Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3305.pdf: 8169022 bytes, checksum: 30d4be938d38ab25d6f8164584870c69 (MD5) Previous issue date: 2010-04-29 / This work deals about the surface modification of the AISI 410 martensitic stainless steel. The modification of steel surfaces is important for the improvement of its mechanical and tribological properties. Among the modification processes, there are coating, deposition of thin films, and ion implantation. The AISI 410 stainless steel is widely applied by manufacturers of steam turbine for the production of blades, rods, and valves, which are the components that suffer more the abrasion by water vapor. This work compares the main surface modifications employed in the AISI 410 stainless steel in order to define which the best deposition processes are regarding their final application (nitriding, carbonitriding, and boronizing). The structures, the morphologies, and the chemical compositions of the modified surfaces had been characterized by XRD. Also optical microscopy was used for the analysis of the microstructural modifications and measurement of the surface hardness. / A presente dissertação trata sobre modificação superficial do aço inoxidável martensítico AISI 410. A modificação de superfícies de aços é importante para a melhoria de suas propriedades mecânicas e tribológicas. Entre os processos de modificação, encontram-se o revestimento, a deposição de filmes finos e a implantação iônica. O aço inoxidável martensítico AISI 410 é um aço muito utilizado por fabricantes de turbina a vapor para a confecção de palhetas, hastes e válvulas, que são os componentes que mais sofrem desgaste por abrasão do vapor d água. A presente dissertação trata sobre as principais modificações superficiais utilizadas em aços inoxidáveis martensíticos AISI 410, de forma a compará-las e, com isso, definir quais os melhores processos de deposição, em função de sua aplicação final. As modificações superficiais utilizadas neste estudo foram a nitretação líquida, nitretação gasosa, boretação (boreto de ferro) e recobrimento com carboneto de tungstênio (HVOF). As estruturas, as morfologias e as composições químicas das superfícies modificadas foram caracterizadas por difratometria de raios X (DRX). Também foi utilizada microscopia ótica de materiais (MO) para a análise das modificações microestruturais sofridas pelo metal base e medição de micro dureza superficial.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-13T19:23:07Z No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:39:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:39:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nowadays, titanium and its alloys are the materials of choice for the production of implants for hip arthroplasty, a surgery that aims for the improvement of the quality of life of patients that bear articular pathologies of the hip. With the increase of life expectancy, it becomes more and more important that these implants withstand greater times of implantation, avoiding revision surgeries, which represent higher costs and risks. Today, this need is approached by different ways, among them the functionalization of surfaces, that permit better osseointegration of the prosthesis at the site of implantation and, consequently, better results on the application of products in the long term. One of the ways to perform this functionalization is through chemical etching, one of which (H3PO4+NaOH) has been chosen to perform modification of surfaces previously treated by titanium plasma spray (TPS+AQ) on finished femoral prostheses. As a control, another group of prostheses was employed, treated with technology already in the market, coated by titanium plasma spray with posterior deposition of two phases of calcium phosphate with different solubility (TPS+HA). The prostheses were submitted to topographical analyses via SEM, analyses of roughness profiles and increase of effective surface area by confocal microscopy and transversal analyses of coatings via SEM, subsequently treated by image analysis software for determination of attributes of porous coatings according to ASTM F1854. After that, all prostheses were tested to evaluate their fatigue behavior according to ISO 7206-4 and the presence of cracks via penetrant liquid testing. All the specimens survived the fatigue test, refuting the hypothesis that the modification via TPS+AQ reduces the fatigue resistance of femoral stems when compared to a control group, TPS+HA, under a normalized test protocol. / Atualmente o titânio e suas ligas são os materiais mais usados para a produção de implantes para artroplastia total de quadril, cirurgia que visa a melhoria da qualidade de vida de pacientes com patologias articulares nessa região do corpo. Com o aumento da expectativa de vida, torna-se cada vez mais importante que esses implantes resistam a tempos maiores de implantação, evitando cirurgias de revisão, que representam riscos e custos mais elevados. Essa necessidade é abordada atualmente por vias diferentes, entre elas a funcionalização de superfícies, que permitem melhor osseointegração da prótese no local de implantação e, consequentemente, melhores resultados de aplicação dos produtos no longo prazo. Uma das maneiras de se realizar essa funcionalização é através de ataques químicos, um dos quais (H3PO4+NaOH) foi escolhido para se realizar modificação de superfícies previamente tratadas por plasma spray de titânio (TPS+AQ) em próteses femorais acabadas. Como controle, foi usado um outro grupo de próteses com tecnologia já presente no mercado, recobertas por plasma spray de titânio com posterior deposição de duas fases de fosfato de cálcio com solubilidades diferentes (TPS+HA). As próteses foram submetidas a análise topográfica via MEV, análise de perfis de rugosidade e aumento de área de superfície efetiva via microscopia confocal e análise transversal de recobrimentos via MEV, tratadas através de software de análise de imagens para determinação de atributos de camadas porosas segundo a norma ASTM F1854. Depois da caracterização, todas as próteses foram ensaiadas em fadiga de acordo com a norma ISO 7206-4 e testadas via ensaio de líquido penetrante. Todos os corpos de prova sobreviveram ao ensaio de fadiga, refutando a hipótese de que modificação via TPS+AQ reduz a resistência à fadiga de hastes femorais em comparação com o grupo de controle, TPS+HA, sob um protocolo de ensaio normalizado.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T20:30:01Z No. of bitstreams: 1 PAULO GERMANO TAVARES MARINHO FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 8052393 bytes, checksum: 1aa31fc493264a0804e2c04a30e23151 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T20:30:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULO GERMANO TAVARES MARINHO FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 8052393 bytes, checksum: 1aa31fc493264a0804e2c04a30e23151 (MD5) Previous issue date: 2017-06-06 / Atualmente tem-se desenvolvido pesquisas voltadas para melhoria do desempenho das misturas asfálticas a fim que estes sejam duráveis, que apresentem menores deformações permanentes e tenham uma maior vida de fadiga. Para isto, tem-se utilizado técnicas de modificação de ligantes asfálticos, e.g. polímeros, fíleres, fibras e recentemente os nanomateriais, quem têm apresentado viabilidade técnica e econômica para este fim. Esta pesquisa tem por objetivo estudar a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio na modificação de ligantes asfálticos tipo CAP 50/70 e ligante 55/75-E. As nanopartículas foram adicionadas nos teores de 0%, 3%, 4% e 5%, no estado pura e modificada superficialmente pelo uso de três agentes distintos (ácido oleico, álcool benzílico e oleilamina). A pesquisa foi dividida em quatro etapas: a primeira etapa consistiu na análise da Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) destes ligantes, na segunda etapa foi realizada a avaliação destes por meio de ensaios físicos (penetração e ponto de amolecimento) e reológicos [viscosidade rotacional, grau de desempenho (PG), fluência e recuperação sob tensões múltiplas (MSCR) e varredura linear de amplitude (LAS)], na terceira etapa os ligantes foram submetidos à exposição de radiação UV natural e variações térmicas durante o período de 3 meses e analisados por meio de FTIR e ensaios reológicos e a última etapa consistiu na modificação superficial das nanopartículas a fim de melhorar a dispersão do material na matriz asfáltica. Os resultados indicaram a viabilidade técnica da incorporação das nanopartículas de TiO2 ao ligante tipo CAP 50/70, pois aumentaram a vida de fadiga, a resistência a deformações e retardaram o processo de envelhecimento, além disto, a modificação superficial das nanopartículas com oleilamina melhorou a interação da partícula com o ligante, contribuindo para melhoria dos parâmetros supracitados. A incorporação do nanoTiO2 aos ligantes do tipo 55/75-E não forneceu melhorias significativas quanto ao observado para o CAP 50/70, embora tenha apresentado resultados superiores ao ligante de referência (55/75-E puro). A incorporação de nanopartículas modificadas superficialmente com oleilamina ao ligante 55/75-E proporcionou maior resistência ao envelhecimento e menor suscetibilidade a deformações permanentes e trincas, no entanto, estes ganhos foram mais expressivos para o CAP 50/70. / Researches have been carried out on improving the performance of asphalt binders so they can be durable, present less permanent deformation and longer fatigue life. For this, asphalt binder modification techniques have been used, e.g. polymers, fillers, fibers and, more recently, nanomaterials, which have presented technical and economic feasibility. This research aims to study the incorporation of titanium dioxide nanoparticles in the modification of asphalt binders CAP 50/70 and 55/75-E. The nanoparticles were added to the base asphalt binder at concentrations of 3, 4 and 5% of weight, in both pure and surface modified states. Three different agents were used for the surface modification: oleic acid, benzyl alcohol and oleylamine. The research was divided into four stages: the first one consisted in the analysis of the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) of these binders, in the second one the binders were evaluated by means of physical (penetration and softening point) and rheological [rotational viscosity, performance grade (PG), multiple stress creep recovery (MSCR) and linear amplitude sweep (LAS)] tests, in the third stage the binders were exposed to natural UV radiation and thermal variations during a period of 3 months and analyzed by means of FTIR and rheological tests, and the last stage consisted in the surface modification of the nanoparticles. The results indicated the technical feasibility of the incorporation of TiO2 nanoparticles to the binder CAP 50/70, since it increased fatigue life, resistance to deformations and delayed the aging process. In addition, the surface modification of the nanoparticles with oleylamine improved the interaction of the particles with the binder, contributing to the improvement of the parameters mentioned above. The incorporation of nanoTiO2 to the 55/75-E binder did not provide as significant results as the observed for CAP 50/70, although it presented better results than the base binder. The incorporation of surface modified nanoparticles with oleylamine to the 55/75-E binder provided higher resistance to aging and less susceptibility to permanent deformations and cracks, although less expressive than the verified for CAP 50/70.

Medidas eletroquímicas, incluindo voltametria cíclica com e sem rotação do eletrodo, cronoamperometria, deconvolução experimental, aplicação de procedimentos eletroquímicos de envelhecimento e programas de perturbação de potencial foram empregadas no estudo eletroquímico da interface estanho/solução de bicarbonato de sódio 0,5 mol L-1. Os estudos preliminares evidenciaram a natureza complexa dos processos que ocorrem no sistema e várias séries de ensaios foram propostos a partir desses resultados. Observou-se o deslocamento do principal pico catódico, devido à mudanças das configurações de energia do filme, que foram analisadas mediante a aplicação de procedimentos de envelhecimento potenciostático e potenciodinâmico. A ocorrência de reativação em condições de baixa velocidade de varredura e a razão entre as cargas anódica e catódica sempre superior à unidade foram atribuídas à dissolução. O emprego de eletrodo de disco rotativo permitiu acompanhar a presença de espécies solúveis de Sn(II) envolvidas nos primeiros estágios de formação de filme. Foi observado que há contribuição difusional no controle da cinética dos dois primeiros processos anódicos. A variação da corrente com a rotação deve-se à difusão de uma mesma espécie nos dois processos anódicos. A presença de óxidos formados em diferentes condições experimentais com características e propriedades elétricas diferentes, evidenciada nos ensaios preliminares, foi analisada sob uma abordagem modelística. A ocorrência de processos de nucleação na redução, sugerida pela presença de histerese de corrente e pela dependência da corrente do pico de redução com a velocidade de varredura, foi confirmada com o emprego de medidas cronoamperométricas. Programas de perturbação de potencial, com o objetivo de eletromodificar a superfície do estanho, foram aplicados. A influência das variáveis de interesse (velocidade da perturbação, tempo de duração, limites de potencial, catodização e número de catodizações) no aparecimento de mudanças no perfil padrão foi estudada. A cinética de desprendimento de oxigênio foi analisada mediante curvas de Tafel, para avaliar as mudanças das propriedades eletrocatalíticas das superfícies resultantes da aplicação dos programas de perturbação. / Electrochemical measurements including cyclic voltammetry with and without electrode rotation, chronoamperometry, experimental deconvolution, electrochemical ageing procedures, and perturbing potential programmes, were carried out in order to study the tin/0,5 mol L-1 sodium bicarbonate solution interface. Preliminary studies evidence the complex nature of the processes and enable the proposal of various series of experiments. The potential shift of the main cathodic current peak was assigned to changes in the energetic configuration of the species formed during the positive scan. That effect was studied by means of potenciostatic and potentiodynamic ageing procedures. Reactivation occurrence at low sweep rates and the anodic to cathodic charges ratio always higher than one, were attributed to dissolution. Rotating disc measurements evidence the presence of soluble species, probably Sn(II) species, involved in the first steps of film formation. It was observed that a diffusional contribution has to be taken into account into the global control that involves the first two anodic processes. The same current-rotation dependence observed suggests the diffusion of the same species for both the anodic processes. The films formed under different experimental conditions, which exhibit differences in nature and electric properties, were studied under a modelistic approach. Current hysteresis presence as well as the dependence of peak current with sweep rate observed at the preliminary studies, suggest cathodic nucleation processes. Nucleation was confirmed by means of chronoamperometric measurements. In order to electromodify tin surface, the electrode was subjected to perturbing potential programmes. The influence of experimental variables (as perturbation sweep rate, perturbation time, potential limits, cathodic polarization and number of cathodic polarization applied) on the cathodic profile was studied. Oxygen evolution reaction, in terms of Tafel plots, was used in order to evaluate changes in the electrocatalytic properties of the modified surfaces.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VIVIANE TELEGINSKI.pdf: 4135573 bytes, checksum: d862e0fdfd063afd1dec2d86b22b4031 (MD5) Previous issue date: 2012-08-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, the aerospace alloy Al–1.5wt.%Fe was submitted to laser surface remelting (LSR). This process occurs thought the application of a localized laser radiation with high power density, causing fast heating and melting of the irradiated material, following with high rates of cooling causing the non-equilibrium solidification of the treated layer. In the present work a broad experimental survey was made in relation to microstructure, composition of the resulting phases, morphology characterization, microhardness and corrosion resistance of the treated layer and the results were compared with the untreated sample. Predictions through the numerical simulation were done relative to the thermal history, heating and cooling cycles, the depth of the treated layer and the thermal stress caused by sudden heating and cooling of the treated layer. The results indicate that the high cooling rates of the order of 104 K/s promoted the formation of metastable intermetallic phases and oxides. Due to the laser treatment there was an increase in microhardness, reduction in surface roughness and there was an increase in corrosion resistance about fourteen times on the studied electrolyte. These results indicate that laser surface remelting is an effective tool for upgrade the surface quality of parts that require high level performances. The RSL technique is a modern technology for surface processing and it is being applied in industry such as automotive, aerospace and energy. / Neste trabalho a liga aeroespacial Al–1,5%Fe foi submetida ao tratamento de refusão superficial a laser (RSL). O processo ocorre através da aplicação localizada da radiação laser com alta densidade de potência, acontecendo um rápido aquecimento e fusão do material irradiado, seguido de um resfriamento com taxas elevadas sendo que a solidificação da camada tratada ocorre em condições fora de equilíbrio. No presente trabalho realizou-se um amplo levantamento experimental quanto à microestrutura, composição das fases resultantes, característica da morfologia, microdureza e resistência à corrosão da camada tratada e os resultados foram comparados com a amostra não tratada. Através da simulação numérica foram previstos o histórico térmico, ciclos de aquecimento, resfriamento, profundidade da camada tratada e as tensões termicamente induzidas pelo brusco aquecimento e resfriamento provocado pelo processamento. Os resultados indicam que em consequência do resfriamento com taxas da ordem de 104 K/s houve a formação de fases intermetálicas metaestáveis e óxidos. Houve um aumento da dureza, redução da rugosidade superficial e aumento da resistência à corrosão em torno de quatorze vezes no eletrólito de ácido sulfúrico 0,1 mol/L. Estes resultados indicam que o tratamento de refusão superficial a laser é uma eficiente ferramenta para aprimorar a qualidade superficial de peças que exigem alto nível de desempenho. A técnica de RSL é uma tecnologia moderna de processamento superficial e vem sendo aplicada nas indústrias como automobilística, aeroespacial e de energia.