Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:11:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336193.pdf: 26461022 bytes, checksum: 6d09c37c8dcea4a3582915e8a1119732 (MD5) Previous issue date: 2015 / Esta tese descreve o desenvolvimento de duas rotas sintéticas rápidas e eficazes para produção de nanoestruturas de ouro: nanopartículas de ouro estabilizadas com a hesperetina (Ht), um flavonoide de cítricos, conhecido por seus efeitos anti-inflamatório, anti-hipertensivo e antiaterogênico; e um compósito de nanopartículas de óxido de ferro@ouro (?-Fe2O3@Au). As nanoestruturas foram facilmente preparadas sob condições brandas, seguindo os princípios de química verde. Na primeira parte da tese, apresenta-se o desenvolvimento do método de síntese das nanopartículas de ouro com Ht (HtAuNP), realizada à temperatura ambiente e em uma única etapa. As HtAuNP foram então caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM), Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), Espectrometria de Emissão de Fotoelétrons Excitados por Raios-X (XPS), Difração de Raios-X e Espectrofotometria UV-Vis. Além disso, realizou-se um estudo, usando a Teoria do Funcional de Densidade (DFT) para avaliação da interação Au3+:Ht. Assim, observou-se que a redução do ácido cloroáurico em condições alcalinas, e na presença de Ht, gerou suspensões concentradas (4-7 mmolL-1) e uniformes de HtAuNP de forma esférica, medindo aproximadamente 15 nm e com distribuição estreita de tamanho (<15%). As HtAuNP, armazenadas entre 2-8?C, mostraram-se estáveis pelo período de 12 meses, sem alteração de forma. Os cálculos teóricos sugeriram uma reação inicial de complexação entre a Ht e o ouro, com a posterior transferência de elétrons da Ht ao ouro, resultando na redução dos íons Au3+ para Au0. Na segunda parte da tese, o conhecimento da reação de redução do HAuCl4 pela Ht permitiu o desenvolvimento do compósito ?-Fe2O3@Au com comportamentos magnéticos e plasmônicos. Primeiramente, utilizou-se o método de co-precipitação de cloretos de ferro (II) e (III), para síntese de nanopartículas de óxido de ferro (?-Fe2O3) com medida aproximada de 9 nm. Na presença de HAuCl4, as nanopartículas sintetizadas foram então dispersas por irradiação ultrassônica para adsorção dos íons de AuCI4- em sua superfície. Posteriormente, o ouro foi reduzido em ambiente alcalino, acrescido de Ht e com adição lenta do modificador de pH. O compósito ?-Fe2O3@Au foi caracterizado usando os mesmos métodos utilizados para as HtAuNP. O ?-Fe2O3@Au apresentou uma banda SPR forte em torno de 580 nm, e sua morfologia foi consistente com uma mistura de nanopartículas de óxido de ferro decoradas com nanopartículas de ouro, juntamente com estruturas do tipo core-shell, formando agregados discretos com tamanho aproximado de 55 nm. Essas nanopartículas têm potencial de utilização em uma ampla gama de aplicações que demandem ambas as propriedades, magnética e óptica.<br> / Abstract : This dissertation reports two synthesis procedures with a reduced use of toxic chemicals and solvents for gold nanoparticles and a composite of ?-Fe2O3@Au nanoparticles, according to the principles of green chemistry, methods that are highly sought after nanoparticles production, particularly for use in biomedical/biotechnological applications. In the first part, a fast single-pot method at room temperature to synthesize AuNP, using hesperetin (Ht), a flavonoid from citrus fruits known for its anti-inflammatory, antihypertensive and antiatherogenic effects is reported. Experimentally, the HtAuNP and ?- Fe2O3@Au were characterized using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), dynamic light scattering (DLS), X-ray photoelectron spectrometry (XPS) and UV-Vis spectrophotometry. Also, a theoretical study to assess the interaction of hesperetin with Au3+ ions was also performed by quantum chemical calculation using density functional theory (DFT). The reduction of chloroauric acid in alkaline conditions in presence of hesperetin yielded concentrated suspensions of uniform 15 nm spherical HtAuNP with a narrow size distribution (<15%) that remain stable for at least a year at 2-8 ºC, without changing their shape over time. Our theoretical calculations suggest the electron transfer from hesperetin to gold as a consequence of complexation, reducing Au3+ ions to Au0. In the second part, iron oxide-gold nanoparticles displaying both magnetic and plasmonic behaviors were synthetized. Here, iron oxide nanoparticles (NPs) prepared by coprecipitation of Fe(II) and Fe(III) chlorides. These bare nanoparticles ~ 9 nm were then dispersed in the presence of HAuCl4 using ultrasonic irradiation to adsorb AuCl4 - ions on their surface. Gold was subsequently reduced in an alkaline environment by adding the flavonoid hesperetin with the further drop-addition of pH modifier within a frame time of 10 minutes. ?-Fe2O3@Au composite synthesized under the aforementioned conditions suggests morphology consistent with bare magnetite decorated with gold nanoparticles along with core shell magnetite-gold particles, forming discrete aggregates (55 nm by DLS), displaying a strong SPR band around 580 nm. As prepared these nanoparticles could be used for a wide range of applications taking advantage of both magnetic and optical properties.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-23T04:01:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337498.pdf: 5375805 bytes, checksum: e00c439f8a8e5804a9e07421644a3917 (MD5) Previous issue date: 2015 / Filmes finos de carbono amorfo, chamados Diamond?like carbon (DLC), tem atraído a atenção da comunidade industrial e científica graças as suas excepcionais propriedades mecânicas e tribológicas. Recentemente no Laboratório de Materiais (LabMat) da UFSC, foi desenvolvido um processamento via PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) para substratos de aço carbono. O processo consiste da nitretação e posterior deposição de um filme de DLC hidrogenado do tipo a?C:H, patenteado com o nome de CH?®. Neste contexto, o entendimento da influência de materiais alternativos de substrato com potencial aplicação industrial nas propriedades dos filmes, durante e após o processamento PECVD, é essencial. Dentre estes materiais, destacam se os ferros fundidos cinzentos (FC) e ferros fundidos nodulares (FN) pela sua ampla gama de aplicações industriais, além da alta resistência mecânica à fadiga e ao desgaste em sua faixa de custo. Todavia, um fator crítico para a utilização destes materiais como substratos para aplicação de revestimentos é a presença de descontinuidades na camada metálica superficial na forma de grafitas lamelares no caso do FC e esféricas no caso do FN. No presente estudo, foram investigadas as propriedades das camadas nitretadas e de DLC do processo CH?® aplicado ao FC e ao FN, com foco na influência dos diferentes tipos de grafitas na topografia após o processo e no desempenho tribológico dos filmes de DLC. Amostras de ambos os materiais com a superfície polida foram tratadas com o processo CH?®, o qual gera alterações de grande magnitude em ambos os materiais, aumentando a rugosidade inicial média (Sq) em três vezes para o FN e em cinco vezes para o FC. Além disso, o processo causa o surgimento de elevações de até 20 µm sobre as grafitas lamelares do FC. Foi demonstrada a propriedade de bloqueio à difusão causada pelas lamelas de grafitas dependendo da sua orientação em relação à superfície através de análises de DRX, EDS em linha, MEV e perfis de microdureza. Desta forma, é possível afirmar que as grafitas com orientação inclinada em relação a superfície de tratamento são as mais críticas para o surgimento das elevações em FC. Para o FN, o efeito dos nódulos de grafita na superfície se refletiu em diferentes profundidades das depressões na topografia associadas às mesmas, onde ocorreu um aumento significativo destas profundidades após a nitretação provavelmente associado ao processo de sputtering, e uma subsequente redução da profundidade das depressões devido a um efeito de preenchimento pelo filme de DLC. Adicionalmente, foram realizados ensaios tribológicos de durabilidade a seco em atmosfera ambiente, onde ambos os materiais revestidos são submetidos à condições cada vez mais severas até a falha do filme. Ambos materiais obtiveram valores de durabilidade (Força Normal x Distância de deslizamento) semelhantes. Todavia, os ensaios com FC apresentaram um coeficiente de atrito (COF) de 0,06 no regime de lubricidade, muito inferior ao COF nos ensaios com FN (COF = 0,14). Através de ensaios de durabilidade interrompidos no regime de lubricidade, foi possível associar as diferenças no COF à formação de tribocamadas com fácil cisalhamento nas regiões efetivas de contato para o FC através de análises de MEV, EDS, espectroscopia Raman e interferometria óptica de luz branca. Estas tribocamadas provém de reações com a atmosfera à medida que os debris são formados a partir da pista e da esfera, cominuídos e se acumulam nas elevações presentes na topografia do material. Debris semelhantes foram encontrados para o FN, porém estes não se localizam na região efetiva de contato, se acumulando nas depressões presentes no material e evitando a formação das tribocamadas associadas ao baixo atrito. Finalmente, devido ao mecanismo de desgaste com desplacamentos associados às elevações na topografia, o filme de DLC em FC apresentou um volume desgastado três vezes superior ao em FN no ensaio interrompido analisado.<br> / Abstract : Amorphous carbon thin films, called Diamond-like carbon (DLC), attracted the attention from the industrial and scientific communities due its outstanding tribological and mechanical properties. Recently, in the Materials Laboratory (LabMat) from UFSC, a PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) process was developed using plain carbon steel as substrate. The process consists of plasma nitriding followed by a coating with DLC with hydrogen (a-C:H), with a patent under the name CH?®. In this context, the understanding of the influence that suitable alternative substrate materials have in the film properties, during and after the PECVD process, is essential. Among these materials, gray cast irons (FC) and nodular cast irons (FN) stand out due their vast industrial uses, consequence of its relative high mechanical strength associated with low cost. However, a critical issue regarding the usage of such materials with coatings is the presence of discontinuities on the metallic surface in the form of graphite flakes for FC and spheroidal graphite for FN. Therefore, the properties of nitrided and DLC layers produced using the CH?® process applied in FN and FC substrates were investigated, focusing on the influence of different graphite morphology in the topography after the process and in the tribological behavior of DLC films. Samples of both materials with polished surfaces were treated using CH?® process, which causes significant changes in the resulting topography, increasing the average roughness deviation (Sq) by threefold for FN and by fivefold for FC. Additionally, elevations as high as 20 µm were found on the topography of FC over graphite flakes after nitriding. These elevations could be related to the fact that graphite flakes act as a diffusion barrier for nitrogen depending on their orientation relative to the surface, shown via DRX, EDS linescans, SEM imaging and microhardness profiles. It was possible to show that graphite flakes askew to the surface being treated represent the most critical points favoring the formation of elevations in FC. For FN, graphite nodules effect was mainly related to the depth of depressions, where a significant increase was found after nitriding possibly related to sputtering processes, after coating with DLC a decrease of these depths was observed due a filling effect related to DLC growth mechanisms. Additionally, tribological durability tests under dry conditions in humid air were conducted, where both coated materials were submitted to ever growing demanding conditions until the failure of films. Both materials provided similar durability values (Normal Load vs Sliding Distance), however, FC tests presented a friction coefficient (COF) of 0.06 during the lubricity regime, much lower values than FN (COF = 0.14). By stopping a test in the lubricity regime for both materials it was possible to link these differences in the COF to the formation of slippery tribolayers in the actual contact regions for FC, shown via SEM, EDS, Raman spectroscopy and white light interferometry. These tribolayers form from reactions with the atmosphere as debris are generated from wear of the test track and the sphere, grinded and accumulated in the elevations present on the topography of FC. Similar debris were found in FN, but these were rather into depressions than participating in the contact, prohibiting the formation of tribolayers related to low friction. Finally, DLC films on FC substrate presented a threefold increase on the wear volume compared to FN, in the same conditions of the interrupted durability test.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:34:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 311887.pdf: 4652023 bytes, checksum: ef89bf373e0d20ec2ddd141dab2f286f (MD5) / O presente trabalho se propõe a pesquisar um determinado comportamento atípico observado na usinagem do ferro fundido cinzento FC 250, qual seja: a diminuição do desgaste da ferramenta com o aumento da velocidade de corte, quando submetido à usinagem em altas velocidades com ferramentas de nitreto de silício (Si3N4). Os experimentos, de usinagem por processo de torneamento externo longitudinal, de curta e longa duração, em corpos de prova produzidos em ferro fundido cinzento FC 250 em condições de fabricação comercial, foram realizados em um torno CNC com potência nominal de 75 kW, barramento inclinado e muito robusto. Os experimentos foram desenvolvidos com diferentes velocidades de corte situadas entre 400 e 1400 m.min-1, com o objetivo de determinar o comportamento do desgaste da ferramenta para crescentes velocidades de corte. A análise dos resultados, especialmente no que tange ao desgaste das ferramentas, foi realizada com microscopia óptica e eletrônica, procurando, desta forma, caracterizar os tipos e mecanismos responsáveis pelo desgaste das ferramentas. A textura e integridade da superfície dos corpos de prova foram analisadas em função da rugosidade da superfície, microdureza e também a microestrutura da camada adjacente à superfície usinada. A análise dos resultados comprovou o comportamento atípico, ou seja, mostrou que o desgaste da ferramenta diminuiu no intervalo de 400 m.min-1 a 700 m.min-1 e no intervalo de 700 m.min-1 a 1400 m.min-1 o desgaste é constante. No que se refere à rugosidade na superfície usinada, constatou-se uma diminuição desta para crescentes velocidades de corte. Quanto à integridade da superfície, não foram identificadas alterações significativas na camada adjacente à superfície usinada, isto em termos de deformações plásticas, alterações microestruturais e microdureza. Esses resultados, que serão detalhadamente discutidos ao longo do trabalho, são relevantes para aplicações industriais, pesquisas no campo dos materiais, ferramentas de usinagem e usinabilidade dos materiais das peças. Por fim, pode-se destacar que os objetivos traçados para a presente pesquisa foram alcançados com sucesso. / This work proposes to investigate a particular atypical behavior observed in the machining of FC 250 gray cast iron, where the tool wear decreased with increasing cutting speed, when subjected to machining at high cutting speeds with tools based on Si3N4. The short and long term experiments for machining external longitudinal turning process in specimens produced in FC 250 gray cast iron in commercial manufacturing conditions were performed on a very robust 75 kW CNC lathe, with inclined bed. The experiments were conducted with different cutting speeds, lying between 400 and 1400 m/min, in order to determine the behavior of the tool wear for increased cutting speeds. The analysis of the results, especially regarding the tool wear, was carried out with optical and electron microscopy, thereby attempting to characterize the types and mechanisms responsible for the tool wear. The texture and surface integrity analyses of the samples were performed in terms of surface roughness, hardness and analysis of the microstructure of the layer adjacent to the machined surface. The results demonstrated the atypical behavior, i.e., the tool wear reduced in the 400-700 m/min range, and in the 700-1400 m/min range the wear is constant. With respect to the machined surface roughness, it decreased with increasing cutting speeds. Regarding the integrity of the surface, significant changes in the layer adjacent to the machined surface were not identified, i.e. in terms of plastic deformation, microstructural changes and microhardness. These results, which will be discussed in detail throughout this text, are relevant for both industrial applications and for research on the field of tool materials for machining, and also for machinability of materials. Finally it can be stated that the objectives for this study were successfully achieved.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T21:06:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312419.pdf: 10351791 bytes, checksum: 3e6a03855c382f231f89f4f46328a204 (MD5) / Óxidos de ferro recuperados a partir da drenagem ácida de mina (DAM) representam potencial matéria-prima de baixo custo para substituir reagentes de pureza analítica na produção de ferridrita, goetita ou magnetita. Além disso, as propriedades de óxidos de ferro indicam que estes sólidos podem ser explorados como adsorventes e/ou catalisadores para remover compostos orgânicos de soluções aquosas. O principal objetivo deste estudo é produzir óxidos de ferro a partir da drenagem ácida de mina de carvão, com pureza relativamente elevada e, determinar a capacidade adsortiva e atividade (foto) catalítica destes sólidos no tratamento de compostos orgânicos em solução aquosa (corantes e fluido de usinagem). Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que é possível recuperar os óxidos de ferro (LL) na forma de goetita ou hematita, utilizando o método de precipitação sequencial, seguido de tratamento térmico. Também foram produzidos óxidos mistos de ferro/manganês (FeMn), utilizando a DAM como fonte de ferro, pela incorporação de sulfato de manganês em diferentes proporções, seguidos de tratamento térmico. Os óxidos mistos foram avaliados em relação a atividade catalítica em decompor H2O2. Os sólidos foram caracterizados por MEV/EDS, área superficial BET, pHpcz, potencial zeta, DRX, XPS, TGA e distribuição do tamanho de partículas. As análises de caracterização mostraram que as condições do tratamento térmico influenciam nas características dos óxidos formados (LL e FeMn). Nos LL, o aumento da temperatura aumenta a cristalinidade e o valor do pHpcz, mas diminui a área superficial. As áreas superficiais dos óxidos mistos FeMn são menores do que dos LL, e o pHpcz dos óxidos mistos é aproximadamente 7. Em todos os sólidos (LL e FeMn) o aumento da temperatura de tratamento de 100 para 300ºC confere transformação da goetita em hematita e em temperaturas superiores a 600ºC liberação de sulfatos identificados pelas análises de TGA/DTA e DRX. Os resultados da cinética de decomposição do H2O2, na presença dos óxidos de ferro, apresentaram constante de velocidade global da reação de 5,5 (± 2,0) x 10-8 s-1L.mg-1, independente da temperatura de calcinação. O óxido misto de ferro/manganês apresentou constante de velocidade de segunda ordem para decompor H2O2, 6,24x10-6 s-1L.mg-1, superior aos óxidos de ferro e, dependente da relação molar Fe:Mn e da temperatura de calcinação. Os óxidos de ferro adsorvem o corante têxtil Vermelho Procion H-E7B de acordo com o modelo de Langmuir e a quantidade máxima adsorvida de corante diminuiu à medida que a temperatura do tratamento térmico aumenta. O estudo da atividade catalítica do LL calcinado a 300ºC (LL300) na degradação do corante na presença de peróxido de hidrogênio, mostrou que há competição de sítios ativos entre o corante e o H2O2 e que esse efeito depende da concentração de ambos. Os resultados da atividade fotocatalítica dos LL na remoção do corante demonstram que há destruição do grupo cromóforo, mas não ocorre mineralizacão completa e, que a atividade fotocatalítica dos LL é superior a do TiO2 P25 em relação à mineralizacão do corante Vermelho Procion H-E7B. Os resultados de equilíbrio de adsorção do efluente de fluido de usinagem sobre o LL300 na forma de pó, mostraram elevada capacidade de remoção deste composto (1136 mgO2.g-1, expresso em unidades de DQO), ajustando-se ao modelo de Langmuir. Os estudos de adsorção do óxido de ferro calcinado a 300ºC na forma de pellets em leito fixo indicaram elevada resistência a transferência de massa dos pellets. Estes resultados sugerem que a drenagem ácida de mina pode ser utilizada como uma fonte de material para a produção de adsorventes e/ou catalisadores de óxidos de ferro, com qualidade comparável aos produzidos utilizando reagentes de grau analítico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314862.pdf: 1883403 bytes, checksum: e550a5229505b7f7886cd23b504f7769 (MD5) / O ferro é o metal de transição mais abundante da crosta terrestre e o quarto de todos os elementos. O ferro é encontrado em uma gama de minerais, destacando-se: a hematita (Fe2O3), a magnetita (Fe3O4), a limonita (FeO(OH)), a siderita (FeCO3), a pirita (FeS2) e a ilmenita (FeTiO3). O ferro é também um nutriente essencial para a vida e atua principalmente na síntese das células vermelhas do sangue e no transporte do oxigênio para todas as células do corpo. A carência de ferro é denominada anemia ferropriva ou anemia por carência de ferro. É uma deficiência nutricional grave que afeta grande parcela da população mundial. Para o tratamento da anemia pode ser utilizado o sulfato ferroso heptahidratado. O sulfato ferroso pode ser encontrado na natureza nas formas sempre hidratadas. Em escala comercial, o sulfato ferroso pode ser obtido juntamente com o processo de produção do dióxido de titânio (TiO2) que é utilizado principalmente como pigmento branco, onde a rocha ilmenita é atacada com o ácido sulfúrico ocorrendo a formação do sulfato ferroso. Esta pesquisa objetivou a obtenção do sulfato ferroso a partir do resíduo produzido pela mineração de ferro explorado pela empresa Samarco Mineração S/A. O trabalho experimental consistiu primeiramente na caracterização do resíduo. Na análise de caracterização foi verificado que o resíduo continha cerca de 70% de hematita (Fe2O3). Para obtenção do sulfato ferroso foi desenvolvida uma rota utilizando ferro metálico como redutor da hematita e ácido sulfúrico para a formação do sal a 100ºC ± 5ºC. As variáveis de processo foram o tempo (30, 60 e 90 minutos). A solução obtida foi filtrada com uma bomba a vácuo. Após a filtragem foi adicionado álcool etílico à solução para que ocorresse uma maior precipitação dos cristais de sulfato ferroso. Uma segunda filtração foi realizada obtendo assim o sulfato ferroso purificado.<br> / Abstract : Iron is the most abundant transition metal in the earth's crust and the fourth of all elements. Iron is found in a range of minerals, notably: hematite (Fe2O3), magnetite (Fe3O4), limonite (FeO(OH)), the siderite (FeCO3), pyrite (FeS2) and ilmenite (FeTiO3). Iron is also an essential nutrient for living and acts mainly in the synthesis of red blood cells and the transport of oxygen to all the cells of the body. Iron deficiency is known as anemia or iron deficiency anemia. It is a serious nutritional deficiency that affects a large portion of the world population. For the treatment of anemia may be used ferrous sulfate heptahydrate. The ferrous sulfate may be found in nature when hydrated forms. On a commercial scale, the ferrous sulfate may be obtained along with the production process of titanium dioxide (TiO2) which is primarily used as a white pigment, where the rock ilmenite is attacked with sulfuric acid occurring formation of ferrous sulfate. This research aimed to obtain the ferrous sulphate from the waste produced by mining iron, operated by the company Samarco Mineração S/A. The experimental work consisted primarily to characterize the waste. The characterization analysis showed that the residue contained about 70% of hematite (Fe2O3). To obtain the ferrous sulfate was developed a route using metallic iron as hematite reducer and sulfuric acid to form the salt in 100°C ± 5°C. The process variables were time (30, 60 and 90 minutes). The obtained solution was filtered with a vacuum pump. After filtering, ethyl alcohol was added to the solution in order to raise the precipitation of crystals of ferrous sulphate. A second filtration was performed thus obtaining the purified ferrous sulfate.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 1996 / Made available in DSpace on 2013-07-15T21:18:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 275110.pdf: 7589799 bytes, checksum: 4664c2499530f93020883384b80803bf (MD5) / A ferroxidação ou tratamento a vapor é um processo termoquímico largamente utilizado na indústria de componentes ferrosos sinterizados, com o objetivo de melhorar suas propriedades, tais como: resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência à compressão e promover o selamento da rede comunicante de poros. Neste trabalho realizou-se um estudo com o objetivo de avaliar a influência do processo de ferroxidação sobre o limite de resistência à tração, o alongamento, a dureza aparente e a adesividade da camada superficial, de componentes sinterizados em ferro puro. Tomando-se como material dois tipos de pó de ferro, um atomizado (ANCOR 1000C) e outro reduzido (ANCOR MH-100), produziu-se corpos de prova do tipo cotonete (MPA), em diferentes níveis de densidade. As amostras foram sinterizadas e ferroxidadas em condições industriais. Através dos resultados obtidos constatou-se que os níveis de oxidação atingido pelas amostras é função de sua densidade inicial e do tipo de pó de ferro utilizado. O limite de resistência a tração e a dureza aparente aumentam em todas as densidades ensaiadas, independente do tipo de pó de ferro. O alongamento tem seus valores severamente reduzidos após a ferroxidação. As amostras de média densidade produzidas com o pó de ferro atomizado (ANCOR 1000C), apresentaram os melhores resultados quanto a desividade da camada superficial. / The steam treatment is broadly a process thermochemical used in the industry of components ferrous sinterizados, with the objective of improving its properties, such as: resistance to the wear, resistance to the corrosion, resistance to the compression and to promote the sealing of the communicating net of pores. In this work it was made a study with the objective of evaluating the influence of the steam treatment process on the resistance limit to the traction, the prolongation, the apparent hardness and the adhesiveness of the superficial layer, of component sinterizados in pure iron. Using as material, two types of powder of iron, an atomized (ANCOR 1000C) and another reduced (ANCOR MH-100), it was produced bodies of test of the type "swab " (MPA), in different density levels. The samples were sinterizadas and steam treatment in industrial conditions. Through the obtained results it was verified that, the level of oxidation of the samples is function of your initial density and of the type of powder of used iron. The resistance limit to the traction and the apparent hardness increase in all the rehearsed densities, independent of the type of powder of iron. The prolongation has your values severely reduced after the steam oxidation The samples of medium density produced with the powder of atomized iron (ANCOR 1000C), presented the best results as the adhesiveness of the superficial layer.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Química / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:57:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho foram sintetizados e caracterizados 6 novos complexos de Cu(II) empregando-se os ligantes: H2Ldtb, H2BPBPMP-CH3, H2BPBPMP-NO2 e H2BPBPMP. Os complexos de Cu(II) foram testados na reação de oxidação do substrato 3,5-DTBC e podem ser considerados modelos funcionais para as catecol oxidases. Também foram sintetizados e caracterizados 4 novos complexos de Fe(III)Zn(II) empregando-se os mesmos ligantes. Os compostos de Fe(III)Zn(II) foram testados frente à hidrólise do substrato 2,4-BDNPP e apresentaram fatores de aceleração de 2200 e 5200 vezes, respectivamente, em relação à reação não catalisada. Considerando os complexos de Fe(III)Zn(II) destaca-se que as propriedades espectroscópicas, eletroquímicas e de reatividade seguem uma relação linear com as constantes de Hammett. Desta forma, esses complexos podem ser considerados isoestruturais em solução, evidenciando-se que os complexos heterobinucleares de Fe(III)Zn(II) são os segundos a mimetizar a unidade (OH2)Fe(III)(m-OH)Zn(II) da kbPAP na literatura. Estudos preliminares de clivagem de DNA empregando-se os complexos de Cu(II) demonstraram que os complexos modelos são capazes de promover a clivagem da forma superenovelada para a forma circular e linear de DNA plasmidial levando a considerá-los como nucleases químicas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:36:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224062.pdf: 4609634 bytes, checksum: 45d1248610ac8d77ad0862c3b510f1f8 (MD5) / O processo de furação é um dos mais utilizados na indústria manufatureira, responsável por cerca de 30% de todas as operações de usinagem. Estima-se que 60% de todas as aplicações de furação na indústria mecânica referem-se a furos curtos, com uma profundidade de até 2,5 vezes o diâmetro da ferramenta. No entanto, um grande número de operações na indústria exige profundidades de furo maiores que 5 vezes o diâmetro. Esse tipo de operação, denominada furação profunda, normalmente requer o emprego de ferramentas e equipamentos especiais. A furação profunda é um processo que possui um grau de complexidade maior do que a furação convencional, devido às condições críticas de usinagem em que se realiza. Tais condições envolvem a dificuldade da formação e do escoamento do cavaco, o comprimento em balanço da ferramenta, a qualidade da superfície e as tolerâncias geométricas e de forma do furo. Este trabalho tem como objetivo principal aprofundar a pesquisa sobre o processo de furação profunda com brocas de canais retos em ferro fundido cinzento GG25, visando um melhor entendimento do processo. Os experimentos foram realizados em linha de produção e em laboratório, utilizando brocas de metal-duro integral com canais retos e com orifícios internos de refrigeração. Como grandeza de saída avaliaram-se a rugosidade, a cilindricidade e a circularidade dos furos, bem como o desgaste de flanco das ferramentas, a força de avanço e o momento torçor gerados. Com os resultados obtidos neste trabalho foi possível adquirir um maior conhecimento sobre o processo de furação profunda em ferro fundido cinzento, que permite melhoras na produção de peças em escala industrial.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecanica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O emprego de altas velocidades de corte no processo de retificação e a utilização de rebolos de CBN são tendências cada vez mais evidentes dentro do universo da usinagem. O processo de retificação caracteriza-se pela geração de grande quantidade de calor em função do atrito e deformações plásticas, onde a temperatura provocada pelo atrito aumenta com o aumento da velocidade de corte. O calor desenvolvido no processo é conduzido para a peça, para o grão abrasivo, para o ligante e para o meio, podendo acarretar danos metalúrgicos à peça e ser responsável por um desgaste prematuro do rebolo. Dentro deste contexto, o fluido lubri-refrigerante apresenta-se como um recurso indispensável para os processos abrasivos. A eficácia do fluido lubri-refrigerante depende de fatores, como a pressão, a vazão, o projeto da tubeira e assim também da velocidade de escoamento do fluido na saída da tubeira. Na retificação, devido às altas velocidades de corte empregadas, uma grande quantidade de ar é deslocada em torno da ferramenta rotativa, sendo formado um colchão de ar que reduz a eficiência da penetração do fluido na região de corte. Dentro deste contexto, diferentes concepções de alimentação de fluido vem sendo desenvolvidas, visto que uma otimização do processo pode ser alcançada quando uma maior quantidade de fluido é forçada para dentro da região de corte. Na indústria, é comum o emprego de tubeiras convencionais, como as de jato livre. No entanto, para otimizar o processo com este tipo de tubeira são necessárias altas pressões e velocidades de saída do fluido para vencer o colchão de ar, o que muitas vezes se torna economicamente inviável. Uma alternativa interessante é o emprego de tubeiras do tipo sapata. Com a sapata é possível aumentar o efeito de bombeamento do fluido para a região de corte, ao mesmo tempo em que é reduzido o efeito do colchão de ar. Isto ocorre porque a sapata é ajustada por retificação ao rebolo, funcionando como um raspador (scrapper), impedindo que o ar deslocado atinja a região de corte. Com o objetivo de avaliar a influência do sistema de alimentação de fluido lubri-refrigerante no processo de retificação, foram empregadas tubeiras dos tipos jato livre e sapata para diferentes condições de alimentação. Foram utilizados dois tipos de rebolos de CBN, sendo um com ligante resinóide e outro vitrificado. O material ensaiado foi um ferro fundido nodular com designação GGG70. Como fluido lubri-refrigerante foi empregada uma emulsão com 5% de óleo em água. Os resultados obtidos mostram que com o emprego da sapata é possível alcançar melhores resultados de desgaste radial do rebolo e qualidade da superfície retificada mesmo para menores vazões de fluido.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:23:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320460.pdf: 3061667 bytes, checksum: 80969574bb53e183b3e0520ee952d2c5 (MD5) Previous issue date: 2013 / A água destinada ao abastecimento pode ser obtida de fontes superficiais ou subterrâneas, sendo necessário o seu tratamento para remover substâncias que possam causar rejeição por parte das pessoas ou problemas de saúde para a população. Dentre as substâncias que devem ser removidas das águas destinadas ao consumo humano, se encontram as substâncias húmicas aquáticas, o ferro e o manganês. A matéria húmica aquática, além de produzir cor, odor e sabor na água, pode ocasionar a formação de trialometanos que apresentam riscos para a saúde. O ferro e o manganês também podem alterar as propriedades organolépticas da água e, em concentrações elevadas, causar problemas de saúde. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de remoção de ferro, manganês e substâncias húmicas em água superficial e água subterrânea, por meio de um sistema que inclui etapas de coagulação, floculação e sedimentação, seguidas de filtração com membranas de ultrafiltração ou nanofiltração. O coagulante, escolhido mediante ensaios em jar test, foi o policloreto de alumínio, e as condições de mistura rápida e floculação foram ajustadas para obter melhor qualidade da água com menores dosagens de coagulante. A água clarificada foi submetida e filtração com membranas. Com as membranas de nanofiltração foram obtidas remoções quase completas de ferro dissolvido, e altas para substâncias húmicas (superiores a 96% medidas como absorbância ao UV254nm e superiores a 88% medidas como COD). Com as membranas de ultrafiltração foram obtidas remoções de 99% de ferro dissolvido, e elevadas para substâncias húmicas (superior a 90% medidas mediante absorbância ao UV254nm e próxima a 80% medida como COD). No caso do manganês dissolvido as remoções obtidas foram baixas. Para a água da ponteira (em que os valores da água bruta foram superiores ao limite estabelecido para água potável), com a membrana de ultrafiltração a remoção chegou a 27%, e com a membrana de nanofiltração atingiu-se uma remoção próxima a 50%, encontrando-se este último valor obtido dentro dos limites da legislação. Considerando a remoção de contaminantes assim como as características de fluxo de permeado, a filtração utilizando membranas de nanofiltração precedida de coagulação, floculação e sedimentação, apresentou-se como uma boa alternativa no tratamento de água contendo substâncias húmicas de baixo peso molecular, ferro dissolvido e com moderada quantidade de manganês dissolvido presentes.<br> / Abstract : Potable water supply can be obtained from surface and groundwater sources. However, water treatment is required in order to remove substances that can cause human diseases and conditions. Some of the substances to be removed are aquatic humic matter, iron and manganese. Aquatic humic matter not only produces color, taste and odor to water, but also can form trihalomethanes which are very harmful tu human health. Iron and manganese can also alter the organoleptic properties of water causing health conditions when found in high concentrations. This research is aimed at studying the removal efficiency of iron, manganese and humic substances in surface water and groundwater by a system consisting of a coagulation - flocculation - sedimentation process, followed by ultrafiltration or nanofiltration. For clarification, polyaluminium chloride was chosen as the coagulant by jar test, and the conditions of rapid mixing and flocculation were adjusted to obtain the best water quality at lower dosages. The clarified water was treated by filtration membranes. The removal capacity of humic acids by nanofiltration was greater than 88% in terms of dissolved organic carbon and greater than 96% in terms of absorbance UV254nm. By ultrafiltration the removal capacity was in terms of dissolved organic carbon greater than 80% and greater than 90% in terms of absorbance UV254nm. Iron co-removal was very effective, exceeding 99% in all cases. Removal of manganese for groundwater was 53% and 27%, for nanofiltration and ultrafiltration respectively and 5% with both of the membranes for lake water, possibly due to its limited capacity to form complexes with humic substances. The level of removal of contaminants as well as the permeate flow characteristics, suggests that the nanofiltration preceded by coagulation, flocculation and sedimentation is a good alternative for treatment of waters with high levels of humic substances and dissolved iron, with moderate concentrations of dissolved manganese.