Resumo: Armas de fogo têm sido usadas em periódo dificeis da história, nos quais conflitos entre países têm ocorrido, ou no cotidiano cada vez amis violento das grandes cidades. Neste sentido, a blindagem de veículos, aeronaves e de pessoas é uma necessidade cada vez maior. Das cerâmicas utilizadas para esse fim, o carbeto de silício tem um excelente desempenho devido à alta dureza e baixa densidade. O objetivo desse trabalho é otimizar a manufatura de cerâmicas de carbeto de silício feitas de matéria prima nacional, caracterizá-las tanto quanto comparar suas características com aquelas de material importado, visando sua aplicação em blindagem balística pessoal ou de veículos leves. a fim de proporcionar independência tecnológica nessa área. Foram confeccionadas cerâmicas de carbeto de dilício de dois tipos de pós: um nacional Microservice e importado - H. C. Starck. As cerâmicas foram conformadas por prensagem uniaxial, seguida de prensagem isostática e sinterização com fase líquida, utilzando YAG como aditivo de sinterização. A caracterização das cerâmicas foir formada por: ensaios de flexão por quatro pontos, medidas de densidade, testes de dureza e ceramografia. As cerâmicas confeccionadas com o SiC H. C, Starck apresentaram maior densidade e maior resistência mecânica do que as demais. Enquanto que, as amostras nas quais o SIC da Microservice associado a 10% de YAG como aditivo foi usado, demostraram a mais alta homogeneidade e valores de resistência mecânica e dureza os mais próximos aos valores daquelas feitas com matéria-prima importada. Esses resultados mostram que é possível usar cerâmicas feitas com o SIC nacional para propósitos de blindagem balística. / Abstract: Firearms have beem used either in hard periods of history, in which conflicts between countries have occurred, or in the everyday life of the large cities, wich are more and more violent. Thus, the protection of vehicles, aircraft and people is an increasing need. Among ceramics used for this purpose, silicon carbide has an excellent performane due to its high hardness and low density. The goal of this work is to optimize the manufacture of the silicon carbide ceramics made from Brazilian raw-materials, characteriza them as well as to compares their characteristics with those form imported raw-material, aiming their application in personnel or in light vehicles armor to provide technological independence in this field. Silicon carbide ceramics were made of two kinds of powders: Brazilian - Microservice and importe - H. C. Starck. The ceramics were shaped by uniaxial pressing, followed by isostatic pressing, and liquid phase sintering using YAG as an sintering additive. The characterization of the ceramics was consisted of the four-point flexural tests, measurements of density, hardness testsm and ceramography. The ceramics made of SIC H.C. Starck presentes higher density and higher mechanical resistance than the others. While the samples of ceramicsm in wich the SIC of Microservice and a 10-percent of YAG as an additive was used, presented the highest homogeneity and mechanical resistance and hardness values closets to the values from those made of importes raw-materials. These results show it is possible to use ceramics, made of Brazilian sources for ballistica armor purposes. / Orientador: Elson de Campos / Coorientador: Demétrio Bastos Neto / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Francisco Cristovão L. de Melo / Banca: Gustavo Pain Valença / Banca: Olivério Moreira de Macedo Silva / Doutor

Resumo: Neste trabalho, estudou-se a influência de adições de 4, 6, 8, 10 e 12% Ag (m/m) na cinética de precipitação e na resistência de polarização da liga Cu-6%Al, utilizando-se análise térmica diferencial (DTA), difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise por dispersão de energias de raios X (EDX), medidas de variação da microdureza com a temperatura e o tempo, medidas de potencial em circuito aberto com o tempo (OCP) e curvas de polarização potenciodinâmica (PDS) em solução de NaCl 3,5%(m/v). Os resultados obtidos para as ligas contendo prata foram comparados com aqueles obtidos para as ligas Cu-6%Al. Observou-se que a adição de prata possibilita uma resposta ao tratamento de endurecimento por precipitação nessa liga. A precipitação da prata ocorre preferencialmente nos contornos de grão da fase matriz e o máximo da precipitação foi observado no intervalo de 300 a 500 oC. A formação da fase rica em Ag segue dois processos diferentes, que dependem de concentração de Ag. Para as ligas contendo 4 e 6%Ag a formação de precipitados ocorre por um mecanismo de segunda ordem na velocidade de reação, enquanto que para ligas com 8, 10 e 12%Ag, o mecanismo é de ordem zero. O valor da energia de ativação para o processo de ordem zero foi aproximadamente 50% maior que aquele obtido para o processo de segunda ordem. A análise de variância apresentou uma diferença estatisticamente significativa entre os valores de Rp das ligas estudadas. Esta diferença, indicada pelo teste de Tukey, foi quantificada com intervalos de confiança de 95% para as médias de resistência de polarização populacionais. A resistência à corrosão nessas ligas diminuiu com o aumento da concentração de Ag no sistema. A liga Cu-6%Al (sem adições de Ag) apresentou maior resistência de polarização. / Abstract: In this work the effect of 4, 6, 8, 10 and 12wt.%Ag addition on the aging characteristics of the Cu-6%Al alloy and the silver precipitation were studied by microhardness changes measurements with temperature and time, differential thermal analysis (DTA), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and X-ray diffractrometry (XRD). The influence of the Ag content on the alloys corrosion resistance was investigated using electrochemical methods in 3.5%NaCl solution. Open circuit potential (OCP) with time and potentiodynamic direct scanning (PDS) were carried out and the experimental results were analyzed using statistical methods. Regression analysis, variance analysis (one-way ANOVA) and confidence intervals were applied to obtain the different kinetic parameters associated with corrosion resistance for these alloys. The results obtained for the alloys with Ag additions were compared with those obtained for the Cu-6%Al. These results showed that the silver addition enable a response to an age hardening treatment in the Cu-6%Al alloy. The silver precipitation occurs preferentially at the grain boundaries in the matrix, and the precipitation maximum occurred in the temperature range from 300 to 500 oC. The Ag-rich phase formation follows two different processes depending on Ag concentration. For alloys with 4 and 6wt%Ag the precipitation formation occurs as a second-order reaction mechanism while for alloys with 8, 10 and 12wt.%Ag a zero-order reaction was observed. The activation energy value for the zero order process is about 50% larger than that obtained for the second order process. The variance analysis indicated a statistically significant difference between alloys with respect to Rp This difference indicated by the Tukey test was quantified buy confidence intervals of 95 % for the populational polarization resistance averages and the populational corrosion potential. The corrosion resistance in these alloys. / Orientador: Antonio Tallarico Vicente Adorno / Coorientador: Cecílio Sadao Fugivara / Banca: Marisa Veiga Capela / Banca: Sebastião Elias Kuri / Mestre

Orientador: Peterson Luiz Ferrandini / Banca: Luiz Rogério de Oliveira Hein / Banca: Carlos Triveno Rios / Resumo: O nitinol (NiTi) é uma das ligas mais empregadas entre aquelas que apresentam o efeito de memória de forma. A produção da liga por metalurgia do pó é uma alternativa às limitações das ligas fundidas, mas apresenta algumas limitações. O objetivo deste trabalho foi obter a liga NiTi via metalurgia do pó, combinando temperatura e tempo de sinterização para produzir uma liga com baixo volume de fases secundárias e óxidos e a martensita como fase principal à temperatura ambiente. Os pós de níquel e titânio foram pesados na proporção 50,5% Ni - 49,5% Ti (% at) e misturados mecanicamente por 2 horas. A mistura foi compactada uniaxialmente sob três tensões consecutivas: 1000, 750 e 500 MPa, relaxando o sistema em cada carga. Em seguida as amostras foram sinterizadas a 930°C, por períodos de 20, 30, 40 ou 50 horas. Após a determinação da melhor rota de sinterização, as amostras foram submetidas à deformação mecânica a quente, utilizando deformações reais de 31% ou 98%. As amostras foram submetidas a alguns tratamentos térmicos: o recozimento foi realizado a temperaturas de 500 °C e 700 °C e a solubilização a 930 °C. A caracterização das amostras foi realizada por microscopia óptica e MEV, difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial e ensaio de microdureza. Em relação à rota de sinterização, o melhor resultado foi obtido utilizando-se tempo de sinterização de 50 horas, com a fase martensítica predominante e ausência de pó residual. As fases intermetálicas secundárias obs... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nitinol (NiTi) is one of the most used alloys that exhibit the shape memory effect and powder metallurgy is an alternative to overcome the casting limitations, but some details need to be checked. The aim of this work is to obtain NiTi by powder metallurgy, determining the best combination of sintering time and sintering temperature to produce an alloy with low volume fraction of secondary intermetallic phases and oxides and martensite as the main phase at room temperature. Ni and Ti elemental powders were weighted in order to get the 49.5% Ti - 50.5%Ni (% at) composition and mechanically mixed for 2 hours. The mixed powder was then uniaxially die compacted under the following condition: 1000 MPa, 750 MPa and 500 MPa. After every stress was applied, the system was relaxed. The sintering was performed under an argon atmosphere at 930°C for: 20, 30, 40 and 50 hours. After determining the best sintering route, hot rolling was applied to the samples, using real deformation of 31% and 98%. The samples were submitted to heat treatments: annealing was performed at 500 °C and 700 °C and solubilization was performed at 930 °C. The samples were characterized using optical microscopy, scanning electron microscope, x-ray diffraction and differential scanning calorimetry (DSC). The best route obtained was 50 hours of sintering time, which resulted in the lowest volume of secondary intermetallic phases and no unreacted powder. The intermetallic phases formed were Ni3Ti and Ni4Ti3. The dens... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: O Brasil ainda não produz a liga Ni - Ti em escala comercial, importando grande parte dos produtos à base de Ni - Ti voltados à área médica. O grande custo envolvido na importação destes produtos estimula a tentativa de desenvolvimento nacional desta liga. Assim, esta pesquisa objetivou a caracterização de ligas Ni-Ti-Mo, Ni-Ti-Ta e Ni-Ti-Mo-Zr produzidas por meio de moagem de alta energia e subseqüente prensagem a quente. A caracterização dos produtos moídos e prensados a quente foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, espectrometria por dispersão de energia. Os resultados indicaram que a formação dos compostos intermetálicos, como o Ni3Ti, NiTi e NiTi2, ocorreram nos estágios iniciais de moagem. Em todas as misturas constituídas de pós, os tamanhos de suas respectivas partículas foram aumentados, e a distância entre as lamelas foram reduzidas para longos períodos de moagem. Este fato ocorreu devido ao mecanismo de solda fria entre as partículas dúcteis, que foram totalmente revestidas em suas superfícies esféricas. O rendimento da mistura de Ni-Ti-Mo, Ni-Ti-Ta e Ni-Ti-Mo-Zr aumentou após a moagem molhada. A prensagem a quente contribuiu para a obtenção de estruturas homogêneas e a consolidação dos pós de Ni-Ti-Mo, Ni-Ti-Ta e Ni-Ti-Mo-Zr moídos. No caso das ligas Ni-45Ti-5Mo e Ni-40Ti-10Mo, o composto Ni-Ti foi identificado na estrutura de ambas as ligas, enquanto que as fases Ni3Ti e NiTi2 foram formadas nas microestruturas das ligas Ni-45Ti-5Mo e Ni-40Ti-10Mo. Estas fases intermetálicas dissolveram teores de molibdênio inferiores a 2,1 %-at. Além disso, foi encontrada a presença de precipitados ricos em molibdênio com teores (%-at) próximos de 16Ni-25Ti-59Mo.Não foi encontrada variação significativa dos valores médios de dureza Vickers relacionadas a estas ligas ternárias, após o aumento da ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Brazil not yet product the Ni - Ti alloy commercially, importing the most products of the Ni-Ti of the medical area. The high cust to wrap up in the importation this products encourage the development national this alloy. In this way, this work aimed the characterization of Ni-Ti-Mo, Ni-Ti-Ta and Ni-Ti-Mo-Zr alloys produced by high-energy ball milling and subsequent hot pressing. The milled and hot-pressed materials were characterized by, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, energy dispersive spectrometry. Results indicated that the formation of intermetallic compounds such as Ni3Ti, NiTi and NiTi2 occurred at the initial milling stages. For all the powder mixtures, it was noted that the powder sizes were increased and the distance between lamellas were reduced for longer milling times. This fact occurred due to excessive cold welding mechanism between ductile particles, which were coated fully the vial and balls surfaces. The yield of Ni-Ti-Mo, Ni-Ti-Ta and Ni-Ti-Mo-Zr powders was increased after wet milling. The hot pressing of milled Ni-Ti-Mo, Ni-Ti-Ta and Ni-Ti-Mo-Zr powders contributed for obtainment of homogeneous structures containing amounts of pores lower than 1%. In Ni-45Ti-5Mo and Ni-40Ti-10Mo alloys, the NiTi compound was identified in structure of both the alloys while that the Ni3Ti and NiTi2 were formed in microstructures of the Ni-45Ti-5Mo and Ni-40Ti-10Mo, respectively. These intermetallic phases dissolved molibdenum contents lower than 2.1 at-%. Moreover, it was noted the presence of Mo-rich precipitates with contents close to 16Ni-25Ti-59Mo (at-%). No significant variation of average Vickers hardness values was noted in Ni-Ti-Mo alloys for increased Mo addition up to 10 at-%. In Ni-Ti-Ta alloys, the NiTi and Ni3Ti phases were formed in microstructures of the hot-pressed Ni-48Ti-2Ta and Ni-45Ti-5Ta alloys, while that the Ni3Ti phase was found in ... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Alfeu Saraiva Ramos / Coorientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Renata Amadei Nicolau / Mestre

Orientador: Marcos Valerio Ribeiro / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Amauri Hassui / Resumo: Atualmente, dentre os tipos de metais utilizados na indústria metal-mecânica, as ligas de alumínio têm sido largamente utilizadas, principalmente na indústria aeroespacial, devido suas propriedades físicas e mecânicas. As ligas de alumínio mais utilizadas são as da série 7000, as quais apresentam ótimas propriedades após o tratamento térmico, sendo o Zn o seu principal elemento de liga seguido de Mg, Cu e Cr. Nas operações de usinagem existentes, o torneamento permanece como a operação mais importante no trabalho destas ligas, onde o aumento da produtividade e a redução dos custos de fabricação são a chave para o sucesso dos negócios. Testes de laboratório realizados anteriormente mostraram que a redução da temperatura de corte se apresenta como um fator importante para o aumento da vida da ferramenta. Em contrapartida, na última década, algumas pesquisas tiveram como meta restringir ao máximo o uso de fluidos refrigerante e/ou lubrificante na indústria metal-mecânica. Dentre os fatores que justificaram esse procedimento estão os custos operacionais da produção, as questões ecológicas acompanhadas das exigências legais de conservação do meio ambiente e a preservação da saúde do ser humano. Desta maneira, a técnica da mínima quantidade de fluido (MQF) ganhou espaço, baseada também na necessidade do uso de lubrificantes ecologicamente corretos e com altíssima taxa de redução de calor. O trabalho proposto visa estudar a influência da aplicação das técnicas de lubrirefrigeração abundante e de mínima quantidade de fluido (MQF) no processo de torneamento da liga de alumínio AA 7075, estabelecendo uma relação entre o comportamento da rugosidade, forma do cavaco e o desgaste da ferramenta de corte. Através dos resultados deste trabalho foi possível... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Currently, among the types of metals used in metalworking industry, aluminum alloys have been widely used, especially in the aerospace industry because of their physical and mechanical properties. Aluminum alloys are the most commonly used 7000 series, which have excellent properties after heat treatment, the Zn being the main alloying element followed by Mg, Cu and Cr. In existing machining operations, turning remains the most important operation in the work of these alloys, where increasing productivity and reducing manufacturing costs are the way to business success. Laboratory tests have shown previously that reducing the cutting temperature is presented as an important factor for increasing the tool life. In contrast, in the last decade, some research had the goal much to restrict the use of refrigerant fluids and / or lubricant in metalworking industry. Among the factors that justified this procedure are operational costs of production, ecological issues accompanied by the legal requirements of environmental conservation and preservation of the health of human beings. Thus, the technique of the minimum quantity of fluid (MQF) gained space, also based on the need to use environmentally friendly lubricants and with high reduction ratio of heat. The proposed work aims to study the effect of applying the techniques of lubrication and cooling wet and minimal quantity of fluid (MQF) in the process of turning aluminum alloy AA 7075, establishing a relationship between the behavior of the roughness, chip and wear of the cutting tool. Through the results of this study has shown the potential use of the technique of minimal quantity of fluid (MQF) in machining of aluminum alloy AA 7075, considering his behavior was not below in relation to tool wear, the roughness of surfaces and the chip formed when compared... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marco Antonio Bottino / Banca: Pedro Tortamano Neto / Banca: Orlando Magalhães Filho / Banca: José Eduardo Junho de Araujo / Banca: Ruy Fonseca Brunetti / Resumo: Foi feita uma análise das discrepâncias de assentamento ocorridas na cimentação de coroas totais metálicas aliviadas ou não, internamente, sobre preparos com término cervical em chanfro; linha zero ou lâmina de faca; plano inclinado em 135°; ombro reto ou degrau em 90° e ombro reto ou degrau em 90°, associado a um bisel em 45°. Empregaram-se quatro tipos de cimentos, sendo três classificados como temporários à base de óxido de zinco e eugenol (Temp Bond e Provy) e outro sem eugenol (Temp Bond NE); e um quarto indicado para cimentações definitivas, cimento de Fosfato de Zinco. Idealizou-se modelos-padrão usinados em aço inoxidável, com características de um preparo para coroa total metálica em um primeiro molar inferior variando-se os términos cervicais conforme estabelecido. Foram obtidas cápsulas metálicas usinadas em aço inoxidável e perfeitamente adaptadas aos modelos-padrão com os términos cervicais correspondentes, nas condições de estarem aliviadas internamente ou não. Empregou-se uma técnica de cimentação padronizada para assentamento destas cápsulas metálicas nos modelos-padrão respectivos. Através de metodologia original promoveu-se a mensuração da discrepância de assentamento nos corpos-de-prova, com o aparelho Metroscópio Horizontal. Concluiu-se que: a) o alívio executado nas superfícies internas das coroas diminui de forma estatisticamente significante a discrepância marginal após a cimentação, independentemente do tipo de cimento empregado e da forma do término cervical adotada; b) o término cervical do preparo no modelo-padrão tipo Lâmina de Faca foi o que apresentou menor discrepância, independente do cimento empregado, seguido pelo Plano Inclinado, Chanfro, Ombro Biselado e Ombro Reto; c) os términos cervicais em Chanfro, Plano Inclinado e Lâmina de Faca, quando analisadas as amostras dos corpos-de-prova com alívio, .... / Abstract: Seating discrepancies during cementation of complete metal crowns internally relieved or not with various finishing lines and cementing agents. This study evaluated the discrepancies during cementation of complete metal crowns either relieved or not on preparation with various margin designs: chamfer, knife edge, 135 degree shoulder, 90 degree shoulder, 90 degree shoulder with 45 degree bevel. Four types of cements, three temporary and one definitive were used: 1- zinc oxide and eugenol temporary cement (Temp Bond); 2- zinc oxide and eugenol temporary cement (Provy); 3- no eugenol temporary cement (Temp Bond NE) and 4- zinc phosphate cement (S.S.White). Machined stainless dies were fabricated to resemble complete crown preparations for a lower first molar with various finishing lines. Machined stainless steel copings, either internally relieved or not were also fabricated to fit the metal dies. A controlled technique was developed to assess seating discrepancies under the horizontal metroscope. Results showed: a) the internally relieved crowns showed after cementation statistically significant reduction of marginal discrepancies regardless of cement type or margin desing; b) knife edge finishing lines showed least dicrepancies regardless of cement type followed by the 135 degree shoulder, chamfer, bevelled 90 degree shoulder and 90 degree shoulder; c) internally relieved copings with chamfer, 135 degree shoulder and knife edge finishing lines showed no statiscally significant marginal discrepancies. This indicates that any of them yields favorable results; d) regarding cements, the least marginal discrepancies were found with Temp Bond NE followed by Temp Bond, Provy and finally by the Zinc Phosphate Cement (S.S.White) / Doutor

Orientador: Ruis Camargo Tokimatsu / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Banca: Cassius Olivio Figueiredo Terra Ruchert / Resumo: No atual cenário energético, torna-se cada vez mais imperiosa a necessidade de produzir energia com maior eficiência. Dessa forma, o ganho de eficiência através de processos que permitam um maior tempo entre as manutenções, gera também uma redução nos custos destinados à produção de energia. Entretanto, um dos grandes problemas enfrentados pelas Usinas Hidrelétricas, é o fenômeno da cavitação, que gera como consequência a erosão de partes da turbina, com perda de material e desempenho. Os estudos indicam como forma de minimizar essa situação, um melhor projeto hidrodinâmico das turbinas e a utilização de materiais mais nobres e resistentes a erosão cavitacional. Em turbinas novas, a melhoria do projeto e a utilização de materiais mais nobres, como o ASTM A743 Gr CA6- MN, reduzem os efeitos da cavitação e prolongam a necessidade de recuperação das máquinas. Entretanto, para atenuar esses efeitos nas turbinas que já se encontram em operação, principalmente as com mais de 30 anos de vida, é necessário a aplicação de revestimentos com características que permitam a atenuação desse fenômeno. Nesse sentido, ocorreu o desenvolvimento das ligas austeníticas com cobalto, que em função das dificuldades operacionais existentes na época, inicialmente se mostraram ineficientes para o aumento da resistência a cavitação e dos intervalos entre as recuperações. Visando garantir a operacionalidade dessas ligas foi desenvolvido em 2000, pelo LABSOLDA, o processo MIG/MAG com pulsação térmica, ou bi-pulsado, que proporcionou, junto às usinas hidrelétricas, uma popularização dessa liga na recuperação de erosão cavitacional e uma efetiva melhoria da resistência a cavitação das áreas revestidas das turbinas hidráulicas, como consequência a redução no período de parada e de deposição de material. Entretanto, nos últimos 10 anos, houve uma significativa... / Abstract: In the current energy scenario, it becomes increasingly imperative to produce energy more efficiently. Thus, the gain in efficiency through processes that allow a greater time between maintenance, also generates a reduction in costs for the production of energy. However, a major problem faced by hydropower plants, is the phenomenon of cavitation, which generates as a result of erosion turbine parts, with loss of material and performance. Studies indicate as to minimize this situation, a better hydrodynamic design of the turbines and the use of materials noblest and resistant to cavitation erosion. In the new turbines, design improvement and the use of noble materials such as ASTM A743 Gr CA6-MN, reduce the effects of cavitation and prolong the need for recovery of machinery. However, to mitigate these effects in turbines that are already in operation, especially with more than 30 years, is necessary the application of coatings with features that enable mitigation of this phenomenon. In that sense, occurred the development of austenitic alloys with cobalt, which due to operational difficulties that existing at the time, initially proved ineffective for increasing the resistance against cavitation and the intervals between recoveries. To ensure the operability of these alloys was developed in 2000 by LABSOLDA, MIG / MAG welding with thermal pulse, or bi-pulsed, which provided, along with hydroelectric plants, one popularization of this alloy in the recovery of cavitation erosion and an effective improvement cavitation resistance of coated areas of hydraulic turbines, the effect of reducing the period of arrest and deposition of material. However, in the last 10 years, significant developments in conventional soldering machines, including the incorporation of electronic controls welding, which also reduces interference welder during welding. In this study, a comparison was made of an stainless steel ... / Mestre

Resumo: Um grande número de ligas metálicas é usado na Odontologia para fabricação de próteses fixas e removíveis. Na cavidade oral essas estruturas estão expostas a um meio quimicamente adverso, com a saliva sendo o agente mais corrosivo, devido à alta concentração de íons cloreto que são causadores de corrosão localizada. Além disso, soluções contendo íons fluoreto também são frequentemente utilizadas em agentes profiláticos nos tratamentos dentários para prevenir a formação de placas dentárias e o desenvolvimento de cáries. Neste sentido, considerou-se importante investigar o comportamento eletroquímico e a resistência à corrosão de ligas dentárias Ni-Cr-Mo em meio fluoretado tamponado, que simula a agressividade dos colutórios e dos cremes dentários. Para tanto, foram realizados ensaios eletroquímicos de corrosão, em uma solução tampão HF/NaF, de três ligas avaliadas comercialmente (N, W 99 e SB) que se diferenciam com respeito às mudanças nas suas composições químicas, em especial, nos teores de níquel e de cromo. Para maior compreensão da morfologia das ligas estudadas, foi realizada a análise metalográfica, utilizando-se microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Para avaliar o comportamento eletroquímico, foram aplicadas técnicas eletroquímicas tradicionalmente utilizadas nas pesquisas de corrosão, tais como: polarização potenciodinâmica (PDS), polarização cíclica (CP) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). De acordo com os resultados obtidos, verificou-se o melhor desempenho para a liga N e o pior para W99, apresentando SB um comportamento intermediário. / Abstract: A great number of metal alloys is used in dentistry to manufacture fixed and removable prostheses. In oral cavity these structures are exposed to a chemically adverse environment, with saliva being the most corrosive agent, due to high chloride ions concentration, which are causing localized corrosion. Moreover, solutions containing fluoride ions are also commonly used in prophylactic agents in dental treatments to prevent dental plaque formation and caries expansion. Thus, it was considered important to investigate the electrochemical behavior and corrosion resistance of Ni-Cr-Mo dental alloys in buffered fluoride medium, which simulates aggressiveness of mouthwashes and dental creams. This being so, electrochemical corrosion tests were carried out in a buffer HF/NaF solution of three commercially evaluated alloys (N, W 99 and SB) which are different in relation to changes in chemical compositions, in particular, in nickel and chromium content. For a better understanding of the studied alloys morphology, it was performed metallographic analysis, by using optical microscopy and scanning electron microscopy. In order to evaluate the electrochemical behavior, it was applied electrochemical techniques traditionally used in corrosion research, such as: potentiodynamic polarization (PDS), cyclic polarization (CP) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). According to the obtained results, it was observed the best performance for N alloy and the worst for W 99, with SB presenting and intermediate behavior. / Orientador: Eduardo Norberto Codaro / Coorientador: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Celia Marina de Alvarenga Freire / Banca: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Doutor

Resumo: As ligas Ni-Cr-Mo têm sido usadas como próteses dentárias por possuírem boa resistência mecânica, elevada resistência à corrosão e também por serem economicamente viáveis. A proteção contra a corrosão destas ligas em soluções salinas típicas de meios fisiológicos é devida ao fenômeno de passivação com a formação de uma camada superficial de óxidos, principalmente óxidos de cromo. Este filme protetor submetido a esforços mecânicos num ambiente corrosivo pode se romper parcialmente liberando íons que apresentam efeitos deletérios no corpo humano. Íons fluoreto existentes em produtos de higiene modificam o ambiente bucal e sua presença pode possibilitar o início de um processo corrosivo localizado. O objetivo deste trabalho foi estudar a resistência à corrosão de três ligas de Ni-Cr-Mo, de diferentes composições: SC (73% Ni; 14%Cr; 8,5%Mo; 1,8% Be; 1,8%Al), SB (61%Ni; 25%Cr; 10,5%Mo; 1,5%Si) e W (65%Ni; 22,5%Cr; 9,5%Mo; 1,0% Nb; 1,0% Si; 0,5%Fe) em meios contendo fluoretos que simulam as soluções de enxágue bucal. O estudo foi realizado em solução de NaF 0,05 %, NaCl 0,05 % e colutórios comerciais em pH 6,0 a 37ºC, utilizando análise metalográfica, técnica de imersão e ensaios eletroquímicos, . A liga SC, com o maior teor de níquel e o menor teor de cromo não se passiva nos meios estudados apresentando um aumento contínuo na densidade de corrente em função do aumento do potencial, enquanto que as outras ligas apresentam intervalo de passivação de 600 mV e densidade de corrente passiva 10-6 A / cm2. De um modo geral, considerando os ensaios de corrosão por imersão e eletroquímicos, conclui-se que o pior desempenho foi atribuído à liga SC, enquanto que, W e SB apresentaram os melhores desempenhos e comportamentos bastante similares. / Abstract: Ni-Cr-Mo alloys have been used as dental prostheses due their properties such as good mechanical strength, high corrosion resistance and also because they are economically viable. These alloys corrosion protection in salt solutions which are typical of physiological media, is due to the phenomenon called passivation with an oxide superficial layer formation, particularly chromium oxides. This protective film, subjected to mechanical stress in a corrosive environment,can be broken partially releasing ions that have deleterious effects in a human body. Fluoride ions, existent in hygiene products, change the oral environment and their presence may enable the beginning of a localized corrosion process. The objectics this work is to evaluate the corrosion resistance of three Ni-Cr-Mo alloys, of different compositions: SC (73% Ni, 14% Cr, 8.5% Mo, 1.8% Be, 1.8% Al) SB (61% Ni, 25% Cr, 10.5% Mo, 1.5% Si) and W (65% Ni, 22.5% Cr, 9.5% Mo, 1.0% Nb, 1.0% Si, 0.5% Fe) in media containing fluoride which simulate oral rinse solutions. This study has been in solution of 0.05% NaF, NaCl 0.05% and commercial mouthwashes on pH 6.0 at 37 ° C using metallography analyses, immersion techniques, and electrochemical tests, impedance tests and analysis. SC, with the highest nickel and the lowest chromium content, does not passivate in the studied means showing a continuous increase in current density due to increasing potential, while the other alloys exhibit passivation range of 600 mV and passive current density 10-6 A / cm2. In general, considering the immersion and electrochemical corrosion tests, it is concluded that the worst performance has been attributed to the alloy SC, while W and SB have shown the best performance and very similar behaviors. / Orientador: Eduardo Norberto Codaro / Coorientador: Heloisa A. Acciari / Banca: Ana Paula Rosifini Alves / Banca: Gilmar Clemente Silva / Banca: Alain Laurent Marie Robin / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Doutor

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000400368-Texto+Completo-0.pdf: 4977900 bytes, checksum: 08b0f646dbce22d8e73ab4450850b4f0 (MD5) Previous issue date: 2008 / In the current work a methodology of melting and upward unidirectional solidification to obtain ingots of the pure metals with large columnar macrostructure was developed. Its purpose is to be applied on production of multicrystalline silicon ingots to photovoltaic industry. In order to obtain the desired macrostructure, this methodology is based on monitoring and controlling the thermal parameters such as: growth rate, thermal gradient and cooling rate, further at the correlation between these parameters with macrostructure. To develop this work, it was projected an upward unidirectional furnace with resistive heat elements capable of operate until 1650 ºC. Also, a chill system was built in stainless steel, 180 mm length by 51 mm diameter, to cast zinc and aluminum pure metals, with two configurations of the cooled chill to promote different thermal parameters. To work with silicon it was used a quartz crucible and a quartz tube chamber to protect the melting with an argon atmosphere. With the experimental results it is possible to observe that the cooling rate has an important correlation with the as-cast macrostructure in the upward unidirectional solidification. The zinc and aluminum ingots presented an evident CET (columnar-to-equiaxed transition) and the cooling rates were about 0. 0035 to 0. 0049 ºC/s for zinc and 0. 013 to 0. 028 ºC/s for aluminum. Related to thermal parameters analysis and correlation with macrostructure were obtained expressions in the form T = constante. TG expoente o. Into the furnace was possible to melt and to solidify in situ silicon. / Nesse presente trabalho foi desenvolvido uma metodologia de fusão e solidificação unidirecional ascendente para a obtenção de lingotes, de metais puros, com macroestrutura colunar grosseira e que possa ser aplicada na produção de lingotes de silício multicristalinos para a indústria fotovoltaica. Visando gerar as condições necessárias para a obtenção da macroestrutura desejada, a metodologia baseia-se no monitoramento e controle de parâmetros térmicos tais como: velocidade de solidificação, gradiente térmico e taxa de resfriamento, e na correlação desses parâmetros com a macroestrutura. Para o desenvolvimento do trabalho foi projetado um forno de fusão e solidificação unidirecional ascendente com sistema de aquecimento resistivo capas de atingir temperatura de 1650 ºC. Também foi construída uma lingoteira, para trabalhar com os metais zinco e alumínio, de aço inoxidável com 180 mm de comprimento por 51 mm de diâmetro com duas configurações de sistema de resfriamento capaz de gerar variações nos parâmetros térmicos. Para trabalhar com silício foi utilizado cadinho de quartzo e um sistema para atmosfera de proteção também construído em quartzo. Com os resultados obtidos foi possível observar que a taxa de resfriamento tem uma importante correlação com a macroestrutura bruta obtida no processo de solidificação unidirecional ascendente. Os lingotes de zinco e alumínio apresentam TCE bastante evidente e as taxas de resfriamentos que ocasionaram essa transição foram da ordem de 0,0035 à 0,0049 ºC/s para o Zn e 0,013 à 0,028 ºC/s para o Al. Das análises dos parâmetros de solidificação e correlação com a macroestrutura, foram determinadas as expressões do tipo: expoentT = cons tan te. TG e o. No forno foi possível fundir e solidificar silício “in-situ”.