O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do ambiente de sinterização vácuo e argônio na resistência de união (RUMC) de cerâmicas às ligas de Ni-Cr (Fit Cast SB), Co-Cr (Star Loy C) e titânio comercialmente puro (Tritan). A partir de uma matriz de teflon, foram obtidos 60 padrões de resina/cera em forma de cilindro, com 8 mm de comprimento e 5 mm de diâmetro. Os padrões foram incluídos e os anéis foram levados ao forno e submetidos a ciclos térmicos para a expansão do revestimento. Em seguida, os anéis para fundição em Ni-Cr e Co-Cr foram levados à máquina de fundição por indução eletrônica. Os anéis referentes ao titânio foram levados à máquina de fundição por arco voltaico. Após resfriamento dos anéis, as fundições foram desincluídas e jateadas com óxido de alumínio (100 μm). Depois de recortados dos canais de alimentação, os cilindros metálicos foram preparados para aplicação da cerâmica. Em seguida, foi realizada a aplicação e sinterização da cerâmica à vácuo ou em argônio. Para as ligas alternativas, foi utilizada a cerâmica IPS Classic V e para o titânio, a Triceram. Na sequência, os cilindros compostos pelo metal e disco cerâmico (5 mm de diâmetro e 2 mm de espessura) (n=10) foram submetidos aos ensaios de RUMC por cisalhamento na máquina de ensaios universais com célula de carga de 500 Kg e velocidade do travessão móvel de 0,5 mm/min. Após os ensaios, foram realizadas análises das fraturas por meio de microscopia óptica (MO) (15X) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os dados de RUMC (MPa) obtidos foram analisados estatisticamente pelos testes ANOVA e Tukey (α=0,05). Os resultados demonstraram que a sinterização à vácuo propiciou obtenção de maiores valores (MPa) de RUMC (76,58) que a sinterização em argônio (51,31). Quanto às ligas avaliadas, as de Ni-Cr e Co-Cr apresentaram maiores valores de RUMC (71,32 e 71,28, respectivamente) que o titânio cp (49,23); sendo que entre elas não houve diferença estatística. Não houve interação entre os fatores avaliados. De acordo com a MO, houve predomínio de fraturas mistas. Segundo a MEV, os espécimes de Ni-Cr e titânio sinterizados a vácuo apresentaram maior rugosidade de superfície do que os sinterizados em argônio. Para a liga de Co-Cr não houve diferença na topografia de superfície. A sinterização em argônio influenciou negativamente a RUMC dos pares metalocerâmicos analisados. / The aim of this study was to evaluate the effect of firing atmospheres: vacuum and argon on the bond strength of ceramic to Ni-Cr (Fit Cast SB), Co-Cr (Star Loy C) and commercially pure titanium (Tritan) alloys. 60 wax/acrylic resin cylinder patterns (8 mm high and 5 mm in diameter) were prepared on a plastic custom mold for metalceramic bond strength (MCBS) test. The patterns were invested in phosphated investment and manipulated on vacuum. The rings were placed in a furnace to burn out patterns and thermally expand the molds. Then, the rings of Ni-Cr and Co-Cr were placed in an electronic machine to cast. The rings related to titanium were positioned in the casting machine with a voltaic arc. After the rings have cooled, the castings were divested manually and abraded with aluminum oxide particles (100 μm). Then, the cylinders were prepared for applying of the ceramic veneering disks. The ceramic was applied and fired in vacuum and argon atmospheres. IPS-Classic ceramic was used for alternative alloys and for titanium, Triceram ceramic. Then, the cylinders composed of metal and ceramic disk (5 mm diameter and 2 mm height) (n=10) were submitted to metal-ceramic bond strength (MCBS) shear tests on an universal testing machine with load cell of 500 Kg at a crosshead speed of 0.5 mm/min. After the tests, there were made fracture analysis by optic microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The MCBS data (MPa) were statistically analyzed by the ANOVA and Tukey test (α=0.05). The results indicated that the vacuum firing (76.58) promoted higher MCBS values than argon firing (51.31). Among the metals, Ni-Cr and Co-Cr alloys presented higher MCBS (71.32 e 71.28, respectively) than titanium (49.23); between two base alloys there was no statistical difference. There was no interaction between the evaluated factors. According to MO analysis, there was predominance of mixed fractures. According SEM, the Ni-Cr and titanium specimens submitted to vacuum presented higher surface roughness than the specimens submitted to argon. For Co-Cr, there was no difference of surface topography. The argon firing influenced negatively the MCBS of metal-ceramic evaluated pairs.

Neste trabalho, o processo de estruturação por microfeixe de íons foi utilizado para a produção de membranas microporosas em folhas comerciais de PET. O processo de estruturação por microfeixe de íons consiste basicamente na interação direta entre um feixe de íons de dimensões micrométricas com o material em questão. As zonas modificadas pelo feixe são removidas do restante do material através de um processo químico. Nesse contexto, durante o desenvolvimento deste trabalho, sistemáticas experimentais para o processo de estruturação foram desenvolvidas. Com o intuito de operacionalizar a linha de microfeixe presente no Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS, foi necessário realizar um estudo aprofundado sobre o funcionamento de todo o sistema, verificando problemas e explorando a potencialidade de técnicas não convencionais de análise de materiais. O estudo sobre a sistemática de estruturação ocorreu através da investigação de parâmetros clássicos, como fluência utilizada durante a irradiação e tempo de ataque químico. Para atingir tais objetivos, amostras de poli (tereftalato de etileno) (Mylar) de 12 μm foram irradiadas com microfeixe de íons (H+ e He++) com energias de 3 e 2,2 MeV e fluências que variaram entre 1 x 1011 e 6 x 1015 íons/cm2. Posteriormente à irradiação, as amostras foram submetidas a um ataque químico com solução alcalina de hidróxido de sódio 6 M durante tempos que variaram de 0,5 à 60 minutos. A temperatura do ataque em todos os casos se manteve fixa em 60°C. A caracterização das amostras foi realizada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por microscopia de transmissão iônica (STIM). As amostras também foram caracterizadas através de medidas elétricas utilizando um circuito de corrente alternada. O processo de enxertia (grafting) foi testado nas membranas estruturadas, utilizando um hidrogel de PNIPAAm com concentrações de 0,340, 0,450 e 0,700 g/L. Tais resultados também foram analisados através de MEV. O estudo sobre a linha de microfeixe permitiu verificar a existência de problemas relacionados ao registro da carga elétrica durante as irradiações. Além disso, para o ajuste do foco do feixe de íons, foram feitas curvas de calibração de corrente para as lentes magnéticas considerando diferentes energias de feixe. O processo de estruturação através da técnica de microfeixe de íons se mostrou eficaz para a produção de estruturas regulares e definidas em folhas de PET. A fluência ótima de prótons a ser utilizada nos processos de estruturação foi estimada em 6 x 1014 íons/cm2. Para esta fluência, tempos de ataque químico inferiores a 1 minuto já são suficientes para corroer toda a parte irradiada. Entretanto, tempos um pouco mais longos (e.g. 2 minutos) tornam o processo mais reprodutível. Com relação à geometria das estruturas fabricadas, observou-se irregularidades em estruturas que, em princípio, deveriam ser simétricas. Esse problema foi atribuído à assimetria do feixe, proveniente de ajustes dos parâmetros de colimação do feixe. Finalmente, o estudo do processo de enxertia mostrou que o hidrogel adere nas paredes das estruturas, porém não as preenche. Para concentrações elevadas (e.g. 0,7 g/L) o processo não é tão eficiente, sendo que não é verificada a redução da área das microestruturas pela inserção do hidrogel. As medidas elétricas mostraram a existência de regimes distintos e dependentes da frequência da corrente alternada. Os polímeros apresentaram basicamente comportamentos resistivo e capacitivo. / In this work, the process of irradiation of PET foils with ion beams in the micrometer size range was used for the production of microporous membranes. Basically, this process consists on the direct interaction between the ion beam and the material under study. The regions modified by the beam are removed from the material through a chemical process. In this context, experimental procedures for the production process of the membranes were developed during the course of this work. In order to make the microbeam station of the Ion Implantation Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), it was necessary to perform a thorough study of the operational parameters of the system, thus allowing a proper identification of problems and providing grounds for pushing the technique to the frontier of materials science. To achieve such objectives, foils of polyethylene terephtalate (Mylar®) 12 μm thick were irradiated with H+ and He++ ions with 3 e 2,2 MeV respectively. Fluencies varied from 1 x 1011 and 6 x 1015 ions/cm2. After the irradiation, the foils were submitted to an etching procedure using alkaline solution of sodium hydroxide at 6 M during periods of time varying from 0,5 to 60 minutes. In all cases, the temperature of the etching was fixed at 60°C. The characterization of the samples was performed through scanning electron microscopy (SEM) and scanning transmission ion microscopy (STIM). The samples also were characterized by electric measurements using an AC current circuit. The process of grafting was tested on the structured membranes using a PNIPAAm hydrogel with concentrations of 0,340, 0,450 and 0,700 g/L. The results of this study were also analyzed through MEV. With the present study, it was possible to pinpoint problems related to the integration and recording of the charge during the irradiations. Besides that, calibration curves were obtained relating the electric currents needed on the magnetic lenses for an optimal ion beam focus and the beam energy. The irradiation process with ion beam proved itself efficient for the production of regular patterns on PET foils. The optimum dose of prótons to be used on the patterning processes was estimated in 6 x 1014 ions/cm2. For this dose, etching times smaller than 1 minute were enough to remove all the irradiated area. However, times slightly longer (e.g. 2 minutes) make the process more reproducible. Regarding the geometry of the patterns generated by the ion irradiation, asymmetries were observed on structures that were supposed to be symmetric. This problem was attributed to the asymmetry of the beam spot on the target due to the settings of the objective slits that collimates the beam. The study of the grafting process showed that the hydrogel adheres to the structures walls, but does not fill it. For high concentrations (e.g. 0,7 g/L), the process is not efficient, since no reduction of the area of the microstructures by the insertion of the hydrogel was observed. The electric measurements showed the existence of distinct regimes as a function of the frequency of the alternate current. Basically, the polymer foils present resistive and capacitive behaviors.

Neste trabalho, o processo de estruturação por microfeixe de íons foi utilizado para a produção de membranas microporosas em folhas comerciais de PET. O processo de estruturação por microfeixe de íons consiste basicamente na interação direta entre um feixe de íons de dimensões micrométricas com o material em questão. As zonas modificadas pelo feixe são removidas do restante do material através de um processo químico. Nesse contexto, durante o desenvolvimento deste trabalho, sistemáticas experimentais para o processo de estruturação foram desenvolvidas. Com o intuito de operacionalizar a linha de microfeixe presente no Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS, foi necessário realizar um estudo aprofundado sobre o funcionamento de todo o sistema, verificando problemas e explorando a potencialidade de técnicas não convencionais de análise de materiais. O estudo sobre a sistemática de estruturação ocorreu através da investigação de parâmetros clássicos, como fluência utilizada durante a irradiação e tempo de ataque químico. Para atingir tais objetivos, amostras de poli (tereftalato de etileno) (Mylar) de 12 μm foram irradiadas com microfeixe de íons (H+ e He++) com energias de 3 e 2,2 MeV e fluências que variaram entre 1 x 1011 e 6 x 1015 íons/cm2. Posteriormente à irradiação, as amostras foram submetidas a um ataque químico com solução alcalina de hidróxido de sódio 6 M durante tempos que variaram de 0,5 à 60 minutos. A temperatura do ataque em todos os casos se manteve fixa em 60°C. A caracterização das amostras foi realizada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por microscopia de transmissão iônica (STIM). As amostras também foram caracterizadas através de medidas elétricas utilizando um circuito de corrente alternada. O processo de enxertia (grafting) foi testado nas membranas estruturadas, utilizando um hidrogel de PNIPAAm com concentrações de 0,340, 0,450 e 0,700 g/L. Tais resultados também foram analisados através de MEV. O estudo sobre a linha de microfeixe permitiu verificar a existência de problemas relacionados ao registro da carga elétrica durante as irradiações. Além disso, para o ajuste do foco do feixe de íons, foram feitas curvas de calibração de corrente para as lentes magnéticas considerando diferentes energias de feixe. O processo de estruturação através da técnica de microfeixe de íons se mostrou eficaz para a produção de estruturas regulares e definidas em folhas de PET. A fluência ótima de prótons a ser utilizada nos processos de estruturação foi estimada em 6 x 1014 íons/cm2. Para esta fluência, tempos de ataque químico inferiores a 1 minuto já são suficientes para corroer toda a parte irradiada. Entretanto, tempos um pouco mais longos (e.g. 2 minutos) tornam o processo mais reprodutível. Com relação à geometria das estruturas fabricadas, observou-se irregularidades em estruturas que, em princípio, deveriam ser simétricas. Esse problema foi atribuído à assimetria do feixe, proveniente de ajustes dos parâmetros de colimação do feixe. Finalmente, o estudo do processo de enxertia mostrou que o hidrogel adere nas paredes das estruturas, porém não as preenche. Para concentrações elevadas (e.g. 0,7 g/L) o processo não é tão eficiente, sendo que não é verificada a redução da área das microestruturas pela inserção do hidrogel. As medidas elétricas mostraram a existência de regimes distintos e dependentes da frequência da corrente alternada. Os polímeros apresentaram basicamente comportamentos resistivo e capacitivo. / In this work, the process of irradiation of PET foils with ion beams in the micrometer size range was used for the production of microporous membranes. Basically, this process consists on the direct interaction between the ion beam and the material under study. The regions modified by the beam are removed from the material through a chemical process. In this context, experimental procedures for the production process of the membranes were developed during the course of this work. In order to make the microbeam station of the Ion Implantation Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), it was necessary to perform a thorough study of the operational parameters of the system, thus allowing a proper identification of problems and providing grounds for pushing the technique to the frontier of materials science. To achieve such objectives, foils of polyethylene terephtalate (Mylar®) 12 μm thick were irradiated with H+ and He++ ions with 3 e 2,2 MeV respectively. Fluencies varied from 1 x 1011 and 6 x 1015 ions/cm2. After the irradiation, the foils were submitted to an etching procedure using alkaline solution of sodium hydroxide at 6 M during periods of time varying from 0,5 to 60 minutes. In all cases, the temperature of the etching was fixed at 60°C. The characterization of the samples was performed through scanning electron microscopy (SEM) and scanning transmission ion microscopy (STIM). The samples also were characterized by electric measurements using an AC current circuit. The process of grafting was tested on the structured membranes using a PNIPAAm hydrogel with concentrations of 0,340, 0,450 and 0,700 g/L. The results of this study were also analyzed through MEV. With the present study, it was possible to pinpoint problems related to the integration and recording of the charge during the irradiations. Besides that, calibration curves were obtained relating the electric currents needed on the magnetic lenses for an optimal ion beam focus and the beam energy. The irradiation process with ion beam proved itself efficient for the production of regular patterns on PET foils. The optimum dose of prótons to be used on the patterning processes was estimated in 6 x 1014 ions/cm2. For this dose, etching times smaller than 1 minute were enough to remove all the irradiated area. However, times slightly longer (e.g. 2 minutes) make the process more reproducible. Regarding the geometry of the patterns generated by the ion irradiation, asymmetries were observed on structures that were supposed to be symmetric. This problem was attributed to the asymmetry of the beam spot on the target due to the settings of the objective slits that collimates the beam. The study of the grafting process showed that the hydrogel adheres to the structures walls, but does not fill it. For high concentrations (e.g. 0,7 g/L), the process is not efficient, since no reduction of the area of the microstructures by the insertion of the hydrogel was observed. The electric measurements showed the existence of distinct regimes as a function of the frequency of the alternate current. Basically, the polymer foils present resistive and capacitive behaviors.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaquelGC_DISSERT.pdf: 1617455 bytes, checksum: fe137c67d61e0483bac922261c815e1e (MD5) Previous issue date: 2011-11-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In this study we used the plasma as a source of energy in the process of carbothermic reduction of rutile ore (TiO2). The rutile and graphite powders were milled for 15 h and placed in a hollow cathode discharge produced by in order to obtain titanium carbonitride directly from the reaction, was verified the influence of processing parameters of plasma temperature and time in the synthesis of TiCN. The reaction was carried out at 600, 700 and 800˚C for 3 to 4 hours in an atmosphere of nitrogen and argon. During all reactions was monitored by plasma technique of optical emission spectroscopy (EEO) to check the active species present in the process of carbothermal reduction of TiO2. The powder obtained after the reactions were characterized by the techniques of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The technique of EEO were detected in all reactions the spectra CO and NO, and these gas-phase resulting from the reduction of TiO2. The results of X-ray diffraction confirmed the reduction, where for all conditions studied there was evidence of early reduction of TiO2 through the emergence of intermediate oxides. In the samples reduced at 600 and 700˚C, there was only the phase Ti6O11, those reduced to 800˚C appeared Ti5O9 phases, and Ti6O11 Ti7O13, confirming that the carbothermal reduction in plasma, a reduction of the ore rutile (TiO2) in a series of intermediate titanium oxide (TinO2n-1) where n varies between 5 and 10 / Neste trabalho foi utilizado o plasma como fonte energ?tica no processo de redu??o carbot?rmica do min?rio rutilo (TiO2). Os p?s de rutilo e grafite foram mo?dos durante 15 h e introduzidos numa descarga produzida por c?todo oco a fim de obter carbonitreto de tit?nio diretamente da rea??o, sendo verificado a influ?ncia dos par?metros de processamento de plasma, temperatura e tempo na s?ntese de TiCN. As rea??o foram efetuadas a 600, 700 e 800˚C por 3 e 4 horas numa atmosfera de nitrog?nio e arg?nio. Durante todas as rea??es o plasma foi monitorado pela t?cnica de espectroscopia de emiss?o ?ptica (EEO) para verificar as esp?cies ativas presente no processo de redu??o carbot?rmica de TiO2. Os p?s obtidos ap?s as rea??es foram caracterizados pelas t?cnicas de difra??o de raios X (DRX) e microscopia eletr?nica de varredura (MEV). Pela t?cnica de EEO foram detectados em todas as rea??es os espectros CO e NO, sendo essas fases gasosas resultante da redu??o do TiO2. Os resultados de difra??o de raios X confirmou essa redu??o, onde para todas as condi??es estudadas houve evid?ncia de in?cio da redu??o do TiO2 atrav?s do aparecimento de ?xidos intermedi?rios. Nas amostras reduzidas a 600 e 700˚C observou-se apenas a fase Ti6O11, naquelas reduzidas a 800 ˚C apareceram as fases Ti5O9, Ti6O11 e Ti7O13, comprovando que com a redu??o carbot?rmica em plasma, houve redu??o do min?rio rutilo (TiO2) em uma s?rie de ?xido intermedi?rios de tit?nio (TinO2n-1) onde n varia entre 5 e 10

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi avaliar a influÃncia da porcentagem em massa de Mo em ligas Fe-Cr-Mo frente à corrosÃo por CO2 em Ãgua artificial de tanque de armazenamento de petrÃleo e propor uma liga experimental para ser usada em dutos suscetÃveis a esse tipo de corrosÃo. Foram estudados o aÃo carbono 1020, para comparaÃÃo, e dois tipos de ligas Fe-Cr-Mo, uma comercial, denominada P9 (Fe-9Cr-1Mo); e uma liga experimental, E (Fe-9Cr-5Mo). Foram feitas medidas de PLP com tempo de Eca de 1 h. As curvas mostraram que, no aÃo 1020, ocorre apenas a dissoluÃÃo do Fe, enquanto que, com o aumento da porcentagem de Mo, ocorre passivaÃÃo. O monitoramento da corrosÃo foi feito por espectroscopia de impedÃncia eletroquÃmica, ao longo de 168 h de imersÃo. Os diagramas de Nyquist mostraram que o aumento na quantidade de Mo aumenta a impedÃncia das ligas estudadas. Jà as representaÃÃes de Bode mostraram que hà apenas um processo na corrosÃo no aÃo 1020, enquanto que hà dois para as ligas P9 e E. A caracterizaÃÃo da superfÃcie foi feita por MEV. A distribuiÃÃo dos produtos de corrosÃo foi homogÃnea no aÃo 1020 e heterogÃnea nas demais ligas. A identificaÃÃo dos produtos de corrosÃo foi feita por espectroscopia RAMAN, mostrando que houve a formaÃÃo de produtos de corrosÃo protetores apenas para as ligas Fe-Cr-Mo e que apenas a liga E apresentou produtos contendo Mo. Isso està em acordo com os resultados obtidos nas curvas de polarizaÃÃo e nos diagramas de impedÃncia, uma vez que o Mo pode estabilizar filmes de passivaÃÃo. Assim, a liga experimental E pode ser usada em substituiÃÃo à liga comercial P9 em plantas de exploraÃÃo de petrÃleo suscetÃveis a corrosÃo por CO2. / The objective of this work was to evaluate the influence of the percentage in mass of Mo in Fe-Cr-Mo alloys against CO2 corrosion in artificial water of oil storage tank and to propose an experimental alloy to be used in susceptible to this kind of corrosion pipes. They had been studied the 1020 carbon steel, for comparison, and two types of Fe-Cr-Mo alloys, one advertising, called P9 (Fe-9Cr-1Mo); and one experimental alloy, E (Fe-9Cr-5Mo). They had been made measurements of LSP with time of Eoc of 1 h. The curves had shown that, in 1020 steel, the dissolution of Fe occurs only, whereas, with the increase of the percentage of Mo, occurs passivation. Monitoring of the corrosion was made by electrochemical impedance spectroscopy, throughout 168 h of immersion. Nyquist diagrams had shown that the increase of Mo content increased the impedance of the studied alloys. Although, the Bode representations showed that there is only one process in the corrosion of 1020 steel, while there are two ones for P9 and E alloys. The characterization of the surface was made by SEM. The distribution of the corrosion products was homogeneous in the 1020 steel and heterogeneous one in the other alloys. The identification of the corrosion products was made by RAMAN spectroscopy, showing that there was protective corrosion products formation only to Fe-Cr-Mo alloys and that only the E alloy presented Mo-containing products. This is in agreement with the results obtained in polarization curves and in impedance diagrams, once Mo can stabilizes passivation films. So, experimental E alloy can be used in substitution of P9 alloy in oil exploration plants susceptible to CO2 corrosion.

Estudos têm mostrado que a dentina pode ser modificada pelo laser pulsado de CO2 tornando-a um substrato mais ácido-resistente. Este estudo in vitro se propôs a estabelecer parâmetros seguros e efetivos de um laser pulsado de CO2 com comprimento de onda 10,6 ?m e avaliou seu efeito sobre a morfologia superficial e a composição química, assim como sobre a redução da desmineralização da dentina radicular. Noventa e cinco superfícies radiculares humanas obtidas de quarenta e oito terceiros molares foram aleatoriamente divididas em 5 grupos (n=15 para o grupo de controle e n=20 para os grupos irradiados com laser): G1 - Nenhum tratamento (controle), G2 - 2,5 J/cm2, G3 - 4,0 J/cm2, G4 - 5,0 J/cm2 e G5 - 6,0 J/cm2. A temperatura intrapulpar foi mensurada por meio de análise termográfica com termômetro de radiação infravermelha, as modificações químicas, por meio de espectroscopia FT-Raman e as alterações morfológicas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Após o tratamento da superfície, os espécimes foram submetidos a 7 dias de ciclagem de pH, permanecendo diariamente em soluções desmineralizadora e remineralizadora por 3 h e 21 h, respectivamente. Após o desafio ácido, os espécimes foram seccionados e a perda mineral foi determinada por meio do teste de microdureza Knoop (5 g, 5 seg) em profundidades pré-determinadas em relação à superfície de dentina radicular (20 ?m - 275 ?m). Para todos os grupos irradiados, as mudanças de temperatura intrapulpar mostraram-se abaixo de 0,9°C. A espectroscopia FT-Raman não evidenciou alterações químicas entre os espécimes não-irradiados e os irradiados com laser de CO2. Entretanto a análise em microscópio eletrônico de varredura indicou que as densidades de energia a partir de 4,0 J/cm2 foram suficientes para induzir mudanças morfológicas na dentina radicular. Adicionalmente, para as densidades de energia iguais ou superiores a 4,0 J/cm2, foram observados efeitos de redução da desmineralização da dentina radicular induzidos pela irradiação laser. Pode-se concluir que densidades de energia em torno de 4,0 a 6,0 J/cm2 podem ser aplicadas à dentina radicular, a fim de promover mudanças morfológicas e reduzir a reatividade ácida da mesma, sem comprometer a vitalidade pulpar. / Studies have shown that dentin can be modified by pulsed CO2 laser to form a more acid-resistant substrate. This in vitro research aimed to establish safe parameters of a pulsed study 10.6 ?m CO2 laser and evaluate its effect on chemical and morphological features in dentinal surface, as well as on the reduction of root dentin demineralization. Ninety five human root surfaces obtained from forty eight third molars were randomly divided in 5 groups (n=15 for control group and n=20 for laser groups): G1 - No treatment (control), G2 -2.5 J/cm2, G3 - 4.0 J/cm2, G4 - 5.0 J/cm2 and G5 - 6.0 J/cm2. Intrapulpal temperature was evaluated during dentin irradiation by an infrared thermometer, chemical modifications by FT-Raman spectroscopy, and morphological modifications by SEM. After the surface treatment, the specimens were submitted to a 7 days pH-cycling model, consisted of the daily immersion in demineralizing and remineralizing solutions for 3 h and 21 h, respectively. After the acid challenge, the specimens were sectioned and the mineral loss was determined by means of cross-sectional Knoop microhardness (5 g, 5 sec) at different depths from the dentin root surface (20 ?m - 275 ?m). For all irradiated groups, intrapulpal temperature changes were below 0.9°C. FT-Raman spectroscopy did not show chemical changes in the irradiated specimens. However, scanning electron microscopy images indicated that fluences as low as 4.0 J/cm2 were sufficient to induce morphological changes in root dentin. Additionally, for fluences reaching or exceeding 4.0 J/cm2, laser-induced inhibitory effects on root dentin demineralization were observed. It was thus concluded that the laser energy density in the range of 4.0 to 6.0 J/cm2 could be applied to dental root dentin in order to produce morphological changes and reduce the acid reactivity of dentin without compromising the pulp vitality.

Neste trabalho, o processo de estruturação por microfeixe de íons foi utilizado para a produção de membranas microporosas em folhas comerciais de PET. O processo de estruturação por microfeixe de íons consiste basicamente na interação direta entre um feixe de íons de dimensões micrométricas com o material em questão. As zonas modificadas pelo feixe são removidas do restante do material através de um processo químico. Nesse contexto, durante o desenvolvimento deste trabalho, sistemáticas experimentais para o processo de estruturação foram desenvolvidas. Com o intuito de operacionalizar a linha de microfeixe presente no Laboratório de Implantação Iônica da UFRGS, foi necessário realizar um estudo aprofundado sobre o funcionamento de todo o sistema, verificando problemas e explorando a potencialidade de técnicas não convencionais de análise de materiais. O estudo sobre a sistemática de estruturação ocorreu através da investigação de parâmetros clássicos, como fluência utilizada durante a irradiação e tempo de ataque químico. Para atingir tais objetivos, amostras de poli (tereftalato de etileno) (Mylar) de 12 μm foram irradiadas com microfeixe de íons (H+ e He++) com energias de 3 e 2,2 MeV e fluências que variaram entre 1 x 1011 e 6 x 1015 íons/cm2. Posteriormente à irradiação, as amostras foram submetidas a um ataque químico com solução alcalina de hidróxido de sódio 6 M durante tempos que variaram de 0,5 à 60 minutos. A temperatura do ataque em todos os casos se manteve fixa em 60°C. A caracterização das amostras foi realizada através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por microscopia de transmissão iônica (STIM). As amostras também foram caracterizadas através de medidas elétricas utilizando um circuito de corrente alternada. O processo de enxertia (grafting) foi testado nas membranas estruturadas, utilizando um hidrogel de PNIPAAm com concentrações de 0,340, 0,450 e 0,700 g/L. Tais resultados também foram analisados através de MEV. O estudo sobre a linha de microfeixe permitiu verificar a existência de problemas relacionados ao registro da carga elétrica durante as irradiações. Além disso, para o ajuste do foco do feixe de íons, foram feitas curvas de calibração de corrente para as lentes magnéticas considerando diferentes energias de feixe. O processo de estruturação através da técnica de microfeixe de íons se mostrou eficaz para a produção de estruturas regulares e definidas em folhas de PET. A fluência ótima de prótons a ser utilizada nos processos de estruturação foi estimada em 6 x 1014 íons/cm2. Para esta fluência, tempos de ataque químico inferiores a 1 minuto já são suficientes para corroer toda a parte irradiada. Entretanto, tempos um pouco mais longos (e.g. 2 minutos) tornam o processo mais reprodutível. Com relação à geometria das estruturas fabricadas, observou-se irregularidades em estruturas que, em princípio, deveriam ser simétricas. Esse problema foi atribuído à assimetria do feixe, proveniente de ajustes dos parâmetros de colimação do feixe. Finalmente, o estudo do processo de enxertia mostrou que o hidrogel adere nas paredes das estruturas, porém não as preenche. Para concentrações elevadas (e.g. 0,7 g/L) o processo não é tão eficiente, sendo que não é verificada a redução da área das microestruturas pela inserção do hidrogel. As medidas elétricas mostraram a existência de regimes distintos e dependentes da frequência da corrente alternada. Os polímeros apresentaram basicamente comportamentos resistivo e capacitivo. / In this work, the process of irradiation of PET foils with ion beams in the micrometer size range was used for the production of microporous membranes. Basically, this process consists on the direct interaction between the ion beam and the material under study. The regions modified by the beam are removed from the material through a chemical process. In this context, experimental procedures for the production process of the membranes were developed during the course of this work. In order to make the microbeam station of the Ion Implantation Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), it was necessary to perform a thorough study of the operational parameters of the system, thus allowing a proper identification of problems and providing grounds for pushing the technique to the frontier of materials science. To achieve such objectives, foils of polyethylene terephtalate (Mylar®) 12 μm thick were irradiated with H+ and He++ ions with 3 e 2,2 MeV respectively. Fluencies varied from 1 x 1011 and 6 x 1015 ions/cm2. After the irradiation, the foils were submitted to an etching procedure using alkaline solution of sodium hydroxide at 6 M during periods of time varying from 0,5 to 60 minutes. In all cases, the temperature of the etching was fixed at 60°C. The characterization of the samples was performed through scanning electron microscopy (SEM) and scanning transmission ion microscopy (STIM). The samples also were characterized by electric measurements using an AC current circuit. The process of grafting was tested on the structured membranes using a PNIPAAm hydrogel with concentrations of 0,340, 0,450 and 0,700 g/L. The results of this study were also analyzed through MEV. With the present study, it was possible to pinpoint problems related to the integration and recording of the charge during the irradiations. Besides that, calibration curves were obtained relating the electric currents needed on the magnetic lenses for an optimal ion beam focus and the beam energy. The irradiation process with ion beam proved itself efficient for the production of regular patterns on PET foils. The optimum dose of prótons to be used on the patterning processes was estimated in 6 x 1014 ions/cm2. For this dose, etching times smaller than 1 minute were enough to remove all the irradiated area. However, times slightly longer (e.g. 2 minutes) make the process more reproducible. Regarding the geometry of the patterns generated by the ion irradiation, asymmetries were observed on structures that were supposed to be symmetric. This problem was attributed to the asymmetry of the beam spot on the target due to the settings of the objective slits that collimates the beam. The study of the grafting process showed that the hydrogel adheres to the structures walls, but does not fill it. For high concentrations (e.g. 0,7 g/L), the process is not efficient, since no reduction of the area of the microstructures by the insertion of the hydrogel was observed. The electric measurements showed the existence of distinct regimes as a function of the frequency of the alternate current. Basically, the polymer foils present resistive and capacitive behaviors.

Este estudo teve como objetivo analisar dentina e esmalte irradiados com diferentes doses de radiação ionizante com raios-x (20, 40 e 70Gy), através da microdureza, morfologia superficial, conteúdo mineral e resistência de união com adesivo de condicionamento total de 2 etapas (Adper Single Bond 2) e um novo sistema adesivo, universal, com a técnica auto-condicionante (Universal Single Bond). Oitenta e quatro terceiros molares humanos foram cortados, separados e preparados para cada ensaio. Para os ensaios de microdureza e microcisalhamento as amostras foram incluídas em resina acrílica e polidas. Para a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de energia dispersiva de raios-x (EDS), as amostras foram fixadas em solução de glutaraldeído 3%, lavadas em solução de cacodilato 0,1M e desidratadas em álcool etílico crescente. A microdureza (n=30) foi realizada pré e pós-radioterapia, com força de 50gf em esmalte cervical, médio e oclusal e 25gf em dentina profunda, média e rasa, por 30s. As amostras para o microcisalhamento foram divididas em 4 grupos (n=20) e 2 subgrupos (n=10) conforme o sistema adesivo. Foram construídos 3 corpos de prova cilíndricos com 1mm de diâmetro e altura em cada amostra. O teste de microcisalhamento foi realizado em máquina de ensaio universal com velocidade de 1mm/min. Os resultados indicam perda de propriedade de microdureza apenas em esmalte cervical em todas as três doses (20Gy pré-radioterapia: 298,04±11,80 e pós-radioterapia: 294,36±16,68; 40Gy pré-radioterapia: 285±19,45 e pósradioterapia: 275,3±36; 70Gy pré-radioterapia: 291,98±16,51 e pós-radioterapia: 283,68 ± 21,64) e em dentina em todas as profundidades (profunda: 20Gy préradioterapia: 57,79±1,96; pós-radioterapia: 55,37±1,30; 40Gy pré-radioterapia: 57,31±1,76; pós-radioterapia: 55,83±1,63; 70Gy não apresentou alterações; média: 20Gy pré-radioterapia: 58,05±1,79; pós-radioterapia: 55,36±1,20; 40Gy préradioterapia: 57,87± 2,04; pós-radioterapia: 55,65 ± 2,48; 70Gy não apresentou alterações; rasa: 20Gy pré-radioterapia: 56,60±12,17; pós-radioterapia: 55,18±2,57; 40Gy pré-radioterapia: 57,36±2,78; pós-radioterapia: 55,18± 2,57; 70Gy préradioterapia: 55,08±1,94; pós-radioterapia: 54,72±2,57). O teste de microcisalhamento não apresentou diferença significativa entre grupo controle e as 3 doses, tanto para esmalte (p=0,325) como para dentina (p=0,719), apresentando o adesivo Universal Single Bond, em dentina, a resistência de união mais satisfatória. A análise de padrão de fratura para dentina, indicou um maior número de rupturas coesivas em dentina na dose 70Gy quando comparada ao grupo controle. Em esmalte prevaleceram as fraturas do tipo adesivas. As eletromicrografias apresentaram alterações apenas em esmalte na dose 70Gy, com prismas de esmalte mais curtos e arredondados. O EDS mostrou que o conteúdo mineral permaneceu intacto em ambos substratos. Dentro das limitações de um estudo in vitro, conclui-se que a radiação ionizante apresenta maior interação preferencialmente em dentina, no entanto, o EDS mostra não haver modificação no conteúdo mineral em ambos substratos. Existe uma diminuição da microdureza em dentina, porém as alterações não são suficientes para interferir na resistência de união dos substratos irradiados, que mostraram resultados mais satisfatórios com o sistemas adesivos universal, utilizando-se a técnica auto-condicionante. / The aim of this study was to evaluate the effects of different doses (20Gy, 40Gy and 70Gy) of ionizing radiation with x-rays in the microhardness, superficial morphology, mineral content and bonding effectiveness with a 2 steps all-etch adhesive (Adper Single Bond 2) and the new generation of adhesive, the universal adhesive system, (Universal Single Bond), using the self-etch technique. Eighty-four third molars were cutted, separed and prepared for each assay. For the microshear-bond and microhardness the samples were included in acrylic resin and then polished. For the scanning electron miscroscopy (SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), the samples were fixated in a 3% glutaraldehyde solution, washed in 0,1M cacodylate solution and dehydrated in increscent concentrations of ethyl alcohol. The microhardness (n=30) was held pre and post radiotherapy with 50gf on cervical, middle and occlusal enamel and 25kg on superficial, middle and deep dentin, both cases with 30s. The microshear-bond was divided in 4 groups (n=20) and 2 subgroups (n=10) according to the adhesive system. Three cylinders were built with 1mm in diameter and heigh in every sample. The assay were accomplished at an universal testing machine with 1mm/min. Results indicate loss of microhardness properties only in cervical enamel at all 3 doses (20Gy pre-radiotheraphy: 298,04 ± 11,80 and post-radiotherapy: 294,36 ± 16,68; 40Gy pre-radiotherapy: 285 ± 19,45 and post-radiotherapy: 275,3 ± 36; 70Gy pre-radiotherapy: 291,98 ± 16,51 and post-radiotherapy: 283,68 ± 21,64) and in all dentin depths (deep: 20Gy preradiotherapy: 57,79 ± 1,96; post-radiotherapy: 55,37 ± 1,30; 40Gy pre-radiotherapy: 57,31 ± 1,76; post-radiotherapy: 55,83 ± 1,63; 70Gy showed no alteration; Middle: 20Gy pre-radiotherapy: 58,05 ± 1,79; post-radiotherapy: 55,36 ± 1,20; 40Gy preradiotherapy: 57,87 ± 2,04; post-radiothetrapy: 55,65 ± 2,48; 70Gy showed no alteration; Superficial: 20Gy pre-radioterapia: 56,60 ± 12,17; post-radiotrapia: 55,18 ± 2,57; 40Gy pre-radiotherapy: 57,36 ± 2,78; post-radiotherapy: 55,18 ± 2,57; 70Gy pre-radiotherapy: 55,08 ± 1,94; post-radiotherapy: 54,72 ± 2,57). The microshearbond test did not show significant difference between the control group and the 3 doses, both enamel (p=0.325) and dentin (p=0.719), showing better bonding with Universal Single Bond adhesive in dentin. The fracture pattern analysis indicated a larger number of cohesive failure in dentine with the 70Gy dose when compared with control group. The micrographs showed changes only on enamel at 70Gy dose, with shorter and rounder prisms. EDS test indicated no changes in mineral content for both substrates. Knowing the limitations of an in vitro study, it were concluded that ionizing radiation shows deleterious effects preferentially in dentin, probably due to it\'s high organic content, since EDS showed no modifications both enamel and dentin. There is a reduction in microhardness on dentin, but the changes are not enough to interfere at bonding properties of irradiated substrates, showing better results when used the universal adhesive with the self-etch techniques.

Este trabalho apresenta resultados de estudos e caracterizações de Conjuntos Eletrodo/Membrana (MEAs) de Células a Combustível a Membrana Polimérica (PEMFC). Algumas condições de operação de células e diferentes processos de produção de MEA foram investigados. A técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) (em situ - 0 a 16 A) foi usada \"on-line\" como uma ferramenta de diagnóstico, relativa ao desempenho de célula. As medidas de EIE foram feitas através do Sistema de EIE para células a combustível FC350 (GAMRY), junto a um PC4 Potentiostato/Galvanostato e conectado à carga dinâmica (TDI) para experimentos de EIE \"on-line\" (100 mHz - 10 kHz, dU = 5 mV). MEAs com 25 cm2 de área ativa, usando eletrocatalisadores PtM/C 20 % (M = Ru, Sn ou Ni) fabricados usando o Método de Redução por Álcool (MRA). A tinta catalítica foi diretamente aplicada no Tecido de Carbono (GDL) e este prensado na membrana de Nafion® (105). MEAs usando eletrocatalisadores Pt/C e PtRu/C 20 % da E-TEK foram fabricados para comparação. Todos os cátodos foram confeccionados com Pt/C 20% da E-TEK. Foram fixadas as concentrações de metal nobre em 0,4 mg Pt.cm-2 no anodo e 0,6 mg Pt.cm-2 no catodo (E-TEK). Diagramas de Nyquist dos MEAs com Pt/C e PtRu/C da E-TEK ou PtM/C MRA apresentaram as mesmas resistências de ôhmicas para os MEAs. Este fato pode ser explicado por supressão de aglomerados durante o processo de preparação do MEA ou pela homogeneidade do eletrocatalisador ancorado ao carbono. Também pôde ser observado, a baixas densidades atuais que há uma diferença de desempenho significante entre o eletrocatalisadores da ETEK e os preparados pelo MRA. Os resultados das curvas de polarização confirmaram que PtM/C MRA apresentara um aumento de atividade para as células alimentadas com metanol e etanol. A técnica de EIE se mostrou eficiente para a avaliação do método de preparação dos MEAs e do desempenho da célula, os resultados de EIE mostraram uma coerência na escolha do modelo do circuito elétrico para os MEAs utilizando hidrogênio, metanol e etanol. Esta coerência indica que outras resistências não consideradas no modelo não são relevantes na resistência total dos MEAs. / This work reports results of studies and characterization on Membrane Electrode Assemblies (MEAs) for Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). Some cell operation conditions and different processes of MEA production were investigated. The Electrochemical Impedance Spectroscopy Technique (EIS) (in situ - 0 to 16 A) was used \"on-line\" as a tool for diagnosis, concerning the cell performance. The EIS measurements were carried out with a FC350 Fuel Cell EIS System (GAMRY), coupled to a PC4 Potentiostat/Galvanostat and connected to the electronic load (TDI) for \"on-line\" EIS experiments (100 mHz - 10 kHz, dU = 5 mV). MEAs with 25 cm2 surface area, using PtM/C 20% (M = Ru, Sn or Ni) electrocatalysts were manufactured using the Alcohol Reduction Process (ARP). The catalytic ink was applied directly into the Carbon Cloth (GDL) and pressed in the NafionR membrane (105). MEAs using Pt/C and PtRu/C 20% from E-TEK electrocatalysts were manufactured by comparison. All the cathodes were sprayed with Pt/C 20% from E-TEK. The noble metal concentrations used were set to 0.4 mg Pt.cm-2 at the anode and 0.6 mg Pt.cm-2 at the cathode (E-TEK). Nyquist diagrams of the MEAs with Pt/C and PtRu/C from E-TEK or PtM/C (M = Ru, Sn or Ni) ARP showed essentially the same ohmic resistances for the MEAs. This fact can be explained by suppression of agglomerates during the MEA preparation process or by the homogeneity of the anchored electrocatalysts at the carbon surface. It could also be observed, at low current densities, that there was a significant performance difference between the electrocatalysts from E-TEK and those prepared with the Alcohol Reduction Process. The polarization curves results confirmed that the PtM/C (M = Ru, Sn or Ni) ARP showed an activity increase for the methanol and ethanol fed cells. The technique of EIE was shown efficient for the evaluation of the method preparation of MEAs and the acting of the cell, the results of EIE showed coherence in the choice of the model the electric circuit for MEAs using hydrogen, methanol and ethanol. This coherence indicates that other resistances no considered in the model are not relevant in the total resistance of MEAs.

Com o aumento dos tratamentos químicos e/ou físicos nos cabelos aos quais são realizados mediante o uso de dispositivos térmicos, há uma maior preocupação a respeito dos danos causados aos cabelos por estes tipos de tratamentos. O conhecimento dos efeitos, benefícios e/ou malefícios, de ingredientes cosméticos em cabelos torna-se necessário, pois facilita a busca por produtos baseada no tipo de cabelo. O principal objetivo do trabalho foi a caracterização físico-química, analítica e térmica de mechas de cabelo de diferentes etnias (caucasiano, oriental e afro-étnico virgem e brasileiro virgem e descolorido) antes e após o uso de ingredientes cosméticos seguido de um tratamento térmico (utilizando piastra) e intercalando com lavagens. O estudo das amostras de cabelo e de uma amostra de queratina animal envolveu a utilização das técnicas de TG/DTG, DSC, análise elementar, FTIR, MEV e técnicas de avaliação de eficácia, como tensão/deformação, penteabilidade e quebra por escovação. A partir da TG/DTG, foi possível avaliar as etapas de decomposição térmica das amostras de cabelo virgem e de queratina animal e estas apresentaram um comportamento térmico semelhante entre si. O estudo cinético não isotérmico por TG mostrou que, dos diferentes tipos de amostras de cabelo virgem, o afro-étnico apresentou menor estabilidade térmica e o oriental foi o mais estável termicamente. Os resultados de DSC corroboraram os obtidos por TG, demonstrando que a amostra de cabelo afro-étnico apresentou temperatura de desnaturação térmica das cadeias de α-queratina menor (TD = 223°C) do que as amostras dos outros tipos de cabelo (TD = 236°C). As mechas de cabelo virgem e clareadas foram tratadas com formulações cosméticas contendo silicones e avaliadas quanto a eficiência destes na proteção térmica dos cabelos. Algumas delas mostraram eficiência na proteção térmica das cadeias de α-queratina, diminuindo o seu grau de desnaturação. Foi possível observar que a associação do calor da piastra com as lavagens sucessivas causou danos tanto à cutícula (conforme resultados de FTIR e MEV), como também, ao córtex dos cabelos (conforme resultados de DSC). Em alguns casos, os danos causados foram tão graves que as camadas mais superficiais da cutícula sofreram descamações. O estudo mostrou, também, que a eficiência da proteção térmica nos cabelos depende do tipo da formulação cosmética em que estes protetores estão incorporados e do estado em que os cabelos se encontram. A DSC permitiu a avaliação da modificação termicamente induzida das cadeias de α-queratina e sua posterior desnaturação. O estudo envolvendo a associação das diferentes técnicas apresentou-se viável na avaliação tanto dos danos causados aos cabelos quanto na eficiência dos ingredientes cosméticos na proteção térmica dos mesmos. / With the increase of chemical and/or physical hair treatments, there is an increased concern about the damage caused by the continued use of thermal equipment. This is due to products identified as \"progressive brush\", widely used by individuals of various types of hair, in order to straighten them that are employed with the mandatory use of piastra. Thus, knowledge about the effects, benefits and/or detriments, of cosmetic ingredients in hair of different ethnic groups becomes necessary because it facilitates the search for products based on the type of hair. The main objective this work was the physicochemical, analytical and thermal characterization of hair samples of different ethnic groups (caucasian, oriental, african-ethnic and brazilian type II) before and after the use of cosmetic ingredients followed by heat treatment, using piastra, interleaved by washes. For such purpose, it was used the TG/DTG, DSC, EA, FTIR, SEM and techniques for evaluation of effectiveness as stress/strain and combing. By TG/DTG, it was possible to evaluate the thermal decomposition events of hair and animal keratin samples and these showed a similar thermal behavior between them. The TG-non isothermal kinetic study showed that, from the different types of virgin hair samples, the african-ethnic hair samples had the lowest thermal stability and oriental hair samples were more thermally stable. The DSC results confirm the results obtained by TG, demonstrating that african-ethnic hair samples had thermal denaturation temperature of α-keratin chains (TD = 223°C) lower than the samples from other types of hair (TD = 236°C). The virgin and bleached hair tresses were treated with cosmetic formulations containing silicones and evaluated the efficiency of the thermal protection of the hair. Some of the formulations tested have shown to be efficient as to its protective effect on the degradation of the α-keratin chains, decreasing the degree of denaturation. It was observed that the combination of the heat of piastra with successive washes caused damage to the hair cuticle (according to the IR and SEM results) as well as the cortex of hair (according DSC results). In some cases, the damage was so severe that the most superficial layers of the cuticle suffered flaking. The study also showed that the efficiency of the thermal protection in the hair depends on the type of cosmetic formulation that these protectors are incorporated and the condition of the hair. DSC technique allowed monitoring of the thermally induced modification of the α-keratin chains and subsequent denaturation. The study of the combination of all the techniques, as presented, is feasible in measuring damage to hair and the efficiency of cosmetic ingredients in protecting them.