárias da empresa Poly Implant Prothese (PIP), a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) publicou regulamentação estabelecendo a necessidade de certificação no âmbito do Sistema Brasileiro de Avaliação da Conformidade (SBAC) segundo parâmetros de Portaria do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (INMETRO) para avaliação de conformidade para Implantes Mamários. Dentre outros requisitos foi estabelecida a obrigatoriedade de observação das condições descritas na referida portaria. Neste trabalho foram avaliadas amostras de próteses mamárias de silicone de um mesmo fabricante, com as mesmas especificações, variando apenas o número dos lotes. Observaram-se as características macroscópicas das amostras como variáveis para a realização de ensaios normatizados. Foram comparadas características das amostras como rugosidade, cor, consistência, deformação, aderência ao elastômero, adesividade do gel e comportamento mecânico das membranas quando submetidas ao ensaio de tração. Embora tenham sido avaliadas próteses com as mesmas especificações de fabrica, foram observadas diferenças nas características macroscópicas das amostras e na resistência à tração. Quando avaliados em conjunto, os dados demonstram discrepâncias nas características das amostras e inconformidades com as normas estabelecidas. / After health alert issued by the French Agency for Sanitary Safety of Health Products (AFFSAPS) of non-compliance in the silicone used for the manufacture of breast implants the company Poly Implant Prothese (PIP), the Brazilian Health Surveillance Agency (ANVISA) has published regulations establishing certification requirement under the Brazilian System of Conformity Assessment (SBAC) within the parameters of Ordinance of the National Institute of Metrology, Quality and Technology (Inmetro) for conformity assessment to Breast Implants. Among other requirements the obligation to observe the conditions described in the said ordinance was established. In this work we were evaluated samples of silicone breast implants from the same manufacturer with the same specifications, varying only the number of lots. Were observed in the macroscopic characteristics of the samples as variable for performing standardized tests. Sample characteristics were compared as roughness, color, consistency, deformation, adhesion to the elastomer, gel adhesive and mechanical behavior of the membrane when subjected to tensile test. Although dentures have been evaluated with the same specifications of manufactures, differences were observed in macroscopic characteristics of the samples and tensile strength. When evaluated together, the data show differences in the characteristics of samples and noncompliance with established standards.

A utilização cada vez mais severa de ferramentas de corte pela indústria metal-mecânica e a exigência de aumentar a vida útil dessas frente a atrito, desgaste e corrosão em altas temperaturas, fez com que técnicas de tratamentos de superfície ganhassem um papel preponderante, com destaque para os revestimentos protetores. Um dos tratamentos utilizados mais modernos é o duplex, que consiste em nitretação a plasma seguido de deposição de um revestimento duro, como o TiN. Nesse tipo de estrutura, verifica-se um aumento significativo da adesão do revestimento ao substrato de aço. Uma das hipóteses sobre a causa deste efeito é a migração de nitrogênio através das interfaces das estruturas formadas, aumentando a adesão pelo relaxamento das tensões de interface, as quais são originadas em mudanças abruptas da composição, defeitos de rede cristalina e ligações incompletas. Para a avaliação dessa hipótese foram construídas estruturas do tipo TiN/aço nitretado a plasma e TiN/Ti/aço nitretado a plasma. Para investigar a mobilidade das espécies envolvidas, foi utilizado um traçador isotópico para o nitrogênio (15N) e técnicas de perfilometria de alta resolução e análise de superfícies e interfaces. Nos resultados obtidos constatou-se migração de nitrogênio através das interfaces TiN/aço nitretado, TiN/Ti e Ti/aço nitretado, bem como migração de Ti para o aço utilizado. Outras espécies químicas existentes na região nitretada do aço, tais como Fe, Cr e Si, migraram para a superfície do filme de TiN. A presença de uma camada intermediária de Ti entre o revestimento protetor de TiN e o aço nitretado parece ser uma contribuição adicional para o aumento da adesão porque aumenta a migração de átomos através das interfaces, sem aumentar as tensões de interface. Isto é comprovado pelo fato de, durante o processo de deposição, todo Ti da camada intermediária (nanoscópica) ter sido convertido em compostos de nitretos e oxinitretos. / The use of cutting tools in progressively more severe conditions in the metal-mechanics industry and the requirement to increase tool life against friction, wear and high temperature corrosion made of surface treatments an important protection method. One of the most modern treatments is the so-called duplex, that consists of plasma nitriding and deposition of hard coatings, as TiN. In duplex coatings, the adhesion is increased, probably due to the diffusion of nitrogen through the interface of these structures, most probably by decreasing interface stresses originated in abrupt composition changes in this region. To investigate this hypothesis, structures like TiN/Ti/nitrided steel and TiN/nitrided were produced. Samples of high speed steel M2 were plasma nitrided and thin films were deposited by magnetron sputtering. An isotopic tracer (15N) was used to observe eventual nitrogen migration. The results revealed effectively nitrogen migration through the TiN/nitrided steel and TiN/Ti/nitrided steel interfaces, as well as migration of Ti to steel. Other chemical species existing in the nitrided region of the steel, such as, Fe, Cr, Si, migrated to the surface of the films. The presence of an intermediate layer of Ti between the protective coating of TiN and the nitrided steel seems to be an additional contribution to adhesion, because it increases the migration of atoms through the interface, without increasing the interface stress. This is proven by the fact that during the deposition process, all the intermediate layer of Ti has been converted into nitride and oxynitrides.

Com o intuito de identificar dentre os métodos de dispersão mecânica e por sonificação, qual apresentaria melhor desempenho na promoção do desemaranhamento e dispersão de nanotubos de carbono em resina epóxi, nesse trabalho foram elaborados compósitos nanotubos/epóxi. Os nanocompósitos obtidos foram submetidos a avaliações de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, além de investigações na cinética de cura a partir de dados de calorimetria diferencial exploratória. Os resultados encontrados indicam que o nível de dispersão das amostras do processo de dispersão mecânica foi melhor quando comparado com as amostras sonificadas. Isso devido principalmente a interferência dos nanotubos dispersos na formação de ligações cruzadas. O que levou ao aumento dos valores de energia de ativação da reação de cura nas amostras de dispersão mecânica em relação a resina pura, enquanto nas amostras sonificadas houve uma queda nesses valores, indicando um estado mais aglomerado dos nanotubos. / In this study nanotubes/epoxy composites were produced in order to evaluate which of the two studied techniques would result in a better degree of dispersion and unentanglement of carbon nanotubes in epoxy resin. The analized techniques were mechanical dispersion with a DRAIS mixer and sonication. The nanocomposites obtained were evaluated by scanning and transmission electron microscopy. Also the activation energys of the systems were calculated from differential scanning calorimetry data. The results obtained indicates that the degree of dispersion for the mechanical processing method seems better than that of sonication. It could be due to the interference of nanotubes on the crosslink network formation, which resulted on the increase of cure reaction activation energy for the mechanically dispersed samples. However, the sonicated samples activation energy decreased indicating a less dispersed and more agglomerated state.

Neste trabalho foram preparadas membranas de poliamida 66 (PA 66) pelo método de inversão de fases (IF) e caracterizadas com o objetivo de verificar sua possível aplicação em processos de separação. As membranas de PA 66 foram preparadas utilizando dois solventes diferentes, ácido fórmico (AF) e ácido clorídrico (HCl) e água como não-solvente. As membranas preparadas na forma de filmes (não suportadas) foram caracterizadas por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e calorimetria exploratória diferencial (DSC), onde os resultados mostraram que a estrutura química e o comportamento térmico da PA 66 não foram alterados como o uso de ácidos como solventes. Os filmes apresentaram estrutura assimétrica, com formação de camada densa na parte superior seguida de subestrutura de poros esféricos observada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A espessura de camada densa variou de 10 à 25 μm, para o filme preparado em AF e HCl, respectivamente. O aumento da espessura da camada densa, ou seja, a redução de espaços vazios influenciou diretamente os resultados de percentual de água absorvida e porosidade total. A porosidade foi de 15 contra 50% para os filmes preparados em AF e HCl, respectivamente. O fluxo de vapor de água foi menor para os filmes com maior espessura de camada densa, devido ao aumento da resistência ao transporte de massa. Com o objetivo de aumentar a resistência mecânica dos filmes de poliamida, foram preparadas membranas suportadas em tecido de poliéster para posterior aplicação em processos de separação que utilizam altas pressões. As membranas suportadas foram caracterizadas pelas técnicas de BET para determinação de tamanho médio de poros, ensaios de osmose inversa (OI) e ultrafiltração (UF). Ambas as membranas preparadas em AF e HCl apresentaram valores de tamanho de poro muito próximos quando analisado por BET. O ensaio de compactação com água pura realizado a 40 bar de pressão revelou que as membranas preparadas em AF sofrem maior compactação na sua estrutura apresentando fluxo de permeado em torno de 22 Lm-2h-1 enquanto a membrana preparada em HCl apresentou fluxo de 312 Lm-2h-1. No ensaio de OI, a rejeição máxima ao cloreto de sódio foi de 7% e 4% para a membrana AF-3 e HCl-3, respectivamente. Nos ensaios de ultrafiltração (UF), realizados a 15 bar, ambas as membranas apresentaram valores de rejeição próximos a 70% para albumina de ovo e 80% para albumina bovina. Com esse resultado, podemos concluir que ambas as membranas apresentaram características de tamanho de poro e rejeição para aplicações em processos de UF. / In the present study, polyamide 66 (PA 66) membranes were prepared by phase inversion (PI) and characterized in order to verify their potential application in separation processes. PA 66 membranes were prepared using two different solvents, formic acid (FA) and chloridric acid (HCl), and water as a non-solvent. Membranes prepared in film form (not supported) were characterized by Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and differential scanning calorimetry (DSC) and the results showed that the chemical structure and thermal behavior of the PA 66 were not altered by the use of acids as solvents. The films revealed an asymmetric structure with a dense top layer and a porous sublayer featuring spherical pores observed by scanning electron microscopy (SEM). The thickness of the dense layer varied from 10 to 25 μm in films prepared with FA and HCl, respectively. The increase in thickness of the dense layer, i.e., the reduction of empty spaces, directly influenced the results regarding water absorption percentage and total porosity. The porosity found was 15% and 50% for films prepared with FA and HCl, respectively. Water vapor flux was lower in films with a thicker dense layer as a result of a greater resistance to mass transfer. In order to increase mechanical resistance in polyamide films, supported membranes with polyester fabric were prepared for latter application in separation processes through high pressure. Supported membranes were characterized by BET techniques for the determination of pore size, reverse osmosis and ultrafiltration assays. Both membranes prepared with FA and HCl showed very similar pore sizes when analyzed by/with BET. A compression assay with pure water performed at a pressure of 40 bar revealed that membranes prepared with FA undergo greater compaction of its structure and had a permeate flux value of approximately 22 Lm-2h-1 whereas the membrane prepared with HCl had a permeate flux value of 312 Lm-2h-1. On reverse osmosis assays, the maximum rejection to sodium chloride was 7% and 4% for FA-3 and HCl-3 membranes, respectively. On ultrafiltration assays, performed at 15 bar, both membranes had rejection values close to 70% for egg albumin and 80% for bovine albumin. Based on this result, it is possible to conclude that both membranes revealed pore size and rejection characteristics for application in ultrafiltration processes.

Neste trabalho investigou-se o revestimento protetor nitreto de titânio com a incorporação de dissulfeto de molibdênio como lubrificante sólido, visando aplicação em peças e ferramentas de corte na indústria metal-mecânica. Este revestimento foi obtido na forma de filme fino pela técnica de magnetron sputtering reativo modificando a quantidade de MoS2 de 2,9 a 40,3 % . As propriedades estruturais, físico-químicas, morfológicas, mecânicas e elementares foram analisadas observando a variação na quantidade de dissulfeto de molibdênio nos filmes finos. Estas propriedades foram analisadas por diferentes métodos, tais como espectrometria de retroespalhamento Rutherford, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios X, difração de raios X de ângulo rasante, nanoindentação e microscopia eletrônica de transmissão. O MET revela que o composto MoS2 está estruturado na forma de partículas formadas durante a deposição na matriz de TiN. As análises de XPS revelam apenas ligações químicas de Ti-N, Mo-S e não o composto Ti-S pôde ser detectado. Na análise de DRX pode ser observado que em quantidades de MoS2 superiores a 40% sugere um stress compressivo e trativo entre os grãos de MoS2 e TiN causando um deslocamento dos picos para ambas as estruturas. Com o desgaste mecânico não se observou nenhuma modificação nos resultados de XPS e DRX. As propriedades mecânicas tiveram melhores resultados para amostras que contém o percentual de MoS2 abaixo de 12%. / In this study we investigated the protective coating of titanium nitride using incorporation of molybdenum disulfide as a solid lubricant, seeking application in parts and cutting tools in the metal working industry. This coating was obtained in the form of thin film by dc magnetron reactive sputtering technique. The structural, physicochemical, morphological, mechanical and quantitative elemental analysis were observing the different amounts of molybdenum disulfide in thin films (2,9 to 40,3%). These properties were analyzed using different methods such as Rutherford backscattering spectrometry, photoelectron spectroscopy induced by X-rays, X-ray diffraction, nanoindentation and transmission electron microscopy. TEM reveals a MoS2 compound structured as clusters formed during depositions into TiN matrix; XPS analysis show just Ti-N and Mo-s chemical bindings and no Ti-S compound could be detected; XRD analysis can be observed that amounts of MoS2 over 40% suggests a compressive stress and tractive between the grains of TiN and MoS2 causing a shift of the peaks for both structures. With the mechanical stress that there was no change in the results of XPS and XRD. The mechanical properties showed best results for samples containing a value of MoS2 below 12%.