Neste trabalho amostras de API 5CT P110 foram revestidas com nióbio empregando-se o processo de Aspersão Térmica Hipersônica HVOF (High Velocity Oxi-Fuel Flame). Previamente à aspersão com nióbio, o substrato foi preparado conforme recomenda a norma da Petrobras (N2568, 2011), sendo que após o processo de aspersão foram realizadas as caracterizações quanto à resistência à corrosão em solução contendo cloretos e quanto à fragilização por hidrogênio. Os revestimentos também foram caracterizados quanto à morfologia por microscopia eletrônica de varredura, análises metalográficas, de microestrutura, aderência e dureza. O revestimento obtido apresentou uma boa resistência à corrosão. Além disso, realizou-se o ensaio com carregamento prévio com hidrogênio, onde o substrato apresentou uma redução na tenacidade praticamente desprezível comparativamente ao substrato sem revestimento e sem carregamento prévio. Isto indica que o revestimento obtido parece atuar como barreira ao ingresso de hidrogênio no aço API 5CT P110. / In this work, samples of API 5CT P110 were coated with niobium employing the thermal spray process Hipersonica HVOF (High Velocity Oxy-Fuel Flame). Prior to spraying with niobium, substrate was prepared as recommended by the norm of Petrobras ( N2568 , 2011) , and after the process of spraying, the characterizations for resistance to corrosion in chloride-containing solution and to hydrogen embrittlement were performed. The coatings were also characterized for morphology by scanning electron microscopy hardness, metallographic, microstructure and adhesion analyses. The obtained coating had good corrosion resistance. Moreover , we performed the test with prior loading with hydrogen, the substrate showed a negligible reduction in toughness compared to the uncoated substrate without preloading. This indicates that the coating obtained seems to act as a barrier to the entry of hydrogen in API 5CT P110 steel.

Modelo de blocos para teor é um recurso comumente utilizado pelo planejamento de lavra na indústria mineira. Na maioria dos casos o conhecimento sobre os teores das variáveis químicas não é suficiente para prever o desempenho geometalúrgico do minério quando submetido ao processo de concentração. A geometalurgia engloba um conjunto de testes de comportamento metalúrgico do minério e seus resultados são incorporados ao modelo de bloco, ajudando a tornar o planejamento da lavra mais preciso quanto à capacidade de produção, melhorando os ganhos financeiros e reduzindo os riscos associados à lavra e a tomada de decisões. A recuperação metalúrgica de nióbio mede o quanto do conteúdo metálico de interesse no minério é recuperado no concentrado após o processamento mineral. Esta informação é muitas vezes subutilizada no modelo de bloco devido à baixa quantidade de dados primários, o que dificulta a construção de um modelo de bloco confiável. No entanto, para complementar a variável de interesse, informações secundárias de outros atributos podem ser utilizadas. A cossimulacão de informações não aditivas em depósitos multivariados com mais de duas variáveis secundárias envolvidas é extremamente trabalhosa e normalmente seus resultados precisam ser ajustados posteriormente. A necessidade de ajustes posteriores, aliada a falta de praticidade da maioria dos métodos de cossimulação, motiva a busca por solucões alternativas que gerem resultados tão ou mais precisos e que sejam de fácil aplicação na rotina de modelamento geológico. É comum que os programas utilizados para a cossimulação se baseiem em uma única variável secundária, porém, o fenômeno analisado pode estar sendo influenciado por vários fatores, neste caso, o uso combinado de todos fatores relevantes pode melhorar a predição da variável de interesse. O uso de múltiplas variáveis secundárias pode ser gerenciado criando-se uma variável supersecundária. Neste caso, a quimiometria pode ser aplicada, resolvendo problemas preditivos e modelando propriedades de sistemas químicos visando prever a recuperação metalúrgica. Nesse trabalho, após a combinação de múltiplas variáveis em um preditivo supersecundário, a cossimulação sequencial gaussiana foi aplicada para gerar o modelo geometalúrgico. A simulação conjunta colocada permite a simulação conjunta do dado supersecundário com o dado primário, integrando mais informações para melhorar a predição da recuperação metalúrgica do nióbio. A cossimulação foi realizada com base no modelo de corregionalização de Markov para simplificar a modelagem da covariância cruzada. O modelo probabilístico geometalúrgico obtido se mostrou eficiente, mantendo uma precisão adequada na previsão da variável de interesse. / Grade block models are a standard input in mine planning throughout the mining industry. In most cases, the ore grades knowledge is not enough to predict the behavior of the ore at the processing plant. Geometallurgy comprises a set of ore metallurgical behavior tests and their results incorporated into the block model, helping in making mine planning more precise when it comes to the production capacity, improving financial earnings and reducing risks. Niobium Metallurgical Recovery is a very important variable to be controlled, measuring how much of the metal content in the ore is recovered in the concentrate after mineral processing. This information is often underused in the block model due to the low quantity of primary data, which makes the construction of a reliable block model difficult. However, to supplement the variable of interest, secondary information from other attributes can be used. Cosimulation of non-additive information in multivariate deposits with more than two secondary variables involved is extremely labor-intensive and its results usually need to be later adjusted. The need for subsequent adjustments, combined with the lack of practicality of most cossimulation methods, motivates the search for alternative solutions that generate results that are as accurate and easy to apply in the routine of geological modeling in the mineral industry. In multivariate geostatistics most programs used for cosimulation are based on one secondary variables. Frequently the analyzed phenomenon is influenced by several factors. In this case, the use of them combined can improve the prediction of the variable of interest. The use of multiple secondary variables can be managed by creating a super-secondary variable. In this case, chemometrics can be applied, solving predictive problems, modeling properties of chemical systems aiming at predicting the metallurgical recovery. After combining multiple variables into a super-secondary predictive, Sequential Gaussian Cosimulation was applied in this study to generate a geometallurgical model. The collocated joint simulation allows the joint simulation of a super-secondary data with the primary data, integrating more information to improve the cosimulation of the niobium metallurgical recovery. The cosimulation was run based on the Markov coregionalization model to simplify the cross-covariance modeling. The result is a representative probabilistic geometallurgical model, which proved to be efficient maintaining an adequate precision in forecasting the predicted variable.

Com o objetivo de produzir óxidos barreira mais estáveis e óxidos porosos de Nb em eletrólitos menos agressivos, estudou-se a anodização barreira e porosa de Nb. Para tanto alguns parâmetros do processo foram variados, tais como eletrólito, potencial e tempo de anodização. Os óxidos formados por anodização barreira foram analisados quanto a sua estabilidade durante o fenômeno de quebra do dielétrico, à morfologia, às fases formadas e à quantidade de defeitos. Os óxidos barreira podem crescer amorfos quando anodizados até potenciais abaixo do potencial em que ocorre a quebra do dielétrico, no qual ocorre cristalização dos mesmos, degradando suas propriedades dielétricas. O óxido formado em 1M H2SO4 apresentou menor potencial de quebra do dielétrico, enquanto que o formado em 1M H3PO4 apresentou o maior. Isto foi atribuído a maior quantidade de defeitos no óxido formado no primeiro e à incorporação de P no segundo eletrólito. Nos eletrólitos 1M H2C2O4 e 0,5M NbO-Oxalato observou-se comportamento semelhante, o que foi atribuído à formação de complexos nestes óxidos. O fenômeno de quebra do dielétrico durante a anodização pode produzir diferentes morfologias na superfície dos óxidos. Observou-se a ocorrência de pites aleatoriamente na superfície do óxido ou por um processo “em linha” em que a ocorrência do primeiro pite induz à ocorrência do segundo pite e assim sucessivamente. Além dos pites, observou-se a formação de ramificações na superfície do óxido. Além da superfície do óxido, a ocorrência de quebra do dielétrico provoca cristalização ao longo da espessura do mesmo. O início do fenômeno caracteriza-se pela produção de cristais menores. Após intenso breakdown observa-se a formação de cristais maiores os quais dão origem a duas camadas bem definidas de óxido cristalino. Os óxidos porosos de Nb foram analisados quanto ao eletrólito de anodização, à morfologia e à nucleação de poros. Alguns estudos já foram realizados com relação à anodização porosa de Nb, todos utilizando HF como eletrólito. No entanto, até o presente momento, nenhum estudo foi feito a respeito da anodização porosa de Nb em eletrólito orgânico. Com base nisso, neste trabalho estudou-se a anodização porosa de Nb nos eletrólitos HF e HCOOH. Observou-se que a formação de poros durante a anodização é influenciada pelo eletrólito de anodização. Em eletrólitos contendo HF houve maior dissolução do óxido, com a formação de poros regulares, enquanto que em eletrólitos contendo HCOOH a dissolução não foi considerada significativa, ocorrendo a formação de poros irregulares. Para os dois eletrólitos, HF e HCOOC foi verificada a ocorrência de lâminas no óxido. Em HF, a formação de lâminas foi induzida pelo tempo de anodização, enquanto que em HCOOH, a formação de lâminas foi influenciada pela quantidade de eletrólito. Neste trabalho verificou-se que é possível a obtenção de óxido poroso de Nb em eletrólitos menos agressivos, os quais não provoquem intensa dissolução do óxido. Isso torna possível a formação de óxidos porosos mais espessos. No entanto é necessária a continuidade deste estudo, pois os óxidos formados em eletrólitos orgânicos apresentaram estrutura irregular. / In this work we studied the Nb anodization, aiming to develop more stable barrier oxide and poros oxide layers in less aggressive electrolytes. For that, some process parameters were varied, as electrolyte comositions, potential and time. The oxides obtained by “barrier anodization” were analyzed concerning its stability during breakdown phenomenon, morphology, phases present and defects. The barrier oxides are amorphous when anodization is performed at potentials below the breakdown potential. The oxide formed in the breakdown potential is crystalline, degrading its dielectric properties. The oxide obtained in 1M H2SO4 presents the lowest breakdown potential, while the oxide obtained in 1M H3PO4 shows the highest one. This is explained by a higher defect density in the oxide obtained in 1M H2SO4 and by P incorporation in the oxide obtained in 1M H3PO4. A similar behavior was observed for the oxides obtained in 1M oxalic acid and in 0,5M NbO-Oxalate. This was explained by the complex development during the anodization of these oxides. The breakdown phenomenon can produce different morphologies of oxide surfaces. It was observed that pits can occur randomly or by association in a line. In this process the first pit occurrence induces the formation of a second pit in the near neighborhood occurrence and than successively. Besides pits, the development of some “ramifications” in the oxide surface was observed. Besides the oxide surface, the breakdown induced the crystallization by along the oxide thickness. The beginning of the phenomenon is characterized by nucleation of small crystals. After prolonged breakdown, it was observed the formation of big crystals, which originated two layers of crystalline oxide. The porous oxide were analyzed as its anodization electrolyte, morphology and porous nucleation. In this work the first result concerning anodizing in organic electrolytes to produce porous layers are presented, to more specifically in oxalic acid solutions containing HF and HCOOH. The poros development is influenced by the used electrolyte. HF-containing electrolytes, poros is obtained, with intense oxide dissolution. HCOOH-containing electrolytes, however, dissolution of the oxide is not pronounced and the formed pores are irregular. During the porous anodization in both electrolytes, HF and HCOOC solutions, the occurrence of laminas in the oxide are observed. In HF-containing solutions, the occurrence of a laminas is induced by the anodization time, while in HCOOH electrolyte, it was induced by the electrolyte concentration. In this work, it was showed that the obtaining of porous Nb oxide layer are possible oxide in less aggressive electrolytes, which don’t induce intense oxide dissolution. This makes possible to produced thicker oxides. However, it is necessary to continue this study, because the oxides formed in organic electrolytes presented irregular structure.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / As exigências globais de materiais leves e com desempenho sustentável ampliaram a procura por inovação. Ligas e compostos à base de alumínio estão em concordância para solução dessa adversidade. O nióbio é um metal promissor para o desenvolvimento de novas tecnologias e é abundante no Brasil. O processo de metalurgia do pó foi escolhido para este trabalho, principalmente por oferecer a característica sustentável de minimizar as perdas de matéria prima na peça acabada. Estudou-se neste trabalho a influência da moagem de alta energia bem como a granulometria do nióbio, na obtenção da liga Al1,2%Nb. Os pós elementares foram caracterizados por sua morfologia e pureza, misturados nas proporções de 98,8% e 1,2%, respectivamente, em moinho planetário de bolas utilizando o parâmetro de tempo de moagem de 04, 08 e 16 horas. Verificou-se após mensuração da densidade aparente que o volume da mistura aumentou com relação ao tempo de moagem. A mistura foi compactada uniaxialmente a frio, após cálculo da densidade a verde verificou-se a diminuição do seu valor em relação ao tempo de moagem. As peças compactadas foram encaminhadas para o processo de sinterização, em atmosfera controlada de argônio por 05 horas com temperatura final de 640 °C. Após conformação, foi realizada a preparação metalográfica para posterior análises no MEV e Confocal, concluiu-se que a moagem de 04 horas proporcionou ao sinterizado maior densidade e menores irregularidades bem como o nióbio com menor granulometria. As amostras foram conduzidas para análise de DRX, averiguou-se a presença do intermetálico Al3Nb em todas as amostras sinterizadas. Através da investigação do resultado do DSC, comprovou-se aumento considerável da temperatura de fundição do sinterizado, corroborando com o entendimento de formação da liga. Considerando a técnica de microdureza Vickers comprovou-se a superioridade da técnica em produzir a liga com as mesmas características utilizando-se menor recurso em comparação com outros processos metalúrgicos. / The global requirements for lightweight materials with sustainable performance have broadened the search for innovation. Alloys and aluminum-based compounds are in agreement with this adversity. Niobium is a promising metal for the development of new technologies and is abundant in Brazil. The powder metallurgy process was chosen for this work, mainly because it offers the sustainable characteristic of minimizing the losses of raw material in the finished part. The influence of high-energy grinding as well as niobium granulometry was studied in this work to obtain the Al1,2% Nb alloy. The elementary powders were characterized by their morphology and purity, mixed in the proportions of 98.8% and 1.2%, respectively, in planetary ball mill using the milling time parameter of 04, 08 and 16 hours. It was found after measurement of the apparent density that the volume of the blend increased with respect to the milling time. The mixture was compacted uniaxially in the cold, after calculating the green density the value of the milling time was reduced. The compacted pieces were sent to the sintering process in controlled atmosphere of argon for 05 hours with final temperature of 640 ° C. After conformation, the metallographic preparation was carried out for further analysis in the MEV and Confocal, it was concluded that the grinding of 4 hours provided the sinter with higher density and smaller irregularities as well as the niobium with lower particle size. The samples were conducted for DRX analysis, the presence of the intermetallic Al3Nb was verified in all the sintered samples. Through the investigation of the results of the DSC, a considerable increase in the melting temperature of the sinter was verified, corroborating with the understanding of the formation of the alloy. Considering the Vickers microhardness technique, it was proved the superiority of the technique to produce the alloy with the same characteristics using a smaller feature in comparison with other metallurgical processes.

Este trabalho visa a investigação dos aspectos microestruturais, de cunho significativo nas propriedades mecânicas de um aço microligado, através da utilização de técnicas de microscopia eletrônica. Variações em parâmetros de produção e processamento de aços microligados produzem efeitos microestruturais diversos, os quais influenciam diretamente nas propriedades do material. Para tanto, é de suma importância a realização de um acompanhamento da evolução microestrutural de forjados, para que se possa entender os mecanismos de reforço estrutural, e assim, buscar controlá-los. Foram simuladas as condições industriais de forjamento em amostras de aço microligado ao nióbio, SAE 1141, utilizando um simulador termomecânico Gleeble. Esse aço é empregado na produção de garfos (terminal) forjados pela indústria automobilística. As variáveis controladas na simulação foram a temperatura de pré-aquecimento, percentual de deformação e taxa de resfriamento. Os aspectos microestruturais resultantes foram analisados por microscopia de luz visível e eletrônica de varredura. Especial atenção foi dada ao estudo dos aspectos subestruturais através da técnica de microscopia eletrônica de transmissão. Foram utilizadas para tal amostras do tipo réplica de extração em filme de carbono e lâminas finas Os estudos realizados neste trabalho poderão contribuir para otimização do processo de forjamento nessa classe de aços visando garantir boas propriedades mecânicas. Análises por nano-sonda EDS indicam a presença de partículas ricas em Nb. Foi constatado que a temperatura de pré-aquecimento para forjamento desempenha papel importante, pois a temperatura mais baixa, verifica-se fina precipitação de carbonitretos e o refino de grão é mais pronunciado. Este efeito é influenciado também pelo grau de deformação a quente.

A seleção de revestimentos para aplicação em presença de fluidos altamente corrosivos, condições comumente presentes em tubulações na indústria petroquímica, requer uma rigorosa especificação dos requisitos a serem atendidos. A aplicação de revestimentos de nióbio por aspersão térmica, uma alternativa àquelas realizadas por soldagem e cladeamento (soldagem a frio ou no estado sólido) de chapas de nióbio puro sobre substratos de aço carbono, vem surgindo como fator de interesse pelos pesquisadores, visto que no Brasil situam-se as maiores reservas de nióbio do mundo. O presente trabalho teve por objetivo a obtenção e caracterização de revestimentos de nióbio, aplicados pelo processo de aspersão térmica a plasma sobre o aço API 5L X65. Foi avaliada a influência dos parâmetros operacionais (corrente elétrica e número de passes) sobre as propriedades morfológicas, mecânicas e eletroquímicas dos revestimentos. A preparação superficial do substrato foi realizada com limpeza, pré-aquecimento e jateamento abrasivo com alumina. A morfologia e a microestrutura dos revestimentos foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), microscopia ótica, difração de raios X e perfilometria. As propriedades mecânicas foram avaliadas por ensaio de dobramento, microdureza Vickers e resistência ao desgaste por abrasão. Adicionalmente, avaliou-se o comportamento eletroquímico do revestimento por polarização potenciostática em solução de NaCl 3,5%. Os resultados mostraram que os revestimentos obtidos apresentaram defeitos como vazios, trincas e porosidades, além da incorporação de oxigênio em excesso, formando os óxidos NbO e NbO2 para as condições de processo aqui estudadas. A dureza média dos revestimentos alcançou 602 HV, contribuindo para restringir seu dobramento em ensaio e consequentemente sua aderência. A variação de dureza obtida para os revestimentos, em relação à variação de aporte térmico (corrente elétrica) não gerou significativas diferenças nos ensaios de desgaste por abrasão. A presença dos defeitos, em parte, comprometeu a resistência à corrosão dos revestimentos nos ensaios de polarização potenciostática. Isso evidencia a importância do ajuste dos parâmetros operacionais quando se deseja associar em aplicação resistência mecânica e resistência à corrosão. / The selection of coatings for application in corrosive environments, in pipelines of petrochemical industry, for example, requires an accurate specification. The application of niobium coatings by thermal spray, is an alternative to those made by welding and cladding (cold or solid welding) of pure niobium sheet on carbon steel substrates. Niobium coatings have called the attention of researchers because in Brazil there are the largest reserves of niobium in the world. The present work aims to obtain and characterize niobium coatings applied by the process of thermal plasma spraying on the API 5L X65 steel. It was evaluated the influence of operating parameters on the morphological, mechanical and electrochemical coatings properties. The substrate surface preparation was carried out by cleaning, pre-heating and abrasive blasting with alumina. The coatings morphology and microstructure were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), optical microscopy, X-ray diffraction and profilometry. The mechanical properties were evaluated by Vickers microhardness measurements and wear resistance. Additionally, it was evaluated the coating electrochemical behavior, employing the potentiostatic polarization technique, in a 3.5% NaCl solution. The results indicated that the obtained coatings presented defects such as voids, cracks and porosity, and the incorporation of oxygen in excess, forming oxides. The measured average hardness for the coatings was 602 HV, restricting its bending in the bend test and consequently its adherence. The coatings hardness variation obtained, in relation to the variation of heat input (electric current) did not generate significant differences in wear tests. The presence of defects, partially reduced the coatings corrosion resistance expected in the potentiostatic polarization tests. These results show the importance of operating parameters control when it is required, in practical application, mechanical strength and corrosion resistance.

127f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-04T13:41:29Z No. of bitstreams: 1 tese -Simone Lima.pdf: 3739295 bytes, checksum: 8e07ea592eef0f9a0f73e0b8bdf38382 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-04-29T15:35:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese -Simone Lima.pdf: 3739295 bytes, checksum: 8e07ea592eef0f9a0f73e0b8bdf38382 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-29T15:35:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese -Simone Lima.pdf: 3739295 bytes, checksum: 8e07ea592eef0f9a0f73e0b8bdf38382 (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES / Os combustíveis empregados, em nível mundial, são provenientes principalmente do petróleo. O diesel é o combustível de maior consumo entre os derivados de petróleo, emitindo elevadas quantidades de poluentes e levando à necessidade de melhorar a sua qualidade. Os compostos aromáticos afetam a qualidade do diesel, uma vez que influenciam a combustão, a formação de material particulado e as emissões de hidrocarbonetos poliaromáticos. Uma alternativa promissora, para reduzir a quantidade de compostos aromáticos, é a abertura seletiva de anéis naftênicos após a hidrogenação, levando à formação de produtos com um número de cetano mais elevado, melhorando a qualidade do diesel. Neste contexto estudou-se, neste trabalho, o efeito da adição de irídio nas propriedades de catalisadores de platina suportada em óxido de nióbio, assim como o efeito do método de preparação nas propriedades destes catalisadores, a fim de desenvolver novos catalisadores para a reação de abertura seletiva de anéis naftênicos. Foram preparados catalisadores monometálicos e bimetálicos de platina (0,3 %) e/ou irídio (0,1; 0,3 e 0,6 %) suportado em óxido de nióbio pelos métodos de impregnação e de redução catalítica. O suporte e os catalisadores foram caracterizados por redução à temperatura programada e dessorção de piridina à temperatura programada. As funções metálica dos catalisadores foram avaliados nas reações de desidrogenação do cicloexano e na hidrogenólise do ciclopentano. Os catalisadores foram avaliados na abertura seletiva da decalina a 350 °C e 450 psi. Observou-se que a presença da platina e/ou irídio influencia a redutibilidade do óxido de nióbio, em função do teor de irídio nos catalisadores preparados por impregnação facilitando a redução do suporte. Nos catalisadores preparados por redução catalítica, não foi observado esse efeito e a redução do suporte foi inibida. A impregnação de irídio em óxido de nióbio leva a uma diminuição na força ácida dos sítios, enquanto uma tendência contrária foi observada com a platina. A adição de platina aos catalisadores de irídio, obtidos por impregnação, levaram à formação de sólidos com sítios ácidos mais fortes, exceto no caso do catalisador com 0,3 % de irídio. Os catalisadores monometálicos de irídio ou platina foram ativos na desidrogenação do cicloexano e na hidrogenólise do ciclopentano. A adição de platina (0,3%) aos catalisadores monometálicos de irídio levou a um aumento da atividade desidrogenante, o que pode ser atribuído à interação da platina com o irídio tornando-o mais eletrodeficiente. Os catalisadores preparados por redução catalítica apresentaram atividade desidrogenante e hidrogenolítica mais elevadas do que aqueles obtidos por impregnação, o que pode ser devido uma menor redução do suporte. Todos os catalisadores foram ativos na abertura seletiva da decalina e aqueles preparados por impregnação apresentaram atividade e seletividade aos produtos da abertura seletiva da decalina mais elevadas que os sólidos preparados por redução catalítica, com exceção da amostra contendo 0,6% de irídio. O catalisador monometálico de irídio (0,3%) foi o mais promissor, por ser o mais ativo e seletivo aos produtos da abertura seletiva de decalina e o menos seletivo ao naftaleno. / Salvador

Com o objetivo de produzir óxidos barreira mais estáveis e óxidos porosos de Nb em eletrólitos menos agressivos, estudou-se a anodização barreira e porosa de Nb. Para tanto alguns parâmetros do processo foram variados, tais como eletrólito, potencial e tempo de anodização. Os óxidos formados por anodização barreira foram analisados quanto a sua estabilidade durante o fenômeno de quebra do dielétrico, à morfologia, às fases formadas e à quantidade de defeitos. Os óxidos barreira podem crescer amorfos quando anodizados até potenciais abaixo do potencial em que ocorre a quebra do dielétrico, no qual ocorre cristalização dos mesmos, degradando suas propriedades dielétricas. O óxido formado em 1M H2SO4 apresentou menor potencial de quebra do dielétrico, enquanto que o formado em 1M H3PO4 apresentou o maior. Isto foi atribuído a maior quantidade de defeitos no óxido formado no primeiro e à incorporação de P no segundo eletrólito. Nos eletrólitos 1M H2C2O4 e 0,5M NbO-Oxalato observou-se comportamento semelhante, o que foi atribuído à formação de complexos nestes óxidos. O fenômeno de quebra do dielétrico durante a anodização pode produzir diferentes morfologias na superfície dos óxidos. Observou-se a ocorrência de pites aleatoriamente na superfície do óxido ou por um processo “em linha” em que a ocorrência do primeiro pite induz à ocorrência do segundo pite e assim sucessivamente. Além dos pites, observou-se a formação de ramificações na superfície do óxido. Além da superfície do óxido, a ocorrência de quebra do dielétrico provoca cristalização ao longo da espessura do mesmo. O início do fenômeno caracteriza-se pela produção de cristais menores. Após intenso breakdown observa-se a formação de cristais maiores os quais dão origem a duas camadas bem definidas de óxido cristalino. Os óxidos porosos de Nb foram analisados quanto ao eletrólito de anodização, à morfologia e à nucleação de poros. Alguns estudos já foram realizados com relação à anodização porosa de Nb, todos utilizando HF como eletrólito. No entanto, até o presente momento, nenhum estudo foi feito a respeito da anodização porosa de Nb em eletrólito orgânico. Com base nisso, neste trabalho estudou-se a anodização porosa de Nb nos eletrólitos HF e HCOOH. Observou-se que a formação de poros durante a anodização é influenciada pelo eletrólito de anodização. Em eletrólitos contendo HF houve maior dissolução do óxido, com a formação de poros regulares, enquanto que em eletrólitos contendo HCOOH a dissolução não foi considerada significativa, ocorrendo a formação de poros irregulares. Para os dois eletrólitos, HF e HCOOC foi verificada a ocorrência de lâminas no óxido. Em HF, a formação de lâminas foi induzida pelo tempo de anodização, enquanto que em HCOOH, a formação de lâminas foi influenciada pela quantidade de eletrólito. Neste trabalho verificou-se que é possível a obtenção de óxido poroso de Nb em eletrólitos menos agressivos, os quais não provoquem intensa dissolução do óxido. Isso torna possível a formação de óxidos porosos mais espessos. No entanto é necessária a continuidade deste estudo, pois os óxidos formados em eletrólitos orgânicos apresentaram estrutura irregular. / In this work we studied the Nb anodization, aiming to develop more stable barrier oxide and poros oxide layers in less aggressive electrolytes. For that, some process parameters were varied, as electrolyte comositions, potential and time. The oxides obtained by “barrier anodization” were analyzed concerning its stability during breakdown phenomenon, morphology, phases present and defects. The barrier oxides are amorphous when anodization is performed at potentials below the breakdown potential. The oxide formed in the breakdown potential is crystalline, degrading its dielectric properties. The oxide obtained in 1M H2SO4 presents the lowest breakdown potential, while the oxide obtained in 1M H3PO4 shows the highest one. This is explained by a higher defect density in the oxide obtained in 1M H2SO4 and by P incorporation in the oxide obtained in 1M H3PO4. A similar behavior was observed for the oxides obtained in 1M oxalic acid and in 0,5M NbO-Oxalate. This was explained by the complex development during the anodization of these oxides. The breakdown phenomenon can produce different morphologies of oxide surfaces. It was observed that pits can occur randomly or by association in a line. In this process the first pit occurrence induces the formation of a second pit in the near neighborhood occurrence and than successively. Besides pits, the development of some “ramifications” in the oxide surface was observed. Besides the oxide surface, the breakdown induced the crystallization by along the oxide thickness. The beginning of the phenomenon is characterized by nucleation of small crystals. After prolonged breakdown, it was observed the formation of big crystals, which originated two layers of crystalline oxide. The porous oxide were analyzed as its anodization electrolyte, morphology and porous nucleation. In this work the first result concerning anodizing in organic electrolytes to produce porous layers are presented, to more specifically in oxalic acid solutions containing HF and HCOOH. The poros development is influenced by the used electrolyte. HF-containing electrolytes, poros is obtained, with intense oxide dissolution. HCOOH-containing electrolytes, however, dissolution of the oxide is not pronounced and the formed pores are irregular. During the porous anodization in both electrolytes, HF and HCOOC solutions, the occurrence of laminas in the oxide are observed. In HF-containing solutions, the occurrence of a laminas is induced by the anodization time, while in HCOOH electrolyte, it was induced by the electrolyte concentration. In this work, it was showed that the obtaining of porous Nb oxide layer are possible oxide in less aggressive electrolytes, which don’t induce intense oxide dissolution. This makes possible to produced thicker oxides. However, it is necessary to continue this study, because the oxides formed in organic electrolytes presented irregular structure.

O objetivo deste estudo foi produzir, por electrospinning, fibras de pentóxido de nióbio(Nb2O5), usando como precursor o nióbio metálico. A solução utilizada para o electrospinning foi preparada pela dissolução do precursor em ácido fluorídrico (HF), seguida da adição de ácido acético e da solução polimérica de polivinilpirrolidona (PVP). A solução final foi submetida ao processo de electrospinning com tensão elétrica variando de 14 a 16 kV, distância entre coletor e capilar de 13 cm e fluxo de 1,5 mL/h. As fibras obtidas foram submetidas a tratamento térmico às temperaturas de 600, 700 e 800°C por um período de 1 hora, com taxa de aquecimento de 0,8°C/min. As fibras foram caracterizadas através de análises térmicas, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), espectroscopia de reflectância difusa (ERD). Também foram realizadas medidas de tamanho de cristalito pela fórmula de Scherrer, diâmetro médio com auxílio do aplicativo Image Tool e área superficial pelo modelo proposto por Brunnauer, Emmet e Teller (BET). Os resultados indicaram que foram formadas fibras da fase hexagonal (TT- Nb2O5), e que o aumento da tensão aplicada provocou uma redução no diâmetro das fibras, sendo 90 nm, o menor diâmetro médio obtido para as fibras produzidas aplicando uma tensão de 16 kV e sinterização a 700 ºC. O tamanho de cristalito médio aumentou de 18,48 para 36,08 nm, com o aumento da temperatura de tratamento térmico, resultando em queda da área superficial de 43,6 para 31,3 m2/g. Os valores de band gap medidos variaram de 3,32 a 3,57 eV, indicando que as nanofibras são semicondutores de gap largo. / This study aimed to produce by electrospinning, niobium pentoxide (Nb2O5) fibers, using metallic niobium as precursor. The solution used for electrospinning was prepared by dissolving the precursor in hydrofluoric acid (HF), followed by addition of acetic acid and solution of PVP polymer. The final solution was subjected to the process of electrospinning with voltage ranging from 14 to 16 kV, the distance between collector and capillary was 13 cm and flow of 1.5 mL / h. Fibers obtained were subjected to heat treatment at temperatures of 600, 700 and 800 ° C for a period of 1 hour, at a heating rate of 0.8 °C / min. Finally, Nb2O5 fibers were characterized by thermal analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), diffuse reflectance spectroscopy (ERD). The crystallite size was measured by the Scherrer equation, the average diameter was obtained by Image Tool and the surface area by the model proposed by Brunnauer, Emmet and Teller (BET). The results showed that fibers were formed and presented hexagonal phase (TT-Nb2O5), and that the increase of the voltage caused a decrease in fiber diameter, with the smallest average diameter of 90 nm, obtained for fibers produced by applying a voltage of 16 kV and sintering at 700 °C. The average crystallite size increased from 18.48 to 36.08 nm with increasing calcination temperature, resulting in decreased surface area of 43.568 to 31.344 m2 / g. The band gap values measured ranged from 3.32 to 3.57 eV, indicating that the nanofibers are wide band gap semiconductors.

Neste trabalho amostras de API 5CT P110 foram revestidas com nióbio empregando-se o processo de Aspersão Térmica Hipersônica HVOF (High Velocity Oxi-Fuel Flame). Previamente à aspersão com nióbio, o substrato foi preparado conforme recomenda a norma da Petrobras (N2568, 2011), sendo que após o processo de aspersão foram realizadas as caracterizações quanto à resistência à corrosão em solução contendo cloretos e quanto à fragilização por hidrogênio. Os revestimentos também foram caracterizados quanto à morfologia por microscopia eletrônica de varredura, análises metalográficas, de microestrutura, aderência e dureza. O revestimento obtido apresentou uma boa resistência à corrosão. Além disso, realizou-se o ensaio com carregamento prévio com hidrogênio, onde o substrato apresentou uma redução na tenacidade praticamente desprezível comparativamente ao substrato sem revestimento e sem carregamento prévio. Isto indica que o revestimento obtido parece atuar como barreira ao ingresso de hidrogênio no aço API 5CT P110. / In this work, samples of API 5CT P110 were coated with niobium employing the thermal spray process Hipersonica HVOF (High Velocity Oxy-Fuel Flame). Prior to spraying with niobium, substrate was prepared as recommended by the norm of Petrobras ( N2568 , 2011) , and after the process of spraying, the characterizations for resistance to corrosion in chloride-containing solution and to hydrogen embrittlement were performed. The coatings were also characterized for morphology by scanning electron microscopy hardness, metallographic, microstructure and adhesion analyses. The obtained coating had good corrosion resistance. Moreover , we performed the test with prior loading with hydrogen, the substrate showed a negligible reduction in toughness compared to the uncoated substrate without preloading. This indicates that the coating obtained seems to act as a barrier to the entry of hydrogen in API 5CT P110 steel.