A Formação Serra Alta é constituída por uma sequência de folhelhos e siltitos cinza supostamente de origem marinha. Esta unidade é uma potencial rocha geradora de hidrocarbonetos e zona preferencial para alojamento de sills associados ao magmatismo Serra Geral. Visando a caracterização do potencial gerador de hidrocarbonetos, a evolução térmica e os paleofluidos diagenéticos da Formação Serra Alta, foram realizadas medidas de concentração de carbono orgânico total (COT) e hidrogênio (H) em amostras coletadas em afloramentos e estudos isotópicos e de inclusões fluidas em materiais diagenéticos. Os teores de carbono orgânico total (COT) e hidrogênio (H) para as amostras de folhelhos da Formação Serra Alta estão situados entre 0,1 e 0,5% e entre 0,24 e 3,20%, respectivamente. Os dados microtermométricos apresentaram temperaturas de homogeneização (Th) que variaram de 55 a 220°C, temperaturas eutéticas (Te) de -57,5 a -49,5ºC (sistema H2O + NaCl + CaCl2) e temperaturas de fusão do gelo (Tfg) de -2,5 a 1,0°C, indicativas de salinidades baixas, entre 0 e 4,2% em peso de NaCl equivalente. Os resultados de \'\'delta\'\' POT.13\'\'C IND.PDB\' e \"delta\'\'POT.18\' \'O IND.PDB\' das amostras de veio e cimento de calcita demonstram valores negativos (%o), tanto para \'delta\'\'POT.13\' C quanto para \'delta\'\'POT.18 O. Enquanto os valores de \'delta\'\'POT.13\'\' C IND.PDB\' do cimento dos folhelhos da Formação Serra Alta variam entre -8,6 e -2,3%o, os veios de calcita apresentam uma estreita faixa de valores entre -5,1 e -3,7%o. Os teores de COT indicam potencial de geração de óleo e gás considerado baixo para os folhelhos da Formação Serra Alta. As características das inclusões (monofásicas associadas a bifásicas com pequena variação nas proporções volumétricas entre as fases), as salinidades relativamente constantes associadas às grandes variações em Th são indicativos de aprisionamento em zona freática de baixa temperatura (<50°C) com posterior reequilíbrio térmico causado por stretching devido ao soterramento e à presença de corpos ígneos. Os pleofluidos aquosos aprisionados como inclusões em zona de baixa temperatura, antes do pico térmico do Cretáceo, explicariam a ausência de inclusões fluidas primárias de hidrocarbonetos nos veios de calcita. As Th acima de 150ºC indicam elevada maturidade térmica alcançada pela Formação Serra Alta em função do soterramento e do magmatismo Serra Geral. Estes resultados são semelhantes aos obtidos para as formações adjacentes (Irati e Teresina) à Formação Serra Alta. Valores de \'delta\'\'POT.13\'\'C IND.PDB\' e \'delta\'\'POT.18\'\'O IND.PDB\' para o cimento carbonático dos folhelhos, revelam duas gerações ou duas fases de precipitação distintas da calcita. A primeira geração compatível com assinatura isotópica próxima ao fluido marinho original (\'delta\'\'POT.13\' C entre -2,3 e -4,6%o e \'delta\'\'POT.18\'O entre -7,6 e 1,4%o) e a segunda geração compatível com assinatura isotópica de um fluido diagenético de origem meteórica (\'delta\'\'POT.13\' C entre -6,2 e -8,6%o e \'delta\'\'POT.18\'O entre -8,4 e -4,1%o). Assim, a hipótese de origem meteórica para os fluidos percolantes nas fraturas corrobora a salinidade baixa registrada nas inclusões fluidas dos veios de calcita, mas com alguma influência ou modificação por meio de fluidos pré-existentes, que interagiram com carbonatos marinhos das unidades estratigráficas adjacentes (formações Irati e Teresina) à Formação Serra Alta. / The Serra Alta Formation at the eastern border of the Paraná Basin consists of a sequence of gray shales and siltstones presumably of marine origin. This unit is a potential source rock for hydrocarbons and preferred area for hosting sills associated with the early Cretaceous Serra Geral magmatism. In order to characterize the hydrocarbon generation potential, the thermal evolution and diagenetic paleofluids of the Serra Alta Formation, were performed measurements of concentration of total organic carbon (TOC) and hydrogen (H), in shale samples collected from outcrops, and isotope and fluid inclusions studies on diagenetic calcite. The total organic carbon (TOC) and hydrogen (H) contents for shale samples of the Serra Alta Formation lie between 0.1 and 0.5% and between 0.24 and 3.20% respectively. The microthermometry data show homogenization temperature (Th) ranging from 55 to 220°C, eutectic temperature (Te) from -57.5 to -49.5°C (H2O + CaCl2 + NaCl system) and ice melting temperatures from -2.5 to 1.0°C, indicative of low salinity between 0 and 4.2 wt. % of NaCl equivalent. \'delta\'\'POT.13\'\'IND.CPDB\' and \'delta\'\'POT.18\'O IND.PDB\' results from samples of calcite cement and veins demonstrate negative values (%o), both for \'delta\'\'POT.13\'C and for \'delta\'\'POT.18\'O. While the values \'delta\'\'POT.13\'C IND.PDB\' cement of the Serra Alta Formation shales vary between -8.6 and -2.3%o, the calcite veins have a narrow range of values between -5.1 and -3.7%o. The TOC content indicate that the shales of the Serra Alta Formation have low potential for oil and gas generation. The association of one-phase and two-phase fluid inclusions with small variations in volumetric ratio between phases and the relatively constant salinity associated with large variations in Th are indicative of fluid trapping in low temperature (<50°C) groundwater zone, with subsequent thermal reequilibrium caused by stretching due to burial and the presence of igneous bodies. The fluid trapping at this low temperature zone, before Cretaceous thermal peak, would explain the absence of hydrocarbon primary fluid inclusions in the calcite veins. Temperatures of homogenization higher than 150ºC indicate high thermal maturity achieved by the Serra Alta Formation due to burial and the Serra Geral magmatism. These results are similar to those obtained for the adjacent formations (Irati and Teresina) of the Serra Alta. \'delta\'\'POT.13\'C IND.PDB\' and \'delta\'\'POT.18\'O IND.PDB\' values for carbonate cement reveal two generations or two distinct phases of calcite precipitation. The first generation is compatible with isotopic signature close to the original marine carbonate (\'delta\'\'POT.13\'C between -2.3 and -4.6%o and \'delta\'\'POT.18\'O between -7.6 and 1.4%o) and the second generation is compatible with isotopic signature of a diagenetic fluid of meteoric origin (\'delta\'\'POT.13C between -6.2 and -8.6%o and \'delta\'\'POT.18\'O between -8.4 and -4.1%o). Thus, the meteoric origin for the paleofluids percolating in fractures corroborates the low salinity recorded in fluid inclusions from veins of calcite, but with some influence of paleofluids, which interacted with marine carbonates of stratigraphic units (Irati and Teresina formations) adjacent to the Serra Alta Formation.

Foram tomadas amostras de aço líquido referentes a três grupos de aço, a saber: (I) aços baixo-carbono (0,02 %C 0,08), acalmados ao alumínio; (II) aços peritéticos (0,09 %C 0,15), acalmados ao alumínio e silício; (III) aços ultrabaixo carbono ( C<35 ppm), acalmados ao alumínio.Os aços foram produzidos em aciaria do tipo LD e foram, a seguir, tratados em equipamentos de refino secundário, adequados a cada um dos casos.As amostras forma colhidas no distribuidor de uma máquina de lingotamento contínuo de placas, segundo critério que minimiza a possibilidade da ocorrência de interferências que pudessem mascarar o resultado do tratamento de refino secundário tais como re-oxidação do aço e coleta simultânea de escória. As amostras foram submetidas à análise de inclusões utilizando-se técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica e micro-análise. Foi possível caracterizar as inclusões presentes em cada tipo de aço segundo a morfologia, o tamanho, a quantidade e a composição química. / Non-metallic inclusions in liquid samples of (I) low-carbon aluminium killed steel (0,02wpct C 0,08wpct), (II) peritetic aluminium and silicon killed steel (0,09wpct C 0,15wpct); (III) extra-low-carbon, aluminium killed steel (C<35 ppm) were taken from the tundish distributor of a continuous casting caster for steel plates according to a procedure that minimizes re-oxidation of steel and/or pick up of liquid slag. The samples were inspected through the following microstructural techniques: optical microscopy, electronic microscopy, and electron microprobe. Were possible to feature present inclusion in each kind of steel according to morphology, size, amout and chemical composition.

A Jazida do Engenho (anomalia 09) está situada ao norte da Província Uranífera de Lagoa Real. A mineralização está associada aos albititos, rochas constituídas de plagioclásio, de composição albita a albita-oligoclásio, em porcentagem volumétrica igual ou superior a 70%. Também ocorrem epidositos mineralizados. Os minerais essenciais do albitito são piroxênio, granada, albita, anfibólio, e biotita. Neste trabalho foi estudada, por inclusões fluidas, boa parte dos minerais (piroxênio, granada, plagioclásio, titanita, epidoto) que constituem a seqüência mineralógica associada à mineralizações uraníferas dos albititos desta jazida. Os fluidos associados a piroxênio, granada e epidoto, aquo-salinos, primários e sem fases carbônicas apresentam características semelhantes, com leves variações. Todos apresentam média a alta salinidade (de 14 a 18% equivalente em peso de NaCl), onde os maiores valores correspondem ao piroxênio e os menores à granadas e epidotos. Os fluidos associados ao metassomatismo sódico, que gerou o plagioclásio albítico nos albititos, embora sejam aquo-salinos e sem fases carbônicas, apresentam salinidades muito inferiores às observadas no piroxênio, granada e epidoto, sugerindo processo de diluição bem mais intensos. Desta maneira, os fluidos da anomalia 09 apresentam uma diluição no sentido das fases minerais mais recentes. Os resultados sugerem que os processos de fomação do piroxênio ocorreram sob condições de pressão equivalente a 3,5 kbar que corresponde a profundidades de aproximadamente 10 km. Entretanto, a dilatação observada nas IF da albita durante o aquecimento, originaram uma dispersão nas medidas de Th, tornando pouco confiáveis os cálculos de pressão para esse mineral. A microscopia de IF em plagioclásios dos gnaisses (encaixantes dos albititos) sugere que, provavelmente, haveria fluidos carbônicos primários associados a esses minerais. Os fluidos com CO2 que aparecem nos gnaisses talvez também estejam presentes nos albititos, provavelmente como fluidos tardios ou intergranulares. Esta suposição baseia-se no fato de ter sido encontrado (durante os estudos de esmagamento nos albititos) indícios da presença de gases carbônicos. Estas tendências sugerem a ocorrência de duas etapas de albitização no setor de Lagoa Real: um associado a fluido composto por H2O + CO2 + sais (na encaixante gnáissica) e outro (no albitito) formado por uma fase aquo-salina. Os dados obtidos neste trabalho sugerem que, provavelmente, o Brasiliano foi um evento térmico sem um fluido predominante associado, pelo menos no setor de Lagoa Real. Do contrário, esse fluido deveria estar presente nos minerais da paragênese mineral. Finalmente, os dados obtidos na Jazida do Engenho permitiram verificar a ocorrência de um quadro de fluidos que apresentam variações composicionais em, pelo menos, três estágios diferentes: Piroxênio magmático &#8594; Px metamórfico associado a urânio &#8594; albita (poligonizada) associada a urânio, faltando posicionar o fluido associado à albita precoce. / The Engenho deposit (anomaly 09) is south-eastern from Cachoeira Mine (anomaly 13), in the northern part of the Province. The uranium mineralization is associated to albitites (over 70% of albite/oligoclase). Epidosites with uranium may also occur. The albitite main minerals are pyroxene, garnet, albite/oligoclase feldspar, amphibole and biotite. Pyroxene, garnet, plagioclase, titanite and epidote are the minerals associated to the uranium mineralization. The fluids related to pyroxene, garnet and epidote are aqueous-saline, primary and with no carbonic phases and are constant, with small variations. They all present medium to high salinity (14 to 18wt% NaCl eq.), the higher values being related to pyroxene and the lower ones related to garnet and epidote. The fluids associated to albite/oligoclase, although aquo-saline and with no carbonic phases, show salinities much lower than in pyroxene, garnet and epidote, suggesting a intense dilution process indicating dilution toward the later minerals phases. The data suggest the pyroxene formation process occurring under a 3,5 kbar pressure condition which corresponds to approximately 10km depth. The dispersion on Th in albites, due probably to the overheating and non elastic increase in volume, precluded a reliable pressure calculation. The IFs microscopy in plagioclase gneiss (albitites host-rocks) suggests the probability of primary carbonic fluids associated to these minerals. The fluids with CO2 showed in the gneiss maybe also be present in the albitites, probably as late or intergranular fluids. This assumption is based on the fact that signs of carbonic gases were shown during crushing tests. These tendencies suggest the occurrence of two albitization phases in this Lagoa Real area: one associated to a fluid composed by H2O + CO2 + salts (in the gneiss host) and another (in the albitite) formed by an aqueous-saline phase. The data indicate the Brasiliano event as a thermal event without a predominant fluid associated, at least in this Lagoa Real area. Otherwise, the presence of this fluid should be present in the mineral paragenesis. Finally, the data from the Engenho deposit indicate the occurrence of fluids showing compositional variations in, at least, three different stages: magmatic pyroxene &#8594; metamorphic pyroxene associated to uranium &#8594; albite (recristalized) associated to uranium. The place of the aqueous-carbonic fluid associated to previous albite is still unknown.

A Formação Teresina na borda leste da Bacia do Paraná inclui fácies terrígenas e carbonáticas, as quais se destacam pela diversidade e quantidade de produtos autigênicos. Isto inclui calcedônia pervasiva e cimentos e veios de quartzo e calcita.Os componentes de ocorrência mais restrita abrangem barita, celestita, analcima, dolomita, interestratificados de esmectita-ilita, saponita e betume sólido. Os veios de calcita e quartzo são predominantemente verticais. Porém, salienta-se a ocorrência de veios horizontais de calcita paralelos ao acamamento (veios beef). Análises petrográficas foram utilizadas para caracterização dos componentes autigênicos e de suas relações texturais. Análises de inclusões fluidas foram realizadas em calcita e quartzo autigênicos para estimar paleotemperaturas e caracterizar a composição dos paleofluidos aquosos e hidrocarbonetos identificados. A silicificação por calcedônia afeta principalmente as fácies de calcários e teria ocorrido durante a eodiagênese possivelmente influenciada por eventos hidrotermais permo-triássicos. As paragêneses minerais formadas por barita, dolomita e calcita blocosa em cavidade de dissolução em chert nodular brechado e calcita espática, barita, celestita e analcima em calcário recristalizado estão de acordo com possível origem hidrotermal. A reativação de falhas profundas pela propagação intraplaca dos esforços ligados à Orogenia La Ventana na borda sul do Gondwana e o impacto de Araguainha provocariam importantes alterações térmicas em ampla área da bacia e poderiam gerar zonas de hidrotermalismo durante o Permo-Triássico. Temperaturas de homogeneização de inclusões fluidas em calcita e quartzo indicam que a Formação Teresina e a Formação Corumbataí, unidade correlata à Formação Teresina no norte da área estudada, alcançaram temperaturas de no mínimo 200°C, possivelmente até 400°C. Geminação do tipo fragmentada (patch) em cristais de calcita de veios horizontais e verticais indicam deformação a temperaturas maiores que 200°C. Inclusões fluidas em calcita e quartzo das formações Teresina e Corumbataí registram paleofluidos aquosos de salinidade baixa (0-5% em peso equivalente de NaCl) a alta (20-25% em peso equivalente de NaCl). Inclusões fluidas aquosas de alta salinidade associadas a inclusões de hidrocarbonetos leves indicam a migração de paleofluidos de alta profundidade em zonas de fratura da Formação Corumbataí. Inclusões fluidas de salinidade baixa indicariam paleofluidos de origem meteórica. Paleotemperaturas maiores que 200°C na Formação Teresina são relativamente altas para serem alcançadas somente por soterramento na borda leste da Bacia do Paraná. O mesmo acontece para a ocorrência de interestratificados de esmectita-ilita, que requerem temperaturas entre 80 e 125°C. A ampla área de ocorrência e o registro destas paleotemperaturas em veio de calcita em dique básico permitem atribuí-las ao aquecimento pelo magmatismo Serra Geral durante o Eocretáceo. Fluidos com diferentes salinidades em áreas adjacentes indicam a falta de comunicação horizontal e restrição dos paleofluidos a caminhos verticais de migração. Assim, a migração seria principalmente vertical e ocorreria em compartimentos separados por falhas e zonas de fraturas verticais geradas ou reativadas durante os eventos tectônicos do Permo-Triássico e Cretáceo. Os veios beef estariam associados a compartimentos com sobrepressão na Formação Teresina, que permitiram a saída de águas de poro de alta salinidade, possivelmente combinada com a geração e expulsão de hidrocarbonetos durante o magmatismo Serra Geral. Fraturas verticais de direção NW a NNW e NE a NNE seriam os principais caminhos de migração dos fluidos aquosos de poros e de hidrocarbonetos, além de permitirem a entrada de água meteórica em zonas mais profundas. Essas fraturas estariam associadas principalmente à descontinuidades do embasamento reativadas, onde as falhas da Jacutinga (NE) e de Guapiara (NW) representariam as principais estruturas da área estudada. O betume sólido que preenche fraturas de direção NW na Formação Teresina corresponderia a hidrocarbonetos líquidos termicamente alterados (pirobetume) pelo magmatismo Serra Geral. A espessura reduzida das unidades sedimentares situadas entre a Formação Teresina e as rochas magmáticas da Formação Serra Geral no flanco norte do Arco de Ponta Grossa, nas áreas de Jacarezinho-Joaquim Távora (PR) e de Taguaí-Fartura (SP), propiciaria efeito térmico mais intenso da capa de basalto sobre a Formação Teresina. / The Permian Teresina Formation in the eastern flank of the Paraná Basin stands out due to the diversity and high content of autigenic products. These products include pervasive calcedony and cements and veins of quartz and calcite, associated with other autigenic minerals that comprise barite, celestite, analcime, dolomite, illite-smectite interstratification and saponite. The Teresina Formation also stands for the occurrence of several horizontal parallel-bedding calcite veins (beef veins), besides solid bitumen and light hydrocarbons. Petrographic analysis under optical microscope and scan electron microscope coupled with an EDS attachment were used to recognize autigenic minerals and their textural relationships. Fluid inclusions analysis were performed in the main autigenic minerals (calcite and quartz) to estimate paleotemperatures and to acquire the composition of aqueous paleofluids and hydrocarbons. The intense silicification of the limestones of the Teresina Formation would have happened during eodiagenesis, possibly associated with hydrothermal events. The reactivation of deep faults due to, the propagation of intraplate stress from the La Ventana Orogeny in the southern border of Gondwana and the Araguainha impact event would have caused important thermal alterations in a wide area of the basin, promoting hidrothermal activity during the Permo-Triassic. Barite, dolomite and blocky calcite paragenesis in dissolution cavities from brecciated nodular chert and spar calcite, barite, celestite and high temperature analcime paragenesis in recrystallized limestone are in agreement with a possible hydrothermal origin. Homogenization temperatures of fluid inclusions from calcite and quartz show that the Teresina Formation and the Corumbataí Formation, which is correlated to the Teresina Formation in the northern portion of the studied area, reached temperatures of at least 200°C, possibly until 400°C. Patch twins in calcite veins also indicate deformation under temperatures above 200°C. The Teresina and Corumbataí formations record inclusions in calcite and quartz with low (0-5 wt.%NaCl eq.) to high (20-25 wt.%NaCl eq.) salinity aqueous paleofluids. The high salinity aqueous inclusions associated with light hydrocarbons inclusions indicate migration of deep buried paleofluids in fractures zones within the Corumbataí Formation. The low salinity aqueous fluids suggest the input of meteoric water to deep zones. Paleotemperatures higher than 200°C in the Teresina Formation are relatively high to be reached by burial in the eastern border of the Paraná· Basin. The same is interpreted through the occurrence of cements made by illite-smectite interstratification, which requires temperatures between 80 and 125°C. These paleotemperatures are attributed to the heating due to the Serra Geral magmatism during the Early Cretaceous. Fluids with different salinities in neighbor areas show the lack of horizontal fluid flux communication. Thus, fluid migration would be mainly vertical and restricted to compartments separated by faults or vertical fracture zones generated or reactivated by tectonic events during Permo-Triassic and Cretaceous. The beef veins indicate the development of overpressured compartments in the Teresina Formation, which allowed the output of buried high salinity pore waters, combined with hydrocarbon generation and expulsion during the Early Cretaceous Serra Geral heating event. Vertical NW to NNW and NE to NNE fractures would be the main pathways for the migration of buried pore waters and hydrocarbons, besides the input of meteoric water. These fractures would be associated to the reactivation of basement discontinuities. The Jacutinga (NE) and Guapiara (NW) faults and associated fractures would represent the main pathways for fluid migration in the studied area. The solid bitumen filling NW fractures in the Teresina Formation would correspond to thermally altered liquid hydrocarbons (pyrobitumen). The reduced thickness of the stratigraphical units between the Teresina and Serra Geral formations in the northern flank of the Ponta Grossa Arch, which includes the Jacarezinho- Joaquim Távora (PR) and Taguaí-Fartura (SP) areas, improved the thermal effect of the basalt cap on the underlying Permian units, allowing a high temperature regional thermal background.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:27:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJS.pdf: 961805 bytes, checksum: ce3308955ac55792f007f7e8de10f2fc (MD5) Previous issue date: 2007-08-16 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work we developed an abstract theory for existence and characterization of attractors for multivalued semigroups defined by generalized semi ows and we apply the abstract results to systems of p-laplacian differential inclusions and we obtain upper semicontinuity of the attractors as the parameter of diffusion goes to infinity. / Neste trabalho desenvolvemos uma teoria abstrata para existência e caracterização de atratores para semigrupos multívocos definidos por semi uxos generalizados. Posteriormente aplicamos os resultados abstratos à sistemas de inclusões diferenciais governados pelo p-laplaciano e obtivemos semicontinuidade superior dos atratores quando o parâmetro de difusão tende a infinito.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAAR.pdf: 9282673 bytes, checksum: e284f73cbe43ef0221d3a3eed0839e54 (MD5) Previous issue date: 2002-09-13 / Universidade Federal de Minas Gerais / The major objective of this thesis was to study the processing behaviour of Al2O3 ultra-fine and nanosized powders obtained by high energy milling (HEM), to produce, after forming and sintering, Al2O3 .(5%vol.)SiC and Al2O3 .(5%vol.)TiC ceramics composites with high density. This aim arises from the fact that processing difficulties of ultra-fine powders are supposed to cause microstructural defects that are deleterious mechanical properties. Additionally, the reactive HEM may be an alternative processing for obtaining nanometric powders. Such powders, however, presents processing problems that are not well characterized. Commercial Al2O3 and SiC powders and powders obtained by high-energy milling were used. Al2O3/TiC was obtained by reactive milling. The majors on ceramic processing were: HEM and conventional ball milling stages deagglomeration, dispersion and mixture of the powders, forming by isostatic pressing and pressure slip casting. These experiments were carried out seeking to characterize the reliability in order to minimize the defects and heterogeneities in the formed bodies. Different chemical methods were also verified for the SiC inclusions coating. In all those procedures, problems caused by the presence of strong agglomerates were observed, particularly in those submitted to HEM. The inclusions coating methods through chemical precipitation did not succeeded probably due to the little affinity among the inclusions surfaces and the precipitate. The best final results, verified by the high density, the inclusions dispersion homogeneity in microstructure and the flexure strength, were obtained with the improvement of ball milling processing for deaggregation and dispersion in alcoholic medium of the fine powders. For powders from HEM was necessary an additional deagglomeration in a planetary illing. m. / Esta tese teve como principal objetivo estudar sistematicamente o processamento de pós ultrafinos e nanométricos de Al2O3 obtidos por moagem de alta energia (MAE), para a obtenção, após conformação e sinterização, de compósitos cerâmicos densos de Al2O3 .(5%vol.)SiC e Al2O3 .(5%vol.)TiC. Esse objetivo se justifica pelo fato de que defeitos microestruturais deletérios às propriedades mecânicas nesse tipo de compósitos, são atribuídos às dificuldades de processamento de pós ultrafinos. Além disso, a MAE com reação pode ser uma alternativa viável para obter pós nanométricos precursores desses compósitos. Estes, no entanto, apresentam dificuldades de processamento adicionais ainda pouco caracterizadas. Foram utilizados pós de Al2O3 e SiC comerciais e pós obtidos por MAE. Al2O3/TiC foi obtido por moagem reativa. Os principais experimentos de processamentos cerâmicos incluíram: etapas de MAE e convencional, objetivando cominuição, desaglomeração, dispersão e mistura de pós, conformação por prensagem isostática e por colagem de barbotina sob pressão. Tais experimentos foram realizados visando caracterizar a aplicabilidade dos mesmos com relação à minimização de defeitos e heterogeneidades nos corpos conformados. Também foram verificados diferentes métodos químicos para o recobrimento de inclusões de SiC. Em todos os procedimentos foram observados problemas causados pela presença de aglomerados fortes, particularmente após MAE. Os métodos de recobrimento das inclusões via precipitação química não foram bem sucedidos, provavelmente devido a pouca afinidade das superfícies das inclusões com os precipitados. Os melhores resultados finais, caracterizados pela alta densidade, pela microestrutura com dispersão homogênea das inclusões e pela maior resistência mecânica após sinterização, foram obtidos com a otimização dos processamentos em moinho de bolas de desagregação e dispersão das partículas em meio alcoólico, sendo necessária uma desaglomeração adicional em moinho planetário dos pós da MAE.

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rinaldo Puff.pdf: 11901534 bytes, checksum: 902429cd8bc8c70d6eae9029243c8969 (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This thesis was motivated by the study of voids and non-metallic inclusions influence on the high cycle fatigue of ferrous materials like steel, powder metal and gray cast iron. A second objective was to obtain simpler parameters, like the ones measured in hardness, static bending or axial tests, to evaluate materials in early phases of projects, in a way to avoid long fatigue tests. Initially the average fatigue strength was obtained for a high carbon steel. The effect of a silicon oxide inclusion near the surface on the performance of heavy-duty Cr-Si spring wire was also analyzed. The evaluation was done in terms of stress concentrating on the inclusion contours, due to the shot peening application on the surface and normal fluctuating loads. Mechanical properties of powder metal and cast iron were revised. Static tests without and with the presence of notches were performed, with the objective of obtaining a static notch sensitivity factor, to correlate with torsion fatigue results. The relation between hardness and torsion fatigue strength was evaluated for the cast iron, and simulations using linear elastic and nonlinear materials were performed to obtain geometric stress concentrating factors. A mesoscale simulation was done in plane stress, making it possible to evaluate local stress concentration in the cast iron matrix. / Esta tese foi motivada pelo estudo da influência de vazios e inclusões não metálicas na fadiga de alto ciclo de materiais ferrosos como aços, materiais obtidos por metalurgia do pó e ferros fundidos cinzentos. Foi objetivo também, avaliar parâmetros de medição mais simples, como os obtidos de ensaios de dureza e de flexão ou tração estáticos, como forma de avaliar materiais em fases iniciais de projeto, evitando-se longos ensaios de fadiga. Inicialmente obteve-se a resistência à fadiga de alto ciclo de um aço de alto teor de carbono. Analisou-se também o efeito da presença de uma inclusão de óxido de silício próximo à superfície de um arame de aço Cr-Si utilizado em molas submetidas a cargas reversas. A análise foi feita em termos de concentração de tensão nos contornos da inclusão, devido à aplicação de shot peening na superfície e também devido às cargas de operação. Uma revisão de propriedades mecânicas de aços obtidos por metalurgia do pó e do ferro fundido foi realizada, assim como ensaios estáticos sem e com entalhe, no intuito de obter um fator de sensibilidade ao entalhe estático, como forma de correlacionar com a sensibilidade ao entalhe na fadiga em torção. Foi avaliada a relação entre a dureza do ferro fundido e a sua resistência à fadiga na torção e realizadas simulações com material linear elástico e não linear para obter um fator de concentração de tensão geométrico. Uma simulação em mesoescala em estado plano de tensão foi realizada, podendo-se determinar a concentração de tensões locais na matriz do ferro fundido.

Foram tomadas amostras de aço líquido referentes a três grupos de aço, a saber: (I) aços baixo-carbono (0,02 %C 0,08), acalmados ao alumínio; (II) aços peritéticos (0,09 %C 0,15), acalmados ao alumínio e silício; (III) aços ultrabaixo carbono ( C<35 ppm), acalmados ao alumínio.Os aços foram produzidos em aciaria do tipo LD e foram, a seguir, tratados em equipamentos de refino secundário, adequados a cada um dos casos.As amostras forma colhidas no distribuidor de uma máquina de lingotamento contínuo de placas, segundo critério que minimiza a possibilidade da ocorrência de interferências que pudessem mascarar o resultado do tratamento de refino secundário tais como re-oxidação do aço e coleta simultânea de escória. As amostras foram submetidas à análise de inclusões utilizando-se técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica e micro-análise. Foi possível caracterizar as inclusões presentes em cada tipo de aço segundo a morfologia, o tamanho, a quantidade e a composição química. / Non-metallic inclusions in liquid samples of (I) low-carbon aluminium killed steel (0,02wpct C 0,08wpct), (II) peritetic aluminium and silicon killed steel (0,09wpct C 0,15wpct); (III) extra-low-carbon, aluminium killed steel (C<35 ppm) were taken from the tundish distributor of a continuous casting caster for steel plates according to a procedure that minimizes re-oxidation of steel and/or pick up of liquid slag. The samples were inspected through the following microstructural techniques: optical microscopy, electronic microscopy, and electron microprobe. Were possible to feature present inclusion in each kind of steel according to morphology, size, amout and chemical composition.

A Formação Teresina na borda leste da Bacia do Paraná inclui fácies terrígenas e carbonáticas, as quais se destacam pela diversidade e quantidade de produtos autigênicos. Isto inclui calcedônia pervasiva e cimentos e veios de quartzo e calcita.Os componentes de ocorrência mais restrita abrangem barita, celestita, analcima, dolomita, interestratificados de esmectita-ilita, saponita e betume sólido. Os veios de calcita e quartzo são predominantemente verticais. Porém, salienta-se a ocorrência de veios horizontais de calcita paralelos ao acamamento (veios beef). Análises petrográficas foram utilizadas para caracterização dos componentes autigênicos e de suas relações texturais. Análises de inclusões fluidas foram realizadas em calcita e quartzo autigênicos para estimar paleotemperaturas e caracterizar a composição dos paleofluidos aquosos e hidrocarbonetos identificados. A silicificação por calcedônia afeta principalmente as fácies de calcários e teria ocorrido durante a eodiagênese possivelmente influenciada por eventos hidrotermais permo-triássicos. As paragêneses minerais formadas por barita, dolomita e calcita blocosa em cavidade de dissolução em chert nodular brechado e calcita espática, barita, celestita e analcima em calcário recristalizado estão de acordo com possível origem hidrotermal. A reativação de falhas profundas pela propagação intraplaca dos esforços ligados à Orogenia La Ventana na borda sul do Gondwana e o impacto de Araguainha provocariam importantes alterações térmicas em ampla área da bacia e poderiam gerar zonas de hidrotermalismo durante o Permo-Triássico. Temperaturas de homogeneização de inclusões fluidas em calcita e quartzo indicam que a Formação Teresina e a Formação Corumbataí, unidade correlata à Formação Teresina no norte da área estudada, alcançaram temperaturas de no mínimo 200°C, possivelmente até 400°C. Geminação do tipo fragmentada (patch) em cristais de calcita de veios horizontais e verticais indicam deformação a temperaturas maiores que 200°C. Inclusões fluidas em calcita e quartzo das formações Teresina e Corumbataí registram paleofluidos aquosos de salinidade baixa (0-5% em peso equivalente de NaCl) a alta (20-25% em peso equivalente de NaCl). Inclusões fluidas aquosas de alta salinidade associadas a inclusões de hidrocarbonetos leves indicam a migração de paleofluidos de alta profundidade em zonas de fratura da Formação Corumbataí. Inclusões fluidas de salinidade baixa indicariam paleofluidos de origem meteórica. Paleotemperaturas maiores que 200°C na Formação Teresina são relativamente altas para serem alcançadas somente por soterramento na borda leste da Bacia do Paraná. O mesmo acontece para a ocorrência de interestratificados de esmectita-ilita, que requerem temperaturas entre 80 e 125°C. A ampla área de ocorrência e o registro destas paleotemperaturas em veio de calcita em dique básico permitem atribuí-las ao aquecimento pelo magmatismo Serra Geral durante o Eocretáceo. Fluidos com diferentes salinidades em áreas adjacentes indicam a falta de comunicação horizontal e restrição dos paleofluidos a caminhos verticais de migração. Assim, a migração seria principalmente vertical e ocorreria em compartimentos separados por falhas e zonas de fraturas verticais geradas ou reativadas durante os eventos tectônicos do Permo-Triássico e Cretáceo. Os veios beef estariam associados a compartimentos com sobrepressão na Formação Teresina, que permitiram a saída de águas de poro de alta salinidade, possivelmente combinada com a geração e expulsão de hidrocarbonetos durante o magmatismo Serra Geral. Fraturas verticais de direção NW a NNW e NE a NNE seriam os principais caminhos de migração dos fluidos aquosos de poros e de hidrocarbonetos, além de permitirem a entrada de água meteórica em zonas mais profundas. Essas fraturas estariam associadas principalmente à descontinuidades do embasamento reativadas, onde as falhas da Jacutinga (NE) e de Guapiara (NW) representariam as principais estruturas da área estudada. O betume sólido que preenche fraturas de direção NW na Formação Teresina corresponderia a hidrocarbonetos líquidos termicamente alterados (pirobetume) pelo magmatismo Serra Geral. A espessura reduzida das unidades sedimentares situadas entre a Formação Teresina e as rochas magmáticas da Formação Serra Geral no flanco norte do Arco de Ponta Grossa, nas áreas de Jacarezinho-Joaquim Távora (PR) e de Taguaí-Fartura (SP), propiciaria efeito térmico mais intenso da capa de basalto sobre a Formação Teresina. / The Permian Teresina Formation in the eastern flank of the Paraná Basin stands out due to the diversity and high content of autigenic products. These products include pervasive calcedony and cements and veins of quartz and calcite, associated with other autigenic minerals that comprise barite, celestite, analcime, dolomite, illite-smectite interstratification and saponite. The Teresina Formation also stands for the occurrence of several horizontal parallel-bedding calcite veins (beef veins), besides solid bitumen and light hydrocarbons. Petrographic analysis under optical microscope and scan electron microscope coupled with an EDS attachment were used to recognize autigenic minerals and their textural relationships. Fluid inclusions analysis were performed in the main autigenic minerals (calcite and quartz) to estimate paleotemperatures and to acquire the composition of aqueous paleofluids and hydrocarbons. The intense silicification of the limestones of the Teresina Formation would have happened during eodiagenesis, possibly associated with hydrothermal events. The reactivation of deep faults due to, the propagation of intraplate stress from the La Ventana Orogeny in the southern border of Gondwana and the Araguainha impact event would have caused important thermal alterations in a wide area of the basin, promoting hidrothermal activity during the Permo-Triassic. Barite, dolomite and blocky calcite paragenesis in dissolution cavities from brecciated nodular chert and spar calcite, barite, celestite and high temperature analcime paragenesis in recrystallized limestone are in agreement with a possible hydrothermal origin. Homogenization temperatures of fluid inclusions from calcite and quartz show that the Teresina Formation and the Corumbataí Formation, which is correlated to the Teresina Formation in the northern portion of the studied area, reached temperatures of at least 200°C, possibly until 400°C. Patch twins in calcite veins also indicate deformation under temperatures above 200°C. The Teresina and Corumbataí formations record inclusions in calcite and quartz with low (0-5 wt.%NaCl eq.) to high (20-25 wt.%NaCl eq.) salinity aqueous paleofluids. The high salinity aqueous inclusions associated with light hydrocarbons inclusions indicate migration of deep buried paleofluids in fractures zones within the Corumbataí Formation. The low salinity aqueous fluids suggest the input of meteoric water to deep zones. Paleotemperatures higher than 200°C in the Teresina Formation are relatively high to be reached by burial in the eastern border of the Paraná· Basin. The same is interpreted through the occurrence of cements made by illite-smectite interstratification, which requires temperatures between 80 and 125°C. These paleotemperatures are attributed to the heating due to the Serra Geral magmatism during the Early Cretaceous. Fluids with different salinities in neighbor areas show the lack of horizontal fluid flux communication. Thus, fluid migration would be mainly vertical and restricted to compartments separated by faults or vertical fracture zones generated or reactivated by tectonic events during Permo-Triassic and Cretaceous. The beef veins indicate the development of overpressured compartments in the Teresina Formation, which allowed the output of buried high salinity pore waters, combined with hydrocarbon generation and expulsion during the Early Cretaceous Serra Geral heating event. Vertical NW to NNW and NE to NNE fractures would be the main pathways for the migration of buried pore waters and hydrocarbons, besides the input of meteoric water. These fractures would be associated to the reactivation of basement discontinuities. The Jacutinga (NE) and Guapiara (NW) faults and associated fractures would represent the main pathways for fluid migration in the studied area. The solid bitumen filling NW fractures in the Teresina Formation would correspond to thermally altered liquid hydrocarbons (pyrobitumen). The reduced thickness of the stratigraphical units between the Teresina and Serra Geral formations in the northern flank of the Ponta Grossa Arch, which includes the Jacarezinho- Joaquim Távora (PR) and Taguaí-Fartura (SP) areas, improved the thermal effect of the basalt cap on the underlying Permian units, allowing a high temperature regional thermal background.

A Formação Serra Alta é constituída por uma sequência de folhelhos e siltitos cinza supostamente de origem marinha. Esta unidade é uma potencial rocha geradora de hidrocarbonetos e zona preferencial para alojamento de sills associados ao magmatismo Serra Geral. Visando a caracterização do potencial gerador de hidrocarbonetos, a evolução térmica e os paleofluidos diagenéticos da Formação Serra Alta, foram realizadas medidas de concentração de carbono orgânico total (COT) e hidrogênio (H) em amostras coletadas em afloramentos e estudos isotópicos e de inclusões fluidas em materiais diagenéticos. Os teores de carbono orgânico total (COT) e hidrogênio (H) para as amostras de folhelhos da Formação Serra Alta estão situados entre 0,1 e 0,5% e entre 0,24 e 3,20%, respectivamente. Os dados microtermométricos apresentaram temperaturas de homogeneização (Th) que variaram de 55 a 220°C, temperaturas eutéticas (Te) de -57,5 a -49,5ºC (sistema H2O + NaCl + CaCl2) e temperaturas de fusão do gelo (Tfg) de -2,5 a 1,0°C, indicativas de salinidades baixas, entre 0 e 4,2% em peso de NaCl equivalente. Os resultados de \'\'delta\'\' POT.13\'\'C IND.PDB\' e \"delta\'\'POT.18\' \'O IND.PDB\' das amostras de veio e cimento de calcita demonstram valores negativos (%o), tanto para \'delta\'\'POT.13\' C quanto para \'delta\'\'POT.18 O. Enquanto os valores de \'delta\'\'POT.13\'\' C IND.PDB\' do cimento dos folhelhos da Formação Serra Alta variam entre -8,6 e -2,3%o, os veios de calcita apresentam uma estreita faixa de valores entre -5,1 e -3,7%o. Os teores de COT indicam potencial de geração de óleo e gás considerado baixo para os folhelhos da Formação Serra Alta. As características das inclusões (monofásicas associadas a bifásicas com pequena variação nas proporções volumétricas entre as fases), as salinidades relativamente constantes associadas às grandes variações em Th são indicativos de aprisionamento em zona freática de baixa temperatura (<50°C) com posterior reequilíbrio térmico causado por stretching devido ao soterramento e à presença de corpos ígneos. Os pleofluidos aquosos aprisionados como inclusões em zona de baixa temperatura, antes do pico térmico do Cretáceo, explicariam a ausência de inclusões fluidas primárias de hidrocarbonetos nos veios de calcita. As Th acima de 150ºC indicam elevada maturidade térmica alcançada pela Formação Serra Alta em função do soterramento e do magmatismo Serra Geral. Estes resultados são semelhantes aos obtidos para as formações adjacentes (Irati e Teresina) à Formação Serra Alta. Valores de \'delta\'\'POT.13\'\'C IND.PDB\' e \'delta\'\'POT.18\'\'O IND.PDB\' para o cimento carbonático dos folhelhos, revelam duas gerações ou duas fases de precipitação distintas da calcita. A primeira geração compatível com assinatura isotópica próxima ao fluido marinho original (\'delta\'\'POT.13\' C entre -2,3 e -4,6%o e \'delta\'\'POT.18\'O entre -7,6 e 1,4%o) e a segunda geração compatível com assinatura isotópica de um fluido diagenético de origem meteórica (\'delta\'\'POT.13\' C entre -6,2 e -8,6%o e \'delta\'\'POT.18\'O entre -8,4 e -4,1%o). Assim, a hipótese de origem meteórica para os fluidos percolantes nas fraturas corrobora a salinidade baixa registrada nas inclusões fluidas dos veios de calcita, mas com alguma influência ou modificação por meio de fluidos pré-existentes, que interagiram com carbonatos marinhos das unidades estratigráficas adjacentes (formações Irati e Teresina) à Formação Serra Alta. / The Serra Alta Formation at the eastern border of the Paraná Basin consists of a sequence of gray shales and siltstones presumably of marine origin. This unit is a potential source rock for hydrocarbons and preferred area for hosting sills associated with the early Cretaceous Serra Geral magmatism. In order to characterize the hydrocarbon generation potential, the thermal evolution and diagenetic paleofluids of the Serra Alta Formation, were performed measurements of concentration of total organic carbon (TOC) and hydrogen (H), in shale samples collected from outcrops, and isotope and fluid inclusions studies on diagenetic calcite. The total organic carbon (TOC) and hydrogen (H) contents for shale samples of the Serra Alta Formation lie between 0.1 and 0.5% and between 0.24 and 3.20% respectively. The microthermometry data show homogenization temperature (Th) ranging from 55 to 220°C, eutectic temperature (Te) from -57.5 to -49.5°C (H2O + CaCl2 + NaCl system) and ice melting temperatures from -2.5 to 1.0°C, indicative of low salinity between 0 and 4.2 wt. % of NaCl equivalent. \'delta\'\'POT.13\'\'IND.CPDB\' and \'delta\'\'POT.18\'O IND.PDB\' results from samples of calcite cement and veins demonstrate negative values (%o), both for \'delta\'\'POT.13\'C and for \'delta\'\'POT.18\'O. While the values \'delta\'\'POT.13\'C IND.PDB\' cement of the Serra Alta Formation shales vary between -8.6 and -2.3%o, the calcite veins have a narrow range of values between -5.1 and -3.7%o. The TOC content indicate that the shales of the Serra Alta Formation have low potential for oil and gas generation. The association of one-phase and two-phase fluid inclusions with small variations in volumetric ratio between phases and the relatively constant salinity associated with large variations in Th are indicative of fluid trapping in low temperature (<50°C) groundwater zone, with subsequent thermal reequilibrium caused by stretching due to burial and the presence of igneous bodies. The fluid trapping at this low temperature zone, before Cretaceous thermal peak, would explain the absence of hydrocarbon primary fluid inclusions in the calcite veins. Temperatures of homogenization higher than 150ºC indicate high thermal maturity achieved by the Serra Alta Formation due to burial and the Serra Geral magmatism. These results are similar to those obtained for the adjacent formations (Irati and Teresina) of the Serra Alta. \'delta\'\'POT.13\'C IND.PDB\' and \'delta\'\'POT.18\'O IND.PDB\' values for carbonate cement reveal two generations or two distinct phases of calcite precipitation. The first generation is compatible with isotopic signature close to the original marine carbonate (\'delta\'\'POT.13\'C between -2.3 and -4.6%o and \'delta\'\'POT.18\'O between -7.6 and 1.4%o) and the second generation is compatible with isotopic signature of a diagenetic fluid of meteoric origin (\'delta\'\'POT.13C between -6.2 and -8.6%o and \'delta\'\'POT.18\'O between -8.4 and -4.1%o). Thus, the meteoric origin for the paleofluids percolating in fractures corroborates the low salinity recorded in fluid inclusions from veins of calcite, but with some influence of paleofluids, which interacted with marine carbonates of stratigraphic units (Irati and Teresina formations) adjacent to the Serra Alta Formation.