Submitted by Victor Hugo Albuquerque Rizzo (victor.rizzo@ufpe.br) on 2015-04-15T12:25:57Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Karla Carolina Alves da Silva.pdf: 2857670 bytes, checksum: 1d6098b7997ac56c72a9850923c885f6 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-15T12:25:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Karla Carolina Alves da Silva.pdf: 2857670 bytes, checksum: 1d6098b7997ac56c72a9850923c885f6 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / CNPq / As ligas com memória de forma (LMF) destacam-se por apresentar propriedades especiais, com ênfase para recuperação de forma, possibilitando seu emprego em diversas aplicações tecnológicas. Esses materiais podem ser integrados a uma matriz polimérica, agindo como um reforço, constituindo então uma nova classe de matérias, chamada de Compósitos Inteligentes, que têm despertado interesse por sua versatilidade na criação de microatuadores e/ou sensores. Esses novos materiais desafiam a ciência por ainda estar em fase embrionária e unir a complexidade das LMF com a dos compósitos. A primeira etapa deste trabalho consistiu em selecionar o tratamento térmico adequado para as ligas com memória de forma, visto que essa seleção determina o intervalo de temperatura ao qual o microatuador pode trabalhar. Para isso foi realizada a calorimetria diferencial de varredura, em seguida a seleção, os fios tratados receberam um treinamento termomecânico para obtenção do efeito memória de forma reversível e assim executar o movimento pretendido para o microatuador. Após essa etapa, dois compósitos foram desenvolvidos para testar qual se adequaria as exigências do microatuador, um formado por resina epóxi e fios de Ti-Ni e outro constituído por silicone, resina epóxi e fios de Ti-Ni. Esses compósitos, o silicone acético, a resina epóxi e os fios de nitinol foram submetidos a ensaio de tração e posteriormente foram submetidos a caracterização microestrutural - a microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) - com o intuito principal de analisar nos compósitos a interface entre os materiais que os constituem. Os compósitos também foram analisados com realização ao deslocamento linear, com o auxilio de um sensor LVDT, para verificação da flexibilidade dos mesmos. Dentre os materiais criados, buscou-se aquele que melhor atendesse as solicitações do microatuador pretendido, analisando características como: transformação martensítica, histerese térmica, flexibilidade e interface.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2171_1.pdf: 6507521 bytes, checksum: 354f98d6ad0d25dfb4dda99f9148e3d7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O desenvolvimento acelerado da tecnologia e a enorme massa de investimentos na busca por miniaturização dentro das grandes áreas do conhecimento permite o desenvolvimento de materiais funcionais. Os materiais que apresentam o efeito memória de forma encontram-se, juntamente com as cerâmicas piezoelétricas e os polímeros eletroativos, classificados dentro deste grande grupo. As ligas de Ti-Ni são as mais bem sucedidas e exploradas dentre aquelas que exibem o Efeito Memória de Forma (EMF). O grande interesse neste tipo de material esta relacionado com as propriedades particulares das transformações martensítica que com as propriedades de resistência mecânica, ductilidade, resistência à fadiga e dureza conferem a estes materiais, condições adequadas para o funcionamento como sensores/atuadores. Este trabalho foi desenvolvido baseado no fato de que os tratamentos termomecânicos podem alterar as propriedades deste tipo de material. Procedimentos termomecânicos realizados em fios comerciais de Ti-Ni são utilizados na obtenção e treinamento de atuadores com a forma de molas helicoidais. A aplicação destes elementos se destina ao uso de suas propriedades funcionais na substituição do sistema de acionamento de válvulas de fluxo. Esta pesquisa é desenvolvida através de um conjunto de técnicas que formam o procedimento experimental, entre as técnicas direcionadas a caracterização dos fios de Ti-Ni foram utilizadas a calorimetria diferencial de varredura (DSC), difração de raios-X (DRX) e a microscopia óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV). O comportamento mecânico dos materiais foi avaliado por meio de ensaio de tração, dureza Vickers e pela investigação do comportamento da força gerada pelo fio e atuador quando da passagem de corrente elétrica. Os resultados obtidos permitiram a análise de parâmetros como temperatura e entalpia de transformação, tratamento térmico e resistência mecânica. A análise dos resultados mostra que: a) os tratamentos térmicos induzem alterações na estrutura do material, deslocando as temperaturas de transformação; b) a transformação de fase em duas etapas pode influenciar o desempenho da recuperação de forma em função do rearranjo dos defeitos e c) O tratamento térmico a temperatura de 400ºC (BSW-T1) produz propriedades adequadas para a aplicação do atuador no acionamento de válvulas de fluxo

Orientador: Carlos Roberto Grandini / Resumo: Titânio e suas ligas, atualmente, são utilizados como implantes por possuírem excelente resistência à corrosão e propriedades mecânicas mais adequadas que os implantes de aço inoxidável e de Co-Cr. A liga de titânio mais utilizada para aplicações biomédicas é a liga Ti-6Al-4V, porém estudos mostraram que os elementos vanádio e alumínio são elementos nocivos à saúde humana. Assim, para contornar este problema, novas ligas de titânio sem a presença desses elementos estão sendo estudadas. O objetivo desse trabalho foi preparar ligas do sistema Ti-25Ta-Zr (onde o teor de zircônio foi variado de 0 a 75% em peso), e analisar a influência do soluto substitucional zircônio na estrutura cristalina, microestrutura, microdureza, módulo de elasticidade e biocompatibilidade das ligas. Paralelamente, diversos tratamentos de recozimento, laminação e solubilização foram realizados com o intuito de modificar as fases, microestrutura e módulo de elasticidade dos materiais. A caracterização química dos materiais foi realizada por espectroscopia de energia dispersiva, espectrometria de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente, análise de gases e medidas de densidade. A análise estrutural foi efetuada por difração de raios X. A análise microestrutural foi realizada por microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Uma análise preliminar das propriedades mecânicas da liga foi obtida por intermédio de medidas de microdureza Vickers e módulo de elasticidade dinâmic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Titanium and alloys currently are used as implants possessing excellent corrosion resistance and mechanical properties more suited to stainless steel implants and Co-Cr. The titanium alloy used for most biomedical applications is Ti-6Al-4V, however studies showed that vanadium and aluminum are harmful to human health. The objective of this study was to prepare Ti-25Ta-Zr system alloys, where the zirconium content was varied from 0 to 75 % in weight, and to analyze the influence of zirconium substitutional solute in the structure, microstructure, hardness and elastic modulus. At the same time, several annealing, lamination and solubilization treatments were carried out to modify the phases, structures, microstructure and elastic modulus of the materials. The chemical characterization of materials was performed by energy-dispersion spectroscopy, inductively coupled plasma optical emission spectrometry, gas analysis, and density measurements. The structural analysis was performed by x-ray diffraction measurements. Microstructural analysis was performed by optical, scanning and transmission electron microscopy. To verify the initial biocompatibility of the alloys, cytotoxic tests were performed. A preliminary analysis of the mechanical properties of the alloy was obtained by means of microhardness and dynamic elastic modulus measurements. The chemical composition results showed that the samples produced are of good quality, close to proposed stoichiometry. The results showed the ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-14T21:54:07Z No. of bitstreams: 1 NATHÁLIA CRISTINA MORAIS LIA FOOK - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 2182368 bytes, checksum: 5948d7190b44ee52e0cbfdbf788ee8dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T21:54:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NATHÁLIA CRISTINA MORAIS LIA FOOK - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 2182368 bytes, checksum: 5948d7190b44ee52e0cbfdbf788ee8dd (MD5) Previous issue date: 2015-10-05 / Capes / As ligas de Ni-Ti têm possibilitado uma melhoria em muitos projetos tradicionais de engenharia e das áreas médicas e ortodônticas, com suas propriedades únicas de superelasticidade e efeito de memória de forma. Nas últimas décadas, as pesquisas e análises para aplicações destas ligas se tornaram cada vez mais específicas, para estudos sobre micro e nano atuadores visando aplicações em dispositivos médicos e ortodônticos e em microssistemas eletromecânicos. Assim, os processos de soldagem se tornaram importantes aliados, promovendo a união entre atuadores de liga de memória de forma (LMF) com semelhantes e dissemelhantes, uma forma de aumentar as aplicações úteis de materiais disponíveis, principalmente como biomateriais. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo geral a avaliação da resistência à corrosão em uma região de solda obtida por microssoldagem TIG autógena em fios de Ni-Ti superelásticos com fios de Ni-Ti termoativados em solução que simula a saliva humana. Os fios soldados também passaram por um tratamento térmico feito com base em um planejamento fatorial 3². A caracterização dos fios íntegros e soldados (com e sem tratamento térmico) foi realizada utilizando ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e também quanto à resistência à corrosão. Os resultados obtidos revelaram que o processo de soldagem TIG utilizado neste trabalho gerou juntas soldadas de excelente qualidade, apresentando uma boa resistência à corrosão no eletrólito que simula a saliva humana. O planejamento experimental utilizado para verificar a influência da temperatura e do tempo do tratamento térmico nos resultados de corrosão gerou um experimento ótimo com temperatura de 350°C e um tempo no intervalo de 20 a 40 minutos. Estes resultados foram confirmados através dos ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica. / The Ni-Ti alloys have enabled the improvement in many projects from the traditional engineering and from the medical and orthodontic areas with their unique properties of superelasticity and shape memory effect. In recent decades, researches and analysis for applying these alloys have become increasingly more specific, tending to studies on micro and nano actuators targeting applications in medical and orthodontic devices and in electromechanical microsystems. Thus, the welding processes have become important allies by promoting the union between shape memory alloy actuators (SMA) with similar and dissimilar ones, which is one way of increasing the useful applications of available materials, especially biomaterials. In this context, this study aimed at analyzing the corrosion resistance in the weld region obtained by autogenous TIG micro welding in Ni-Ti superelastic wires with thermo-active Ni-Ti wires in a solution that simulates human saliva. The welded wires also Soldiers wires also undergone heat treatment made based on a factorial design 3. The characterization of the original and welded wires (with and without heat treatment) was performed using differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM) tests and also regarding its resistance to corrosion. The results revealed that the TIG welding process used in this work generated welds of excellent quality, showing a good resistance to corrosion in the electrolyte that simulates human saliva. The experimental design used to investigate the influence of temperature and time of heat treatment in corrosion results generated a great experiment with temperature of 350 °C and time in the range of 20 to 40 minutes. These results were confirmed by means of electrochemical impedance spectroscopy tests.

Materiais com fases intermetálicas têm sido avaliados para aplicações estruturais em altas temperaturas devido à baixa massa específica e interessantes propriedades de resistência mecânica e resistência à oxidação de vários compostos. As ligas de Ti são reconhecidas pela sua excelente combinação de alta-resistência, baixa massa específica e alta resistência à corrosão. Tendo em vista a importância de estudos em temperaturas na faixa de 700 a 1000 oC para futuras aplicações, avaliou-se neste trabalho as relações de fases do sistema Ti-Si-B na região rica em Ti nesta faixa de temperatura. Sabendo-se que a utilização de técnicas de solidificação rápida permite a obtenção de ligas com maior homogeneidade química e microestruturas finas, utilizou-se a técnica \"splat-cooling\" de solidificação rápida para produção das amostras, no sentido de obter microestruturas de equilíbrio em tempos e temperaturas menores nos tratamentos térmicos. As técnicas de microscopia, difração de raios X, análise térmica e dureza foram utilizadas para caracterização dos materiais. O processo de solidificação rápida (\"splat cooling\") promoveu refinamento de microestrutura e formação de fase amorfa em diversas composições de liga com temperaturas de início de cristalização (Tx) na faixa de 524 a 641oC. Foram confirmadas a estabilidade das fases αTi, Ti6Si2B e Ti3Si a 700oC e 1000oC. Os valores de dureza dos discos solidificados rapidamente ficaram na faixa de 434 HV a 1207 HV. / Materials with intermetallic phases have been evaluated for structural applications at high temperatures due to low specific mass and attractive mechanical properties as high-strength and oxidation resistance of various compounds. Ti alloys are recognized for their excellent combination of high-strength, low specific mass and high oxidation resistance. About future applications, studies at temperatures ranging from 700 to 1000 oC are important, we evaluated in this work the phase relationships of the system Ti-Si-B in the Ti-rich region in this temperature range. Knowing that the use of rapid solidification techniques results in alloys with higher chemical homogeneity and fine microstructure, the \"splat-cooling\" technique was used to produce the samples, in order to obtain stable microstructures in lower times and temperatures at the heat treatment. Microscopy, X-ray diffraction, thermal analysis and hardness measurement techniques were used for the materials characterization. The rapid solidification - splat cooling promoted the refinement of microstructure and even the formation of amorphous phase in the microstructure of materials with initial temperatures of crystallization (Tx) in the range from 524 to 641oC. We confirmed the stability of the phases αTi, Ti6Si2B and Ti3Si at 700oC and 1000oC. The hardness of the rapidly solidified discs were in the range of 434 HV to 1207 HV.

Materiais com fases intermetálicas têm sido avaliados para aplicações estruturais em altas temperaturas devido à baixa massa específica e interessantes propriedades de resistência mecânica e resistência à oxidação de vários compostos. As ligas de Ti são reconhecidas pela sua excelente combinação de alta-resistência, baixa massa específica e alta resistência à corrosão. Tendo em vista a importância de estudos em temperaturas na faixa de 700 a 1000 oC para futuras aplicações, avaliou-se neste trabalho as relações de fases do sistema Ti-Si-B na região rica em Ti nesta faixa de temperatura. Sabendo-se que a utilização de técnicas de solidificação rápida permite a obtenção de ligas com maior homogeneidade química e microestruturas finas, utilizou-se a técnica \"splat-cooling\" de solidificação rápida para produção das amostras, no sentido de obter microestruturas de equilíbrio em tempos e temperaturas menores nos tratamentos térmicos. As técnicas de microscopia, difração de raios X, análise térmica e dureza foram utilizadas para caracterização dos materiais. O processo de solidificação rápida (\"splat cooling\") promoveu refinamento de microestrutura e formação de fase amorfa em diversas composições de liga com temperaturas de início de cristalização (Tx) na faixa de 524 a 641oC. Foram confirmadas a estabilidade das fases αTi, Ti6Si2B e Ti3Si a 700oC e 1000oC. Os valores de dureza dos discos solidificados rapidamente ficaram na faixa de 434 HV a 1207 HV. / Materials with intermetallic phases have been evaluated for structural applications at high temperatures due to low specific mass and attractive mechanical properties as high-strength and oxidation resistance of various compounds. Ti alloys are recognized for their excellent combination of high-strength, low specific mass and high oxidation resistance. About future applications, studies at temperatures ranging from 700 to 1000 oC are important, we evaluated in this work the phase relationships of the system Ti-Si-B in the Ti-rich region in this temperature range. Knowing that the use of rapid solidification techniques results in alloys with higher chemical homogeneity and fine microstructure, the \"splat-cooling\" technique was used to produce the samples, in order to obtain stable microstructures in lower times and temperatures at the heat treatment. Microscopy, X-ray diffraction, thermal analysis and hardness measurement techniques were used for the materials characterization. The rapid solidification - splat cooling promoted the refinement of microstructure and even the formation of amorphous phase in the microstructure of materials with initial temperatures of crystallization (Tx) in the range from 524 to 641oC. We confirmed the stability of the phases αTi, Ti6Si2B and Ti3Si at 700oC and 1000oC. The hardness of the rapidly solidified discs were in the range of 434 HV to 1207 HV.