Este trabalho tem como objetivo o tratamento de problemas de equivalência dos verbos na microestrutura do dicionário bilíngüe orientado a um usuário específico, o tradutor brasileiro, e também a um propósito específico, a produção na segunda língua. Assim, realizaremos uma revisão de conceitos básicos da área da tradução, da semântica e da lexicografia, procurando estabelecer relações de interdependência entre estas disciplinas que possam orientar esta tarefa. Primeiramente exploraremos aspectos do fenômeno da tradução para nos acercarmos do perfil do tradutor. Posteriormente, procuraremos chamar a atenção para um conceito referente ao contraste das línguas, chamado de “anisomorfismo”, que subjaz à tradução e que pressupõe que cada língua é, em certa medida, única. A adoção deste conceito implica, entre outros aspectos, que é praticamente impossível estabelecer relações lexicais perfeitamente equivalentes entre as línguas. Além da confrontação dos vários aspectos teóricos entre si, realizaremos a análise de um conjunto de amostras, estabelecendo relações entre a teoria e a prática lexicográfica, especialmente sobre o modo que as equivalências lexicais são tratadas no dicionário bilíngüe. A partir das conclusões estabelecidas neste ponto, proporemos o tratamento de dois problemas específicos que consideramos essenciais para as relações de equivalência da classe dos verbos procurando beneficiar a tradução ativa para o usuário brasileiro, o tradutor: a marcação de valência dos equivalentes e a distinção semântica dos seus subconjuntos. / This Paper aims at the treatment of equivalence problems of verbs in the microstructure of a bilingual dictionary designed to a specific user, the Brazilian translator and to a specific purpose, the production in the second language. Thus, we will carry out a revision of basic translational, semantic and lexicographical concepts, seeking to establish relations of interdependence among these disciplines, which might guide us in this task. Firstly, we will explore the aspects of the translation phenomenon in order to approach the translator’s profile. Later, we will focus on a concept related to the contrast of languages called “anisomorphism”, which underlies translation and presupposes that every language is, to a certain extent, unique. The adoption of this concept implies that, among other aspects, it is practically impossible to establish perfectly equivalent lexical relations among languages. Besides the confrontation of several theoretical aspects in themselves, we will carry out the analysis of a set of samples to establish relations between the lexicographical theory and practice, especially considering the way the lexical equivalences are treated in the bilingual dictionary. From the conclusions drawn at this point, we will propose the treatment of two specific problems we consider essential for the equivalence relations of the class of verbs in order to benefit the active translation for the Brazilian dictionary user, the translator: the valency labeling of equivalents and the semantic distinction of their subsets.

Superligas à base de níquel vêm sendo extensivamente utilizadas em diversas aplicações nas indústrias devido ao excelente comportamento mecânico e anticorrosivo. No entanto, essas ligas possuem certas particularidades que levam à necessidade de desenvolvimento de técnicas de inspeção e caracterização metalúrgica, como forma de garantir a integridade estrutural dos componentes fabricados com essas ligas. Neste trabalho, a técnica de correntes parasitas foi aplicada à superligas à base de níquel com duas propostas distintas: 1) Em um primeiro momento foi realizado o estudo da evolução microestrutural da liga Inconel 718 durante o processo de envelhecimento através da combinação do ensaio por correntes parasitas, análise de difração de raios-X, análise metalográfica, medidas de dureza e tamanho de grão. As medidas foram realizadas em amostras submetidas a diferentes ciclos de tratamentos térmicos variando entre 620-1035°C. Os resultados mostraram que as diferentes microestruturas do Inconel 718 têm efeitos distintos na condutividade elétrica quando medidos através da técnica de correntes parasitas. A influência da microestrutura na condutividade pode ser mostrada sendo devido à competição de dois efeitos sobre o espalhamento de elétrons: a purificação da matriz e a morfologia, distribuição e tamanho dos precipitados. A combinação dos valores de dureza e condutividade elétrica provou ser uma forma rápida e prática de determinar o nível de envelhecimento da liga; 2) Em um segundo momento foi desenvolvido um processo de otimização de sensores através de modelagem por elementos finitos (MEF). Através de uma metodologia de otimização, os parâmetros de construção e operação de um sensor foram otimizados para inspeção de defeitos superficiais e subsuperficiais esperados em materiais cladeados com Inconel 625. O sensor com a geometria ótima foi construído e testado a fim de verificar a eficiência do processo de otimização. Uma ótima correlação entre os resultados numéricos e experimentais foi encontrada e o sensor ótimo se mostrou eficiente na inspeção de pequenos defeitos superficiais e subsuperficiais na liga Inconel 625 quando operado nas frequências apropriadas. / Nickel-based superalloys have been extensively used in various industries due to its unique mechanical and corrosion behavior. However, these alloys show particular characteristics which lead to the need for specific inspection and metallurgical characterization techniques in order to ensure the structural integrity of components manufactured from these alloys. In this work , the eddy current technique was applied to nickel-base superalloys with two aims: 1 ) Firstly, the microstructural evolution of Inconel 718 during aging processes has been studied through a combination of eddy current testing, X-ray diffraction analysis, metallography, hardness and grain size measurements. Measurements were carried out in samples subjected to different heat treatment cycles between 620-1035°C. Results show that different microstructures of Inconel 718 have a distinguishable effect on electrical conductivity when this is measured through an appropriately sensitive technique (i.e. eddy current testing). The influence of microstructure on conductivity could be shown to be due to the competition between two effects on the scattering of electrons: matrix purification and precipitate size, distribution and morphology. A combination of hardness values and electrical properties proved to be a fast and practical way of determining the stage of aging of the alloy; 2) An optimization method of eddy current sensor design was developed through finite element modeling (FEM). Through a methodology of optimization, the construction and operation parameters of the sensor were optimized for inspection of superficial and subsuperficial defect, commonly found in weld overlay Inconel 625 claddings. A prototype of this sensor with the optimum geometry was built and tested on blocks identical to those considered in the models in order to verify the efficiency of the optimization process. A very good agreement between numerical and experimental results was found. Moreover, the optimal sensor was efficient to detect small surface and subsurface defects in Inconel 625 when operated at appropriate frequencies.

A torta de mamona é um resíduo gerado da extração de óleo da mamona, que tem potencial para matéria prima para a produção de filmes biodegradáveis. Filmes a base de proteínas têm limitações mecânica. Assim, as propriedades físicas destes materiais biodegradáveis podem ser melhoradas com o uso de agentes químicos, como reticulantes, e de fibras vegetais, como material de reforço. Neste sentido, o objetivo geral desta dissertação foi o desenvolvimento de filmes biodegradáveis à base de proteína extraída da torta da mamona, modificada com glioxal, e reforçados com fibras da polpa de celulose, para emprego na agricultura. Os objetivos específicos foram a avaliação das fibras de celulose em relação ao ganho de umidade, microscopia e estrutura química, e a avaliação do efeito da concentração de fibras sobre as propriedades mecânicas (tração e perfuração), cor, opacidade, brilho, umidade, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água, microestrutura, propriedades térmicas, e estrutura química através de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. As proteínas foram extraídas da torta de mamona em um reator com controle digital de temperatura (50 ºC), de pH (12, com NaOH) e de agitação (400 rpm), com capacidade para 5 Litros. As fibras de celulose foram dispersas em água com agitador de alta rotação. Os filmes foram preparados por desidratação de soluções formadoras de filmes (SFF) com 6g de proteína/100 g de SFF, 5g glioxal/100g de proteína, 30 g de glicerol/100 g de proteína e 0; 2,5; 5; 7,5; 10 e 12,5g de fibras/100 g de proteína. A adição de fibras não mostrou efeito sobre a espessura, umidade, solubilidade em água e permeabilidade ao vapor de água dos filmes. Entretanto, as propriedades mecânicas do material melhoraram em função da concentração de fibras. O acréscimo de fibra provocou aumento na força de perfuração, tensão na ruptura e módulo de elasticidade e diminuição na deformação dos filmes. A adição de fibras também exerceu efeito sobre a cor, opacidade e brilho dos compósitos. Os resultados das análises por microscopia eletrônica de varredura permitiu verificar que as fibras de celulose estavam bem dispersas na matriz do filme, explicando seu efeito sobre as propriedades mecânicas dos filmes. E, as análises por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier corroboraram com esses resultados. O reforço com fibras mostrou-se eficiente e uma excelente alternativa para a produção de filmes a base de biopolímeros. / Castor bean (Ricinus communis L.) cake is a by product of the extraction process of castor oil, which has potential for biodegradable films production. Proteins-based films have mechanical limitations; however it physical properties can be improved with the use of chemical agents, as cross linker, and of vegetal fibers, as reinforcement load. Therefore, the aim of this work was the development of films based on proteins extracted from castor bean (Ricinus communis L.) cake crosslinked with glyoxal and reinforced with cellulose pulp fibers, to be used in agriculture. More specifically, the objectives of this work were the evaluation of cellulose fibers, moisture gain, microstructure and chemical structure, and the evaluation of the effect of fiber content on thickness, moisture content, mechanical properties (by tensile and puncture tests), color, opacity, gloss, solubility in water, water vapor permeability, color, opacity, gloss, microstructure by scanning electron microscopy, and chemical structure by Fourier transform infrared spectroscopy. Proteins were extracted from castor beans cake in a reactor with digital temperature control (50ºC), pH (12, with NaOH) and agitation (400 rpm) with 5L capacity. Cellulose fibers were dispersed in water using a high shear stirrer. Films were prepared by dehydration of film-forming solutions (FFS) with 6g protein/100g FFS, 5g glyoxal/100g protein, 30g glycerol/100g protein and 0; 2.5; 5; 7.5; 10 and 12.5g cellulose fibers/100g protein. Fibers content had no effect on thickness, moisture content, solubility in water and water vapor permeability of films. Nevertheless, the mechanical properties of films were improved as a function of fiber concentration. The increasing in fibers concentration increased puncture force, tensile strength and elastic modulus and decreased films deformation. The addition of fibers also had an effect on color, opacity and gloss of composites. The results of scanning electron microscopy showed that cellulose fibers were well dispersed in the film matrix, explaining their effect on mechanical properties of films. Additionally, analysis by Fourier transform infrared spectroscopy corroborated with these results. Fiber reinforcement was effective and seems to be a great alternative for the production of films based on biopolymers.

abstract: Phase change materials (PCMs) are combined sensible-and-latent thermal energy storage materials that can be used to store and dissipate energy in the form of heat. PCMs incorporated into wall-element systems have been well-studied with respect to energy efficiency of building envelopes. New applications of PCMs in infrastructural concrete, e.g., for mitigating early-age cracking and freeze-and-thaw induced damage, have also been proposed. Hence, the focus of this dissertation is to develop a detailed understanding of the physic-chemical and thermo-mechanical characteristics of cementitious systems and novel coating systems for wall-elements containing PCM. The initial phase of this work assesses the influence of interface properties and inter-inclusion interactions between microencapsulated PCM, macroencapsulated PCM, and the cementitious matrix. The fact that these inclusions within the composites are by themselves heterogeneous, and contain multiple components necessitate careful application of models to predict the thermal properties. The next phase observes the influence of PCM inclusions on the fracture and fatigue behavior of PCM-cementitious composites. The compliant nature of the inclusion creates less variability in the fatigue life for these composites subjected to cyclic loading. The incorporation of small amounts of PCM is found to slightly improve the fracture properties compared to PCM free cementitious composites. Inelastic deformations at the crack-tip in the direction of crack opening are influenced by the microscale PCM inclusions. After initial laboratory characterization of the microstructure and evaluation of the thermo-mechanical performance of these systems, field scale applicability and performance were evaluated. Wireless temperature and strain sensors for smart monitoring were embedded within a conventional portland cement concrete pavement (PCCP) and a thermal control smart concrete pavement (TCSCP) containing PCM. The TCSCP exhibited enhanced thermal performance over multiple heating and cooling cycles. PCCP showed significant shrinkage behavior as a result of compressive strains in the reinforcement that were twice that of the TCSCP. For building applications, novel PCM-composites coatings were developed to improve and extend the thermal efficiency. These coatings demonstrated a delay in temperature by up to four hours and were found to be more cost-effective than traditional building insulating materials. The results of this work prove the feasibility of PCMs as a temperature-regulating technology. Not only do PCMs reduce and control the temperature within cementitious systems without affecting the rate of early property development but they can also be used as an auto-adaptive technology capable of improving the thermal performance of building envelopes. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Civil, Environmental and Sustainable Engineering 2018

Commodities futures trading went through unparalleled structural transformation during the first decade of the 2000s, which ultimately resulted in long lasting impacts on the volume and open interest levels as well as on the access to these markets and inclusion of new participants. Benefiting from the new sets of high frequency data made available due to these transformations, this dissertation is composed of three papers that investigate different market microstructure aspects of the commodities futures markets at BM&F-Bovespa. The first paper analyzes the modelling and forecasting of realized volatility in the corn and live cattle markets. For this purpose, the heterogeneous autoregressive model (HAR-RV) proposed by Corsi (2009) was used, as well as its extensions adapted to include jump components (Andersen et al., 2007) and leverage components (Corsi and Reno, 2012). Using measurements to compare both analysis, results show that modelling in-sample realized volatility is best performed if jumps and leverage components are included in the model. Out-of-sample forecasts results for the live cattle market show that there was no statistically significant difference between the models. For the corn markets, difference in the models\' forecast performance was found at the daily horizon only. The second paper delves into the relationship between volatility, volume and bid-ask spread in the corn and live cattle markets. Considering that these are emerging agricultural markets, concentration measures were also included. A three-equation structural model was used to capture the relationship between volatility, volume and bid-ask spread and the estimation was performed using the IV-GMM approach. Findings show that bid-ask spread levels are higher for live cattle markets than it is for corn markets. In addition, bid-ask spread is negatively related to volume and positively related to volatility. The significance and magnitude of the responses depend on the level of liquidity in each market. Further, results point out that concentration impacts corn and live cattle differently. The third paper examines the dynamic relationship between dealers activity and market structure in the live cattle inter-dealer market at BM&F-Bovespa. First, a descriptive analysis of the live cattle inter-dealer market structure is carried out and then follows an investigation of the dynamic of dealers\' activity and its determinants. Results indicate that the live cattle inter-dealer market is not competitive and that dealers\' activity is positively related to market concentration, quoted bid-ask spread, number of active dealers and the dealer\'s traded quantity. / Negociações nos mercados futuros de commodities passaram por transformações estruturais significativas durante a primeira década dos anos 2000, resultando em uma elevação dos níveis de volume e open interest, e também em uma maior facilidade de acesso a esses mercados e inclusão de novos participantes. Beneficiando-se da divulgação de dados de alta frequência possibilitada por estas transformações, esta tese, composta por três artigos, tem por objetivo investigar diferentes aspectos da microestrutura dos mercados de commodities da BM&F-Bovespa. O primeiro artigo analisa a modelagem e previsão de volatilidade realizada nos mercados futuros de milho e boi gordo. Para este fim, utilizou-se o modelo heterogêneo auto regressivo proposto por Corsi (2009), bem como suas extensões adaptadas para a inclusão dos componentes de saltos (jumps) (Andersen et al., 2007) e alavancagem (Corsi e Reno, 2012). Utilizando diferentes métricas de comparação, os resultados encontrados mostram que os modelos que incluem os componentes de saltos e os de alavancagem tem melhor desempenho que os demais em análises in-sample (modelagem). Por outro lado, a análise das previsões out-of-sample mostra que, para o mercado de boi gordo, não há diferença entre os modelos empregados, enquanto que para o mercado de milho verificou-se uma diferenciação preditiva no horizonte diário, porém para os horizontes semanal e mensal, os quatro modelos tiveram performance indistinta. O segundo artigo explora a relação entre volatilidade, volume e bid-ask spread nos mercados de milho e boi gordo. Levando em conta que se trata de mercados emergentes, métricas de concentração de mercado foram incluídas na análise. Para capturar a relação entre volatilidade, volume e bid-ask spread, um modelo estrutural de três equações simultâneas foi utilizado e a estimação foi feita através do modelo GMM com variáveis instrumentais. Os resultados indicam que os níveis de bid-ask spread encontrados para o mercado de boi gordo são maiores que os encontrados para o mercado de milho. Além disso, o bid-ask spread é negativamente relacionado ao volume e positivamente relacionado à volatilidade. Entretanto, a intensidade e magnitude da relação entre as variáveis depende dos níveis de liquidez dos mercados analisados. A concentração impacta o mercado de milho e boi gordo de forma diferente. O terceiro artigo investiga a dinâmica da relação entre a atividade dos dealers e estrutura do mercado de boi gordo na BM&F-Bovespa. Primeiramente, faz-se uma análise descritiva deste mercado e posteriormente estuda-se o comportamento dos dealers e seus determinantes. Os resultados indicam que os dealers no mercado de boi gordo não operam em uma estrutura competitiva e que a atividade destes é positivamente relacionada à concentração de mercado, ao bid-ask spread, ao número de dealers ativos e à quantidade de contratos transacionada pelos dealers.

A falha devido à ocorrência de fadiga térmica de materiais utilizados como ferramentas para trabalho a quente é identificada durante serviço e ocorre devido ao acúmulo de dano localizado. O aço AISI H13 é comumente utilizado em ferramentas para a conformação a quente devido à sua boa tenacidade à fratura e resistência ao desgaste, e considerável resistência à perda de dureza a quente. Este trabalho teve como motivação estudar a relação entre a microestrutura do aço H13 e os carregamentos térmicos e mecânicos, que possam levar à falha de ferramentas para forjamento a quente. Para este estudo, fez-se uso de meios computacionais (simulação numérica) aliados aos conhecimentos de caracterização microestrutural e do comportamento mecânico dos materiais. Nesta abordagem, elabora-se uma malha na microestrutura do referido aço no software OOF2®, do NIST, e as análises são feitas a partir da aplicação do método dos elementos finitos com o emprego do software Abaqus®. Com isso, torna-se possível examinar o efeito de aspectos microestruturais, como a influência dos precipitados, na ocorrência de tensões e de deformações na microestrutura de forma a obter um mapeamento de regiões críticas ao dano e à falha na ferramenta de forjar a quente. Os estudos são baseados e comparados com trabalhos já publicados, e simulam carregamentos e variações de temperatura no material em questão de modo a verificar as condições que favorecem a nucleação de trincas por fadiga térmica. Como principais conclusões e contribuições obtidas da análise realizada, podem ser destacadas: (i-) as regiões críticas que vêm a propiciar a nucleação de trincas térmicas são os precipitados e as interfaces; (ii-) no campo de tensões, a propriedade das fases que exerce a maior influência é o módulo de elasticidade; (iii-) os diferentes coeficientes de expansão térmica das fases geram deformações térmicas mais elevadas e tensões compressivas nas interfaces; (iv-) as deformações térmicas nos precipitados são superiores às da matriz devido à influência no campo de tensões; (v-) em termos de tensões térmicas, o momento do ciclo térmico mais crítico para a matriz é o resfriamento; e (vi-) ao passo que, nos precipitados, a etapa mais crítica é o aquecimento. / Failure due to thermal fatigue can occur in hot working tool materials and its onset takes place in the regions where the highest stress and strain are reached. AISI H13 steel is often used as a hot working tool since it has good toughness and wear resistance, and also a sensible resistance to loss of hot hardness. This study was carried out by means of finite element method (FEM) combined with microstructural characterization and mechanical behavior of materials analysis. According to this approach, H13 steel microstructure, in which carbides could be observed, was meshed by means of OOF2® (NIST). Moreover, the ABAQUS® commercial FEM software was used to simulate thermal and mechanical loading applied in the tool throughout mechanical processing. The conducted analysis allowed to observe the effect of precipitates on stress-strain distribution at different temperatures and loads. Hence, critical regions, in which damage could be favored as well failure onset in the microstructure of the hot forging tool, are displayed. The investigation was based on and compared to literature results and it showed that it can be possible to design the microstructure of hot forging materials, in which an improvement in the thermal fatigue resistance could be improved. The main remarks and conclusions of this work are as follows: (i-) precipitates and interfaces are preferential regions to nucleation and growth of cracks, and they seem to work as stress concentrators; (ii-) modulus of elasticity of phases has the strongest influence in the stress fields of the microstructure; (iii-) the mismatch between thermal expansion coefficients of the phases leads to compressive stresses on interfaces and also the highest thermal strain; (iv-) thermal strains are higher on the precipitates than on the steel matrix; (v-) elastic-plastic properties of steel matrix influenced on thermal cycles. In addition, cooling is the most critical condition of thermal stresses by analyzing each thermal cycle in this phase; and (vi-) whereas the precipitates have elastic behavior, and the most critical step is the heating, in which the maximum temperature of the cycle is reached.

As cerâmicas de carbeto de silício, SiC, possuem excelentes propriedades físicas, químicas e mecânicas, fazendo com que as mesmas tenham um vasto campo de aplicações. Devido à natureza altamente covalente do SiC, este possui baixo coeficiente de autodifusão, dificultando sua sinterização via fase sólida. Por esse motivo as cerâmicas de SiC devem ser sinterizadas via fase líquida, usando aditivos. A dificuldade para a expansão das aplicações das cerâmicas de SiC é a baixa tenacidade à fratura, 3-4 MPa√m . Neste trabalho foi estudada a sinterização de cerâmicas de SiC aditivadas com o sistema La2O3 - Al2O3, obtido por mistura mecânica e mistura química. Foram preparadas misturas de SiC com 10% em volume de aditivos. As amostras foram prensadas e sinterizadas; e as que apresentaram melhores resultados de densificação foram tratadas termicamente com o objetivo de reforçar in situ essas cerâmicas. Tanto as amostras somente sinterizadas quanto as sinterizadas e tratadas termicamente foram submetidas as análises de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, tenacidade à fratura e energia de fratura. Foram correlacionados os resultados de microestrutura e resistência à propagação de trincas. Além do aprofundamento científico na sinterização e caracterização das cerâmicas de SiC, foram também obtidas resultados de tenacidade à fratura da ordem de 6 MPa√m. / Silicon carbide, SiC, ceramics have excellent physical, chemical and mechanical properties, allowing them to be used in a vast range of applications. However, due to the highly covalent nature of SiC, its self-diffusion coefficient is low, making its solid phase difficult to sinter without additives. SiC ceramics should therefore be sintered via liquid phase using densifying additives. The expansion of SiC ceramic applications, however, is hampered by its low fracture toughness of 3-4 MPa √m . The purpose of this work was to study SiC ceramics sintered with La2O3 - Al2O3 as additive system produced by mechanical and chemical mixing. To this end, SiC mixtures were prepared containing 10% in volume of additives. The samples were pressed and sintered. The samples displaying the highest densification were heat-treated to improve their properties. All the samples, both sintered and sintered followed by heat-treatment, were subjected to analyses by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, fracture toughness and fracture energy. The result of microstructure, fracture energy and fracture toughness among them selves were then correlated. In addition to contributing to the body of scientific knowledge on the sintering and characterization of SiC ceramics, the goal of reaching fracture toughness in the order of 6 MPa √m was also achieved.

Materiais cerâmicos obtidos a partir de pós nanocristalinos permitem a obtenção de excelentes propriedades após sinterização, devido à possibilidade de redução da temperatura final de sinterização com conseqüente refinamento microestrutural e excelente densificação. Nesse contexto, a zircônia tetragonal (ZrO2 (t)) tem um importante papel, pois suas características intrínsecas, tais como a transformação martensítica (ZrO2 (t-m)), permitem o desenvolvimento de excelentes propriedades, destacando-se a elevada tenacidade à fratura e resistência a flexão, tornando-a um material diferenciado visando aplicações nobres onde propriedades mecânicas e confiabilidade sejam pré-requisitos. Visando otimizar estas aplicações, se faz necessário conhecer as correlações entre as propriedades mecânicas e a microestrutura. Sendo assim, é de extrema importância promover a revelação microestrutural desses materiais, de forma padronizada e com representatividade estatística, o que exige cuidados nas técnicas de preparação ceramográfica. Nesse trabalho pretende-se caracterizar microestruturalmente cerâmicas a base de ZrO2(Y2O3) nanométrica, visando estudar os efeitos da temperatura e do tempo de sinterização na cinética de crescimento de grão. Foi definida uma rota de preparação e análise ceramográfica propondo seqüência de lixas e panos de polimento, assim como cargas e tempos em cada etapa. As amostras foram atacadas termicamente e micrografias foram obtidas. As micrografias foram processadas por rotinas de análise digital de imagens, visando definir padronizações para determinação de parâmetros microestruturais de interesse, tais como distribuição de tamanhos de grãos, densidade de grãos por unidade de área, razão de aspecto, etc. Foi estudado o efeito das condições de sinterização (temperatura final e tempo de isoterma) no crescimento de grãos. / Ceramic materials obtained from nanocrystalline powders enable the obtaining of excellent properties after sintering, due to the possibility of reducing the final sintering temperature with consequent microstructural refinement and excellent densification. In this context, tetragonal zirconia (ZrO2 (t)) has an important role, since their intrinsic characteristics, such as the martensitic transformation (ZrO2 (t-m)), allow the development of excellent properties, highlighting the high tenacity to fracture and resistance to bending, making it a differentiated material aiming noble applications where mechanical properties and reliability are prerequirements. In order to optimize these applications, it is necessary to know the correlations between the mechanical properties and microstructure. Thus, it is extremely important to promote the microstructural disclosure of these materials, in a standardized manner and with statistical representativeness, which requires care with the ceramographic preparation techniques. This work aims to microstructurally characterize ceramics based on nanometric ZrO2(Y2O3), looking for the study of the effects of the sintering temperature and time on the graingrowth kinetics. It was defined a route for ceramographic preparation and analysis proposing a sequence of sandpapers and polishing cloths, as well as loads and times at each stage. The samples were thermally etched and micrographs were obtained. The micrographs were processed through routines of digital image analysis, aiming the definition of standards for the determination of microstructural parameters of interest, such as distribution of grain sizes, density of grains per unit of area, aspect ration, and others. It was studied the effects of the sintering conditions (final temperature and time of isotherm) on the grain growth.

Neste trabalho se buscou criar uma base tecnológica para síntese digital e visualização virtual de microestruturas de materiais policristalinos monofásicos, visando disponibilizar software e metodologias de baixo custo aos pesquisadores da área ou de áreas correlatas. Para isso foram levantados e testados métodos, sistemas, bibliotecas e algoritmos computacionais pertinentes ao problema em questão. A técnica de síntese escolhida adotou uma simulação física de empacotamento de partículas seguida por tesselação espacial baseada no diagrama Voronoi. Para testar a abordagem uma amostra de um material real foi reconstituída digitalmente. O modelo reproduziu com grande precisão a distribuição de tamanhos de grão, o número de faces por grão e o número de vizinhos imediatos da referência. Na frente de visualização virtual buscou-se definir um modelo capaz de lidar com grandes quantidades de dados e baseado em princípios cognitivos sólidos, que permitisse maior extração de conhecimento de modelos microestruturais. A técnica de visualização em múltiplas escalas foi considerada a mais apropriada aos modelos cujos objetos e detalhes abrangem diversas escalas espaciais, permitindo ao computador lidar com vastas quantidades de dados ao alternar entre qualidade e quantidade no processo de geração de imagens. Técnicas de visualização tradicionais também foram testadas e a técnica de corte se mostrou fundamental, principalmente para a exploração direta do interior do modelo, mas também para a extração de dados voltados a análise microestrutural estereológica. / The main goal of this work is to create a technological foundation for digital synthesis and virtual visualization of single-phase polycrystalline materials microstrutures, aiming to offer low cost software and methodologies to materials science researchers and alike. Several methods, applications, libraries and algorithms were tested and the most appropriate were selected for further exploration. The chosen microstructural synthesis technique uses newtonian particle packing simulation, followed by a Voronoi-based tesselation. This simple approach were put to test using a real material sample. The sample were digitally built and meaningfull parameters like grain size distribution, edges per face and mean number of neighbours were replicated with acceptable precision. Regarding visualization, the most relevant issue was the specification of a computationally scalable method based on proven cognitive principles, capable to deal with a huge amount of information and to support efficient knowledge extraction from microstructural models. The multiscale approach has proved to be the most suited for models that spans several scales in space, allowing computers to store and display large quantities of data and to manage the tradeoff between quality and quantity in the rendering process. Traditional visualization techniques were tested as well and section visualization has proved to be paramount for internal model visualization, as it is for stereological microstructural analysis.

Os aços da classe SAE 5120 são largamente utilizados para a produção de eixos e engrenagens de caixas de transmissão. As adições de nióbio e boro neste aço visam modificar a microestrutura e, consequentemente, alteram as propriedades metalúrgicas e mecânicas deste aço. Adições de nióbio ancoram o crescimento de grão austenítico, permitindo um aumento de produtividade no processamento visto que temperaturas de laminação e de tratamento térmico mais elevadas podem ser aplicadas sem que ocorra o crescimento de grão austenítico. O boro encontra-se tanto na forma solúvel como nãosolúvel nos aços. O boro solúvel aumenta a temperabilidade, devido à segregação deste elemento durante a solidificação nos contornos de grãos, retardando a nucleação da ferrita. O boro não-solúvel (combinado) também contribui para o ancoramento dos contornos de grãos austeníticos, visto que este se combina com o nitrogênio formando o BN cuja temperatura de solubilização é por volta de 1360ºC. O objetivo principal foi avaliar a cinética de transformação do aço SAE 5120 com a adição simultânea de boro e nióbio por meio da curva de transformação por resfriamento contínuo (CCT) a partir do campo austenítico (930oC). As amostras foram caracterizadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura e por ensaios de dureza, possibilitando a construção da curva CCT para diferentes taxas de resfriamento. Na análise metalográfica observou-se a segregação de manganês e cromo da matéria-prima (estrutura bandeada) e a forte tendência de formação da bainita. Com o auxílio do programa de simulação termodinâmica computacional Thermocalc, foi possível simular as fases termodinamicamente estáveis, verificando que o boro e o nióbio formam precipitados estáveis em altas temperaturas (acima de 1150ºC), sendo os principais responsáveis pelo refino de grão. A temperabilidade e comportamento mecânico foram avaliados pelos ensaios Jominy e o ensaio de impacto Brugger, respectivamente. A influência dos elementos de liga nestes ensaios foi avaliada através de método de regressão linear por meio do software Minitab. / SAE 5120-alloyed steel is largely used to manufacture transmission gears and shafts for automotive industry. Alloying with niobium and boron is intentionally made to modify the microstructure and, consequently, promoting changes in metallurgical and mechanical proprieties. Alloying with niobium prevents austenitic grain growth (pinning effect), leading to an increase of productivity since higher rolling mill and heat treatment temperatures can be achieved. Boron can be found either soluble or insoluble in steels. Soluble B increases hardness, because it segregates to grain boundaries retarding the nucleation of ferrite. Insoluble B, on the other hand, also plays a role on avoiding austenitic grain growth due to its chemical reaction with N forming BN whose solubility temperature is around 1360ºC. The main target of this work was to evaluate the kinetics of phase transformations by continuous cooling transformation (CCT) from the austenitic field (930oC). The microstructure was analyzed by optical microscope, scanning eléctron microscope (SEM), and hardness testing, allowing building the CCT diagram with different cooling rates. It was observed by means of conventional metallography the segregation of Mn and Cr (banding) during solidification of the raw material and a strong propensity to form bainite. Using the Thermocalc software, it was possible to predict the thermodynamically stable phases, proving that boron and niobium form stable precipitates at high temperatures (above 1150ºC) responsible to decrease austenitic grain size. The hardenability and mechanical properties were investigated by Jominy and Brugger impact tests, respectively. The effect alloy adding in these tests were analyzed by linear regression in the software Minitab.