Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Adilson Jesus Aparecido de Oliveira / Banca: Paulo Noronha Lisboa Filho / Resumo: O intermetálico diboreto de magnésio passou a ser um material intensamente estudado a partir de 2001, quando nele encontrou-se a propriedade de supercondição de corrente elétrica. Embora sua transição seja em temperatura relativamente baixa, próximo de 40 K, é grande o interesse comercial neste material devido à provável simplicidade da cinética de reação e à maneira direta e barata de processamento. Partindo de pós precursores ultrafinos de boa qualidade a formação da fase Mg'B IND. 2' parece ocorrer em apenas alguns minutos em temperatura relativamente baixa (650ºC). Sob este ponto de vista, este material é considerado bastante atrativo comercialmente, quando comparado aos supercondutores cerâmicos cujo processamento é muito mais complexo. Entretanto, suas propriedades supercondutoras, assim como nas cerâmicas, dependem da sua microestrutura e, portanto da cinética de formação da fase supercondutora. Além disso, com o objetivo de ampliar a densidade de corrente elétrica sob campos magnéticos cada vez mais altos, tem-se utilizado artifícios tais como a adição de diversos compostos geradores de centros de aprisionamento de fluxo magnético. Entre eles figuram o SiC e o silicone, formados por elementos que podem substituir um dos átomos do composto supercondutor, ou que apenas geram defeitos intersticiais. Neste trabalho, investigou-se a influência das adições de alguns compostos de carbono na formação da fase Mg'B IND. 2', assim como a determinação de alguns aspectos das microestruturas obtidas. Estudou-se também as mudanças na cinética de formação da fase devido à diferente granulação do precursor de magnésio. Os dados obtidos por DRX, ATD/TG, BET e técnicas de medidas magnéticas indicaram que um novo composto testado (gasolina azul) poderá apresentar características vantajosas com relação a outras adições mais conhecidas. / Abstract: The intermetallic magnesium diboride has become the object of many studies since was found to be a superconducting material, at 2001. Although it shows relatively low critical temperature, it presents very interesting points, like the simplicity of the formation of a binary compound and non expensive precursors powders. Starting from ultrafine quality precursor powders the formation of Mg'B IND. 2' phase seems to occur in a few minutes at low temperature (650ºC), what is considered commercially quite attractive when compared to complicated ceramic superconductors. Nevertheless, its superconducting properties, as well as the ceramics, depend on its microsstructure and, consequently on the kinetics of formation of the superconducting phase. Besides that, with the aim of enlarging the critical current density under higher magnetic fields, the addition of several compounds has been used in order to generate pinning centers. Silicon carbide and silicon oil are cited among the most used additions, which act like substitutional or interstitial impurities and defects generators. In this work, the influence of the addition of a few carbon compounds on the Mg'B IND. 2' phase formation was investigated, as well as the determination of a few structural parameters of the obtained materials. It was also studied the changes in the phase formation kinetics due to different magnesium precursor granulation. The XRD, DTA/TGA and magnetic measurements results indicated that the addition of a new compound (petrol) may present advantages to the additions already found in literature. / Mestre

Orientador: Ruís Camargo Tokimatsu / Banca: Cecília A. de C. Zavaglia / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: Como se sabe dureza e resistência mecânica dependem da microestrutura do aço. Em aços multiestruturais é importante compreender a influência individual da estrutura do microconstituinte. O único ensaio prático que pode ser realizado individualmente no microconstituinte estrutural em aços multiestruturais é o ensaio de dureza com pequenas indentações sob cargas baixas ou ensaio de microdureza. Já que é possível obter a resistência ou a curva tensão-deformação da dureza de um aço mono estrutural, tal como ferrita, perlita, bainita ou martensita, também é possível estimar a resistência ou a curva tensão-deformação para aços multiestruturais conhecendo-se a fração volumétrica de cada constituinte estrutural individualmente presente. O trabalho tem como objetivo analisar o comportamento de microestruturas de um cordão-de-solda sob ensaio de microdureza com a tentativa de se recompor o valor de dureza Vickers (HV) obtido no ensaio de (macro) dureza, observando-se assim o comportamento individual dos constituintes. O material ensaiado foi a junta soldada por arco submerso do aço estrutural COS Civil 300. Tratamentos térmicos foram realizados para que se pudessem obter microestruturas variadas. As amostras foram analisadas metalograficamente e também por anális... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: It is well known that both hardness and strength depend on the microstructure of steels. In multistructure steels, it is important to understand the influence of individual structure microconstituent. The only practical test that can be performed on the individual microstrutural constituents in multistructure steels is a hardness test with a small indentation under low load or microhardness test. If is possible to obtain strength or the stress-strain curves from the hardness of single structure steels, such as ferrite, perlite, bainite or martensite, it is may possible to estimate the strengths or stress-strain curves of multistructure steels by knowing the volume fraction of the individual structural constituents present. The purpose of the present work is analyzing the microstrutural behaviour of weld joint under microhardness test with the attempt of recomposing the Hardness Vickers (HV) value obtained on the (macro) hardness test, observing then the individual behaviour of the constituents. The material tested was the joint welded by submerge- arc welding of the structural steels COS Civil 300. Heat treatment had been carried out to obtain different microstrutures. The specimens were analyzed by metallography and quantitative analysis... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Hamilton de Felipe / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Koshun Iha / Banca: Alain Larent Marie Robin / Resumo: Ligas de Co-Cr-Mo tem tido boa aceitação na Odontologia como materiais de prótese. Na cavidade bucal estes materiais estão submetidos a efeitos simultâneos de esforços mecânicos e interação química. Durante o processo de fabricação de prótes, dusão, vazamento e resfriamento, ocorrem alteraçõesna microestrutura que podem afetar as propriedades mecânicas e resistência à corrosão. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito da refundição por maçarico com resfriamento lento e por indução com resfriamento rápido em 4 ligas Co-Cr-Mo comerciais. Os parâmetros investigados foram a microestrutura após ataque eletroquímico, resistência química com imersão de amostras durante 12 meses em soro fisiológico a 37ºC e a resistência à corrosão através de medidas de parâmetros eletroquímicos utilizando as técnicas de medidas de potencial em circuito aberto, polarização potenciodinâmica, voltametria cíclica e impedância eletroquímica. Os resultados indiam que os processos de refundição provocam diminuição do caráter dendrítico, levando a uma estrutura heterogênea com aumento no teor de Cr e Mo na região interdendrítica. Todas as ligas liberam íons de cobalto, cromo e molibdênio em solução em proporções diferentes da composição química de liga, observando-se maior liberação para as ligas refundidas pelo método indução com resfriamento rápido. Todas as ligas apresentam uma extensa região de passividade e baixa densidade de corrente semelhante ao comportamento eletroquímico do metal cromo, indicando ser este o elemento responsável pela passivação das ligas. Análise de impedância indicam comoportamento típico de formação de filme passivador sendo interpretado em termos de uma dupla camada constituída de uma subcamada interna resistiva e uma subcamada externa porosa. / Abstract: Co-Cr-Mo alloys have good acceptance as dental prosthesis material. In mouth cavity these materials are submitted to simultaneous effects of mechanical efforts and chemical interactions. Microstructure changes than can modiy the mechanical and chemical properties of prosthesis material can occur during the prosthesis fabrication process which involves recasting of its material. Recasting process Co-Cr-Mo alloy(induction (IND) or blowtorch (FLAME) the influence of upon corrosion behavior of four commercial Co-Cr-Mo dental alloys in simulated physiological serum has been investigated using chemical electrochemical techniques. The morphology of microstructure after electrochemical etching resistance on 12 months physiological serum at 37º C immersion and corrosion resistance were the parameters analyzed. Corrosion resistance was determined by electrochemical measurements technique as open circuit potential measurement, potentiodynamic polarizationo, cyclic voltammetryc and eletrochemical impedance measurement. Results show that Co-Cr-Mo alloy recasting by induction (IND) or by blowtorch (FLAME) produces a reduction on dendritic strucutres formation, obtaining a heterogeneous structure rich in Cr and Mo in interdendritic regions. All the four Co-Cr-Mo commercial alloys studied in this work release Co, Cr and Mo ions in physiological serum solution at different proportion. Alloys re-cast by induction procedure and quenched release more Co, Cr and Mo ions. These alloys present and extended region of passivity and lower current density, wich similar to Cr metal elctrochemical behavior, indicating that Cr is responsible for alloys passivation. Impedance analysis shows that the passive film formed is a double layred film with an inner resitive sub-layer and an external porous sub-layer. / Doutor

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Raquel de Almeida Ribeiro / Banca: Durval Rodrigues Júnior / Resumo: Após a descoberta dos novos supercondutores óxidos no ano de 1986, houve uma intensa busca por outros materiais que apresentassem o fenômeno da supercondutividade. Dentre as novas descobertas encontra-se o diboreto de magnésio, material intermetálico cuja supercondutividade era desconhecida até 2001. Atualmente, este é considerado ter um grande potencial de aplicação real devido a sua simplicidade de confecção e ao baixo custo de resfriamento em "cryocoolers", visto que o fenômeno ocorre próximo de 39K. Ao longo de quase uma década muitas pesquisas foram realizadas com os objetivos de melhor conhecer o mecanismo de supercondutividade presente no material, assim como de aperfeiçoar a sua capacidade de suportar correntes em campos magnéticos altos e desta forma ampliar suas possibilidades de aplicação industrial. Hoje, encontra-se claro que o mecanismo que rege a supercondutividade no Mg'B IND. 2' é o mesmo descrito em 1958 por Bardeen, Cooper e Schriefer, na teoria BCS. Mas, por outro lado, as questões práticas permanecem incompletas, pois a queda da capacidade de conduzir supercorrente sob campos magnéticos altos (acima de 6T) ainda não foi superada satisfatoriamente. Com este objetivo, estuda-se a introdução de diversos compostos na matriz do diboreto de magnésio tais como elementos metálicos ou compostos de carbono. Mais recentemente, os estudos se voltaram para a utilização das técnicas de processamento cerâmico a fim de aperfeiçoar a microestrutura e melhor densificar o material. Neste trabalho o estudo da adição de um novo dopante, o hidrocarboneto 'C IND. 8''H IND. 18', é realizado comparativamente à outros dopantes extensivamente citados na literatura como o carbeto de silício e o óleo de silicone. O processo de sinterização de pastilhas ex situ é também investigado para todas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: After the discovery of new superconducting oxides in the year 1986, there was an intense search for other materials that show the phenomenon of superconductivity. Among the new discoveries is magnesium diboride, an intermetallic material whose superconductivity was unknown until 2001. Currently, it is considered to have great potential for real application due to its easy fabrication and low cost cooling as cryocoolers, since the phenomenon occurs around 39K. For almost a decade surveys have been conducted with the objective of better understanding the mechanism of superconductivity in this material, as well as to improve its ability to withstand current in high magnetic fields and thus broaden their scope of industrial application. Today it is clear that the mechanism governing the superconductivity in Mg'B IND. 2' is the same as described in 1958 by Bardeen, Cooper and Schriefer, in the BCS theory. But on the other hand, practical issues remain incomplete, since the fall of the ability to conduct supercurrent in high magnetic fields (up to 6T) has not been satisfactorily overcome. To this end, it has been studied the introduction of several compounds in the matrix of magnesium diboride elements such as metal or carbon compounds. More recently, studies have turned to the use of ceramic processing techniques to improve the microstructure and better densification of the material. In this work the study of the addition of a new doping, 'C IND. 8''H IND. 18' hydrocarbon, is performed compared to other doping compounds that are extensively cited in the literature as silicon carbide and silicon oil. The process of sintering pellets ex situ is also investigated for all these additions in order to obtain denser material and therefore better performance in the transport properties. The used techniques include X ray diffraction, thermal analysis,... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Juno Gallego / Banca: Vicente Afonso Ventrella / Banca: Itamar Ferreira / Resumo: O processo de soldagem por Arco Submerso é um dos processos de soldagem mais importantes na fabricação de modernas estruturas de engenharia, utilizado na fabricação metálica como tubos, navios, perfis, vasos de pressão e trocadores de calor, diferencia-se dos demais processos de soldagem pela utilização de um fluxo granular composto basicamente de componentes minerais como óxidos e silicatos. Este fluxo é alimentado à região de solda proporcionando uma solda sem respingos, luminosidade e radiação, além de proteger a região de solda da oxidação atmosférica. As propriedades mecânicas dependem da microestrutura do metal de solda, neste sentido, estudos realizados demonstram que a microestrutura ferrita acicular possui uma ótima combinação entre resistência mecânica e tenacidade. Inclusões não metálicas presentes no metal de solda podem promover a formação da ferrita acicular durante a transformação de fase, no entanto há nucleação de outras microestruturas. A microestrutura ferrita acicular (AF) depende da composição e tamanho das inclusões não metálicas presentes no metal de solda. Estas inclusões são geralmente óxidos, silicatos que são formados durante o processo de soldagem. Algumas substâncias como a zircônia e zirconita são potenciais nucleadores da ferrita acicular, neste sentido adicionou-se no metal de base a zircônia, zirconita e alumina para análise de uma eventual participação destes aditivos na formação da microestrututura do metal de solda. .Os ensaios de soldagem foram realizados com controle e monitoramento dos parâmetros elétricos, visto que estes são fatores importantes na formação da geometria do cordão de solda. Os materiais utilizados como metal de base... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Submerged-Arc Welding (SAW) is one of the most important welding processes applied in the fabrication of modern engineering structures. During the deposition of molten steel, which is protected against oxidation by agglomerated flux layer, the microstructure of the weldment undergoes considerable changes because of the heating and cooling cycles directly related to the welding process were employed. Mechanical properties of welded joint can be improved by a well design welding microstructure. Some studies have shown that acicular ferrite provides an optimum combination of strength and toughness in steel weld metal. The flux formulations are prepared using mineral compounds, such as oxides and silicates, and it is possible to increase the content of acicular ferrite by higher quantity of intragranular nucleation sites. So, dispersed non-metallic inclusions can promote the formation of acicular ferrite during phase transformation, at the expense of other undesirable weld phases such as allotriomorphic and Widmanstätten ferrite. In experimental procedure ASTM A36 steel grade was used as a metal base, together AWS E70-S6 solid wire and a commercial active flux commonly applied for SAW processing. Bead on plate welding was performed in flat position and nominal heat input changed from 1.0 to 3.3 kJ/mm. Transverse sections of weld deposit were prepared according standard grinding (up to 1200-grit SiC paper) and polishing (1.0 æm alumina) methods, followed by moderate etching in 2% nital for optical microscopy (OM). So, it was possible to determine some important weld bead geometry parameters such as penetration, reinforcement and bead width. Using quantitative metallography techniques allowed that some microstructure features were determined too... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A liga Ti-35Nb e uma liga da classe beta que apresenta baixo modulo de elasticidade e uma composicao quimica adequada para a utilizacao em implantes. Essa liga e composta apenas por elementos considerados biocompativeis e apresenta modulo de elasticidade mais proximo aos dos tecidos osseos do que as ligas convencionalmente utilizadas. O niobio e um importante estabilizador da fase ƒÀ e quando presente em um teor entre 35 a 50% produz uma composicao de baixo modulo quando ligado ao titanio. A liga Ti-35Nb foi obtida por metalurgia do po utilizando a mistura dos pos elementares na forma de hidretos de titanio e niobio, obtidos por hidrogenacao e moidos por 12 e 36 horas. A mistura elementar da liga Ti-35Nb foi compactada por prensagem uniaxial e isostatica a frio, com subsequente densificacao por sinterizacao entre 700 e 1500‹ C. A evolucao microestrutural na sinterizacao mostrou que a estabilizacao da fase ocorre pela difusao do niobio na estrutura do titanio e a 1500o C a liga e composta de uma estrutura com predominancia de fase ƒÀ e pouca fase ƒ¿, com 97,5% da densidade teorica. As propriedades mecanicas avaliadas por ensaios de flexao apresentaram modulo elastico de 78,5 GPa e e tensao de ruptura maxima de 818,8 MPa. Para o ensaio de tracao os resultados foram de 80,7 GPa, para o modulo elastico e 600,0 MPa para a tensao de ruptura maxima. A dureza avaliada por identacao Vickers alcancou 394,8 Hv. / Abstract: Ti-35Nb is classified as a â titanium alloy and is believed to identify an optimal low modulus and chemical composition for implant applications, with high strength and biocompatibility. Implants of this alloy have a modulus of elasticity closer to that of bone than other typically-used metal alloys and do not include any elements which have been shown or suggest as having short term potential adverse effect. Niobium is an important â-phase stabilizer and when present in preferred quantities of from about 35-50% produces a low modulus composition when alloyed with titanium. The Ti- 35Nb alloy was produced by powder metallurgy through a mixture of hydride elementary powders (Titanium and Niobium) milled for 12 and 36 hours. Samples were produced from that mixture followed by uniaxial and cold isostatic pressing with subsequent densification by isochronal sintering between 700 up to 1500° C, in vacuum. The microstructural evolution on sintering showed that niobium particles play an important role on phase stabilization by its difusion through Titanium structure, The alloy, produced at 1500° C, presents 97,5 % of the theoretical density and shows a little amount of á-phase with a predominance of â-phase. The mechanical properties were evaluated by flexural and tensile tests. Through flexural test was obtained a elastic modulus of 78,5 GPa and a rupture stress of 818,8 MPa.. The results from tensile test were 80,7 GPa for elastic modulus and 600,0 MPa for rupture stress. The Vickers indentation micro hardness reach 394,8 Hv. / Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Coorientador: Carlos Alberto Alves Cairo / Banca: Humberto Lopes Rodrigues / Banca: Pedro Paulo de Campos / Banca: Francisco Piorino Neto / Doutor

Orientador: Ruis Camargo Tokimatsu / Banca: Juno Gallego / Banca: Waldek Wladimir Bose Filho / Resumo: Os processos de soldagem são um dos principais meios de fabricação e vêm sendo cada vez mais empregado nos mais diversos ramos industriais. Um exemplo disso é aplicação em grande escala da soldagem na construção civil, sobretudo para a fabricação de perfis e estruturas metálicas. Para estruturas como pontes com grande vão livre, edifícios multiandares, estruturas off-shore, estão entre as aplicações mais modernas. Com o objetivo de racionalizar custos de processamento e de materiais empregados em junções soldadas, desenvolveu-se a técnica de soldagem de laminados planos sem chanfro em apenas um lado só. Entretanto, quando se solda este tipo de perfil estrutural com um único passe, dificilmente consegue-se penetração total. A falta de penetração origina um entalhe entre a aba e a mesa do perfil. A complexa microestrutura formada após a solidificação do cordão-de-solda e a presença do entalhe tornam esta região propicia para a nucleação e propagação de trincas, que podem originar falhas mecânicas catastróficas. Deste modo, deve-se procurar uma microestrutura que favoreça uma melhoria na tenacidade da junta soldada. Recentemente, pesquisadores têm apontado a ferrita acicular como sendo o microconstituinte mais apropriado para possibilitar ótimos níveis de tenacidade sem que com isso ocorra significativa perda de resistência mecânica. O presente projeto tem como principal objetivo estudar e compreender o efeito de ciclos térmicos na microestrutura e nas propriedades mecânicas da junta soldada do aço COS Civil 300. A investigação se deu utilizando corpos-de-prova extraídos da junta soldada submetidos a distintos ciclos térmicos. Ensaios mecânicos foram empregados com o intuito de se julgar o mérito dos ciclos térmicos empregados e, conseqüentemente, avaliar quais são os parâmetros microestruturais mais influentes nas propriedades mecânicas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The welding processes are the main means of fabrication and have been more and more used in the most diverse industrial branch. An example of this is the application in large scale of welding in civil construction, specially for production of steel sections and metallic structures. For structures which as bridges with large span, a multi-floors building, off-shore structures are among the more modern application. By rationalizing cost of processing and employed material in welding joints, the technique was developed of welding of plane laminated without chamfer in one side only. However, when one weld this type of steel structural section in a single step, one hardly achieve total penetration. This lack of penetration causes a notch between the flap and core of steel section. The complex microstructure formed after the solidification of weld metal and the presence of notch make this region propitiated to a nucleation and a propagation of cracks, which can originate mechanical catastrophic failure. This way, one should search a microstructure that favour a improvement in toughness of weld joint. Researchers have pointed out the acicular ferrite as being the most appropriated microstructure to enable optimum levels of toughness without occuring significative loss of strength. The present project has as its main purpose study and comprehend the effect of thermal cycles in the microstructure and mechanical properties in weld joint of the steel COS Civil 300. The investigation occurred utilizing testpiece extracted from the weld joint submitted to the thermal cycles. Mechanical tests were done in order to judge the merit of thermal cycles and, consequently, to assess what microstructural parameters are more influential in the mechanical properties measure, specially in the toughness values. Through the results obtained it was noticed that the quenching condition is the one... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: As ligas Ti-Nb são apropriadas para uso em implantes devido a sua alta resistência e biocompatibilidade. Um dos métodos de obter estas ligas é a metalurgia do pó, pois ele permite obter peças próximas ao seu formato final. Teorias indicam que a razão de densificação varia inversamente como uma função do tamanho da partícula. O aumento de interesse na fabricação de materiais nanoestruturados (partículas menores que 100 nm) é devido à possibilidade de obter um material sinterizado em um tempo menor e em temperaturas mais baixas, com uma melhor densificação do que pós convencionais, pois é mais reativo. Neste trabalho, após hidrogenação e moagem de alta energia por até 60 min, obteve-se pós de hidreto de titânio e hidreto de nióbio, com estrutura ultrafina/nanométrica, que auxilia o processo de difusão numa posterior etapa de sinterização. Meios de moagem de diferentes materiais (aço inoxidável e nitreto de silício - Si3N4) foram usados. Independentemente dos meios de moagem usados, o material obtido apresentou aproximadamente 5% das partículas com valores cumulativos de tamanhos de até 100 nm. Mas, o material obtido do recipiente de Si3N4 após 20 min de moagem apresentou uma maior porcentagem de partículas com diâmetros médios equivalentes entre 40 nm e 1000 nm, correspondente a 29%. / Abstract: The Ti-Nb alloys are suitable for use in implants due to their high tensile strength and biocompatibility. One of the methods to obtain these alloys is the powder metallurgy, because it allowing to get pieces closer to near-net-shape. Theories showing that the densification rate range conversely like a function of the grain size. The great interest in the manufacturing of nanostructured materials - NsM (particles smaller than 100 nm) is due to possibility to obtain a sintered material in a smaller time and in more low temperatures than conventional powders, with the best densification, because it is more reactive. In this work, after hydrogenation and use of higher energy ball milling by until 60 min, were obtained powders of titanium hydride and niobium hydride, with ultra-fine/nanometric structure, what help in the diffusion process during a later stage of sintered. Milling medium of different materials (stainless steel and silicon nitride - Si3N4) were used. Independently of the grinding medium used, the material obtained exhibit approximating 5% of the particles with the cumulative values of size until 100 nm. But, is the possible to verify that the material obtained of the Si3N4 vessel, after milling by 20 min, exhibited a greater percentage of particles with average equivalent diameters between 40 nm and 1000 nm, than correspond to 29%. / Orientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Coorientador: Carlos Alberto Alves Cairo / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Alfeu Saraiva Ramos / Mestre

Orientador: Peter Christian Hackspacher / Banca: Fernando Flecha Alckmim / Banca: Marcos Egydio Silva / Banca: Ticiano Saraiva / Banca: Hans Dirk Hebert / Resumo: A grande variedade de microestruturas e texturas encontradas nos minérios de ferro do Quadrilátero Ferrífero no Brasil gera uma ampla diversidade de propriedades físicas com grandes implicações para o seu beneficiamento. O vínculo entre reologia, mecanismos de deformação que atuaram na formação de várias microestruturas e texturas ou orientações cristalográficas preferenciais (OCP), fornecem resultados que podem ser aplicados para uma explotação estratégica dos diferentes tipos de minérios, implicando na melhoria de áreas alvos. Este estudo foi focado na avaliação da correlação de microestruturas/texturas com parâmetros de flotação, visando otimizar o processo de flotação para aumentar a recuperação dos minérios "pobres" (ricos em sílica), que comumente contêm menos de 64% de Fe. Uma série de técnicas, incluindo difração por nêutrons, raios-X e elétrons retroespalhados (elétron backscattering difraction), bem como análises granulométricas e de imagens dos concentrados de flotação foram aplicados neste trabalho. Os resultados obtidos por meio das análises microestruturais e texturais, permitiram enquadrar os diferentes minérios no seu contexto tectônico, dentro do Quadrilátero Ferrífero. Adicionalmente, a diversidade reológica, obtida por várias técnicas resultou na definição de parâmetros de correlação com a flotação, que podem ser aplicados na indústria de beneficiamento, contribuindo para aumentar a recuperação do minério de ferro. / Abstract: The wide range of minerals, microstructures and textures encountered in iron ores of the Quadrilátero Ferrífero region in Brazil, generates a diversity of physical properties with implications to its processing. The linking between rheology and deformation mechanisms which acted in microstructure and texture or crystallographic preferred orientations (CPO), formation provide results witch can be applied in strategic exploitation of different ore types, leading to the improvement of the selected targets. This study was focused in the evaluation and correlation of textures, microstructures with flotation parameters, aiming to optimize the flotation processing to increase the recovery of low-grade iron ores, which commonly contain less than 64% Fe. A series of techniques, including neutron diffraction, X-ray diffraction, electron backscattering diffraction as well as granulometric and imaging analysis of flotation concentrates were applied in this study. The results obtained through the textural and microstructural studies allow fitting different ores in your tectonic setting, into Quadrilátero Ferrífero. Additionally, the diversity of rheologic features defined by the different techniques led to define new correlation parameters with selectivity indices of flotation that can be applied to the iron ore processing industry, contributing to increase iron ore recovery. / Doutor

Orientador: Peter Christian Hackspacher / Banca: Luiz Sergio Amarante Simões / Banca: Nelson Angeli / Banca: Carlos José Archanjo / Banca: Marcos Egydio da Silva / Resumo: A zona de cisalhamento Itapetim (ZCI) desenvolveu foliação e lineação nos diferentes tipos de rochas, milonitos a ultramilonitos. Muitos dos tipos de microestruturas observadas na ZCI preservam evidências de condições metamórficas de alto grau e baixo grau de temperatura. O padrão das orientações preferenciais dos eixos [c] de quartzo, obtida a partir de agregados policristalinos deformados, mostra dois diferentes tipos de simetrias, guirlandas do tipo I e simples. A análise da textura sugere partição da deformação com cisalhamento coaxial e não coaxial na ZCI. Um veio de quartzo mineralizado em ouro encaixado em rocha ultramilonítica, constitui a zona de precipitação hidrotermal. O veio é bandado por segmentos de turmalina, o qual inclui agregados de grãos de quartzo maciço entre as bandas. Os grãos de quartzo mostram contatos poligonais e restritos limites intumescentes. O último sugere recristalização dinâmica por migração de limite de grão e os grãos poligonais (microestrutra em espuma) são melhor explicados por annealing. Os padrões de eixos [c] de quartzo obtido no veio aurífero é idêntico ao observado nos ultramilonitos da ZCI. Este padrão é interpretado como uma textura preservada formada durante o cisalhamento não coaxial. A estrutura bandada é interpretada como o resultado de variações da pressão de fluidos e a formação microfraturas, associadas a eventos de crack-seal. Mecanismos de crack-seal foram ativos antes ou durante a deformação da ZCI. As feições microestruturais suportam evidências para a última possibilidade. / Abstract: The Itapetim shear zone(ISZ) developed both foliation and lineation in the different rock types, from mylonites to ultramylonites. Most of the microstructure types observed in the ISZ preserve evidence of high temperature metamorphic conditions. The quartz [c]-axis, of deformed polycrystalline aggregates, show two distinct symmetries, type I crossed girdles and single girdles. The geometrical analysis of texture, suggest non-coaxial shear for deformation in ISZ. A gold mineralized quartz vein hosted in ultramylonitic rocks, constitutes the hydrothermal precipitation zone. The vein is banded by tourmiline segments, which include massive quartz grains aggregates between the bands. The quartz grains show polygonal contacts and minor intumescent limits. These latter suggest grain boundary migration recrystallization and the polygonal grains seem to be best explained by the annealing after stopping the shear deformation. The quartz [c]-axis obtained in the auriferous vein shows the same single girdle pattern observed in the ultramylonites of the ISZ. This pattern is interpreted as a preserved texture formed during the shear deformation. The banded structure is interpreted as the result of variations of the fluid pressure and the formation of microfractures, associated the crack-seal events. Crack-seal mechanisms can have been active previous or during the deformation of the IZS. The microstructurals features supports evidences for the last possibility. / Doutor