Este trabalho descreve atividades relacionadas à solda anódica (chamada também de adesão anódica ou solda eletrostática), enfatizando a solda Si-vidro e Si-Si com camada intermediária de vidro. Após uma introdução ao processo e suas aplicações, são descritos os principais aspectos físicos deste tipo de adesão, e comentados os métodos e resultados disponíveis na literatura. Também é descrita uma proposta de modelamento da adesão anódica composto pela interpretação de outros autores somada à nossa visão sobre o processo. Na parte experimental, descrevemos a montagem do arranjo utilizado para a realização de adesões Si-vidro com monitoramento das grandezas elétricas e da propagação da frente de adesão durante os experimentos. Este mesmo arranjo, com pequenas modificações, foi utilizado para adesões Si-Si com camada intermediária de vidro, neste caso com acompanhamento das medidas elétricas. Nas adesões Si-Pyrex(7740) realizadas constatamos a possibilidade de obtenção de adesões totais (100% das superfícies aderidas) quando utilizamos diferentes limpezas para o vidro (etapas da limpeza RCA) e diferentes condições para as superfícies do Si (hidrófoba e hidrófila). Obtivemos ainda forças de adesão por unidade de área aderida maiores que 3.8 MPa para os pares Si-Pyrex aderidos. A densidade de corrente durante a adesão pode ser obtida a partir das medidas de corrente e da variação da área aderida durante as soldas Si-Pyrex, trazendo uma descrição dos instantes iniciais da adesão, diferente das propostas na literatura. Obtivemos filmes de Pyrex(7740) sobre lâminas de Si para a adesão Si-Si com camada intermediária de vidro através da deposição por "eletron-beam", que demonstram ser de grande utilidade neste tipo de adesão. Estes filmes foram depositados em taxas de 0.2nm/s sem trincas ou desprendimento do filme. Por outro lado, não obtivemos sucesso na adesão Si-Si com camada intermediária utilizando lâminas de Si com os filmes de vidro 7570 Iwaki depositados através de "eletron-beam" ou "laser-ablation". Além desses resultados teóricos e experimentais, o trabalho contém sugestões para procedimentos de análise e possíveis modificações nos casos em que os objetivos propostos não foram totalmente atingidos.

O principal desafio na tecnologia de processamento de materiais compósitos estruturais é a obtenção de uma adequada interface/interfase entre o reforço e a matriz. Um método para modificar e controlar as propriedades físicas desta região interfacial é pela aplicação de um sizing (recobrimento) na superfície do reforço, antes de sua impregnação com a matriz polimérica. Atualmente, as poliimidas (PI) têm sido utilizadas como sizing, devido às suas altas temperaturas de transição vítrea (210 - 430C ou superior) e de decomposição (> 500C). Outra forma de utilização das PI como interfase está no emprego de uma técnica de processamento de compósitos termoplásticos bastante inovadora: a pré-impregnação via suspensão polimérica. Esta técnica envolve a impregnação do reforço, pelo contato deste em uma suspensão aquosa das partículas davmatriz polimérica de impregnação. Uma vez que, a fabricação de compósitos termoplásticos é dificultada pela alta viscosidade das matrizes fundidas, este método mostra-se bastante atrativo como uma alternativa às técnicas tradicionais de processamento. Além disso, a utilização do precursor da PI, os poli(ácido âmico) (PAA), como agentes responsáveis para promover a suspensão das partículas da matriz polimérica no sistema de pré-impregnação, oferece a vantagem deste, atuar como formador da região interfacial em compósitos. O objetivo do presente trabalho é comparar duas técnicas de processamento de compósitos termoplásticos: por moldagem por compressão a quente e por suspensão polimérica e analisar a influência da região interfacial formada na resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) dos compósitos preparados. Neste trabalho foram feitas cinco diferentes sínteses de PAA para a utilização no processo de pré-impregnação via suspensão polimérica, pela variação dos dianidridos (BTDA e PMDA) e das diaminas (DHPr, ODA, DDS, Bis-P). O sucesso das síntese e da conversão dos PAA em PI foi confirmado por análise de DSC, TG, MEV, FTIR, GPC e RMN de sólidos. A partir dos PAA sintetizados foram preparadas suspensões com os polímeros PEEK, PPS, PEI e nylon 6/6, que foram utilizadas na preparação de pré-impregnados com tecidos de fibras de carbono. Os resultados de ILSS dos laminados obtidos pelas duas técnicas mostram que, de uma maneira geral, as PI formaram uma região interfacial que melhorou a adesão da fibra de carbono com as matrizes poliméricas estudadas.

No processamento de compósitos poliméricos de alto desempenho a fibra de carbono (FC) é um reforço muito utilizado por oferecer vantagens como altos valores de resistência mecânica e de módulo de elasticidade e baixa massa específica, além de propriedades como inércia química, resistência térmica e condutividade elétrica. Entretanto sabe-se que, a FC possui baixa molhabilidade por determinadas matrizes poliméricas dificultando a adesão fibra-matriz, que é fator determinante para o sucesso da aplicação dos compósitos. Para minimizar essa limitação utiliza-se tratamentos de superfície nas fibras visando melhorar a adesão fibra-matriz e, conseqüentemente, as propriedades finais desses materiais. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo a avaliação do efeito do tratamento da superfície da FC com ácidos clorídrico e nítrico e, também, com plasmas frios de argônio e de oxigênio. As fibras de carbono tratadas foram avaliadas por microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia fotoeletrônica de raios-X e ensaios de resistência à tração, sendo esses últimos analisados pela estatística de Weibull. Compósitos foram preparados pelo uso das fibras tratadas e de matrizes termoplásticas de poli (éter-éter-cetona), poli (éter-imida) e poli (sulfeto de fenileno), e avaliados por ensaios de resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS). Correlacionando-se os resultados obtidos, conclui-se que os tratamentos de superfície utilizados mudaram tanto a rugosidade como a natureza química da superfície das fibras. O tratamento com o ácido nítrico foi o que provocou as mais significativas mudanças químicas na fibra de carbono e os melhores resultados nos ensaios de resistência ao cisalhamento interlaminar.

O presente trabalho tem por objetivo estudar e desenvolver uma argamassa polimérica de características elastoméricas utilizada na fabricação dos chamados "lábios poliméricos" para juntas de dilatação elásticas. Esta argamassa é formada por um pré-polímero de uretano, cargas minerais, pigmento, solvente e agente de cura amínico. Com intuito de estudar esta argamassa, foram realizados ensaios mecânicos como: resistência à tração, alongamento, compressão e dureza, de modo a se compararem os resultados obtidos aos de uma argamassa elastomérica similar. Também são estudadas as propriedades dinâmico-mecânicas do elastômero e da argamassa pela Análise Térmica Dinâmico-Mecânica (DMTA). Estes ensaios têm por objetivo comprovar que a amina aromática líquida, ETHACURE 300, utilizada como agente de cura neste trabalho pode substituir, a amina aromática MOCA, que é a mais utilizada mundialmente na obtenção de elastômeros de alto desempenho, mas que, no entanto, é sólida à temperatura ambiente, o que a torna inadequada para trabalhos em campo, além de ser agente cancerígeno. Devido aos diversos problemas com adesão apresentados pelo concreto, um outro objetivo deste trabalho é comprovar o aumento da adesão ao concreto através de aditivos com base em compostos organo-silânicos. Para compreender melhor a atuação destes aditivos os mecanismos de adesão da argamassa elastomérica ao concreto, também foram estudados. A argamassa elastomérica, alvo deste estudo, demonstra apresentar flexibilidade, alongamento, baixa perda por abrasão e cura no mínimo duas vezes mais rápida em relação à argamassa epoxídica, utilizadas para o mesmo fim. Este trabalho também demonstra que o ETHACURE 300 pode substituir o MOCA, pois apresenta propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas (DMTA) similares. Por outro lado, verifica-se o aumento da adesão da argamassa ao concreto, em até 94 %, com o uso de aditivos promotores de adesão com base em compostos organo-silânicos.

Ligas de alumínio são extensamente usadas em partes aeronáuticas devido às boas propriedades mecânicas e baixa densidade. Estas partes devem ser unidas para formar conjuntos maiores. Uma junta estrutural é definida como um segmento de estrutura que provê um meio de transferir carga de um elemento estrutural para outro. A maioria das juntas aeronáuticas é mecanicamente fixada com múltiplos prendedores (parafusos ou rebites). Estas juntas apresentam uma alta concentração de tensões ao redor do prendedor, porque a transferência de carga entre elementos da junta acontece em uma fração da área disponível. Por outro lado, as cargas aplicadas em juntas adesivas são distribuídas sobre toda a área colada e reduz os pontos de concentração de tensão. Juntas são a fonte mais comum de falhas estruturais em aeronaves e quase todos os reparos envolvem juntas. Portanto, é importante entender todos os aspectos de projeto e análise de juntas. O objetivo deste trabalho é comparar juntas estruturais de ligas de Al2024-T3 em três condições: juntas mecanicamente rebitadas, juntas coladas e uma configuração híbrida rebitada e colada. Foi usada a norma NASM 1312-4 para confecção dos corpos-de-prova. Além disso, foram conduzidos testes de fadiga, sob amplitude de carregamento constante e relação de tensão igual a 0.1, para avaliar a eficiência dos elementos estruturais durante sua vida em serviço. Os resultados mostraram que a configuração híbrida apresenta maior resistência estática e uma vida em fadiga superior às demais configurações.