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.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6839_Deborah Araujo dos Santos.pdf: 4163979 bytes, checksum: 0617c463dfaf8e4aa093f0b0ccd941c1 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / O presente estudo tem como objetivo avaliar o uso do pentacloreto de nióbio (NbCl5) como catalisador em reações de Diels-Alder entre o anel furano e alguns dienófilos reativos. Alguns parâmetros como, temperatura, tempo reacional e proporção de catalisador foram variados a fim de se encontrar as melhores condições reacionais para cada par dieno/dienófilo. Os compostos de nióbio apresentam acidez de Lewis comprovada por vários estudos. Em especial, o NbCl5 demonstrou boa atividade como catalisador em diversas reações orgânicas. Desde a sua descoberta em 1928, a cicloadição [4+2], ou reação de Diels-Alder é amplamente estudada e utilizada na construção de anéis de seis membros. O notável interesse nessas reações se dá devido à possibilidade de se obter moléculas com elevada complexidade estrutural em apenas uma etapa reacional. A reação de Diels-Alder empregando o anel furano como dieno fornece o 7-oxabiciclo[2.2.1]hept-5-eno, um intermediário na síntese de diversos produtos naturais como derivados do ácido chiquímico, terpenos, prostaglandinas, entre outros. Um problema associado a essas reações é a baixa reatividade do furano como dieno, com isso diversos estudos vem propondo o uso de catalisadores ácidos de Lewis e pressões elevadas com o intuito de melhorar os rendimentos reacionais e a seletividade. Nas reações em que o furano foi o dieno e o acrilato de metila o dienófilo, rendimentos maiores que os descrito na literatura foram obtidos especialmente a baixas temperaturas; o NbCl5 não foi ativo em nenhuma das condições reacionais testadas com o maleato de dimetila; nas reações em que a acrilonitrila participou como dienófilo os rendimentos foram baixos e observou-se a formação de subprodutos, possivelmente resultado de polimerização; as reações com a 2-cloro-crilonitrila também apresentaram rendimentos baixos, mas com inversão da seletividade em relação ao observado para os outros adutos; e com base em um estudo teórico reportado na literatura, realizou-se uma tentativa de efetuar uma hetero Diels-Alder com o acetaldeído como heterodienófilo, entretanto há evidências da formação do produto de substituição no anel. Quando o 2-metil-furano foi o dieno as reações apresentaram subprodutos, não havendo formação do cicloaduto.

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2015-12-15T16:53:06Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMineralógicaGeoquímica.pdf: 5885929 bytes, checksum: cdc49c14692616c10c8512524927af0d (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-12-15T18:09:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMineralógicaGeoquímica.pdf: 5885929 bytes, checksum: cdc49c14692616c10c8512524927af0d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-15T18:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMineralógicaGeoquímica.pdf: 5885929 bytes, checksum: cdc49c14692616c10c8512524927af0d (MD5) Previous issue date: 2015 / A Mina de Volta Grande está localizada no município de Nazareno, porção sul do estado de Minas Gerais. Os pegmatitos vêm sendo explorado a mais de cem anos na região e grande parte dos direitos de exploração pertencem atualmente à AMG Mineração. A Mina de Volta Grande explora atualmente três corpos principais, Corpo A, Corpo F e Corpo C. A existência de outros corpos é conhecida e outros já encontram-se exauridos. O Corpo A é notadamente o principal e tem garantido a produtividade da Mina de Volta Grande. Os pegmatitos da Mina de Volta Grande fazem parte de uma série de ocorrências pegmatíticas na região das cidades de Nazareno, São João Del Rei, Ritápolis e Rezende Costa. Estas ocorrências foram agrupadas e surgiu a denominação de Província Pegmatítica de São João Del Rei. A província situa-se na porção meridional do Cráton São Francisco, na complexa sequencia geológica denominada Cinturão Mineiro. Os pegmatitos da Mina de Volta Grande são classificados como os do tipo albita-espodumênio da família LCT (lítio-césio-tântalo). Possuem, em geral, forma tabular com mergulhos suaves de até 27°. A rocha encaixante são anfibolitos paleoproterozóicos pertencentes ao greenstone belt Rio das Mortes. Com relação a variação textural e mineralógica, o pegmatito pode ser dividido em seis zonas principais: Zona da Parede e Zona da Borda (Biotitito) nas bordas, Zona do Espodumênio, Zona do Pegmatito Granular, Zona do Albitito e Zona do K-Feldspato do centro para a borda. Mineralogicamente possui três grupos principais de minerais: minerais de lítio, minerais de tântalo e minerais de estanho. Quimicamente o pegmatito é complexo com anomalias de tântalo, nióbio, lítio, estanho e rubídio. A relação dos pegmatitos da Mina de Volta Grande com o Granitóide Ritápolis, sendo que a idade de cristalização do granitóide é de 2.121 ±07 Ma. Análise química de grãos de minerais do grupo Coltan (columbita-tantalita) indicou, através de diagramas de fase Mn/(Mn+Fe) versus Ta/(Ta+Nb), que o pegmatito de Volta Grande apresenta um fracionamento químico significativo. O enriquecimento no conteúdo de Mn e Ta que foi evidenciado é esperado para pegmatitos bastante evoluídos. _______________________________________________________________________________ / ABSTRACT : The Volta Grande Mine is located in the city of Nazareno, the southern portion of the Minas Gerais state. The pegmatites have been exploited for the past hundred years in the region and mine rights currently belong to AMG Mineração. The Volta Grande Mine current operate three principal orebodies, Orebody A, Orebody F and Orebody C. Some ore bodies were described but some was already totally exploited. The Orebody A is the principal Orebody and has guaranteed the existence and production of the Volta Grande Mine. The pegmatites of the Volta Grande Mine belongs of a series of pegmatite occurrences in the region of the cities of Nazareno, São João Del Rei, Ritápolis and Rezende Costa. These occurrences were grouped and the term of Sao Joao del Rei Pegmatite Province was established. The province is situated in southern portion of the São Francisco Craton, inserted in the complex geological sequence of Mineiro Belt. The pegmatites of the Volta Grande Mine is classified in albite-spodumene type, LCT family (lithium-cesium-tantalum). Have generally tabular form with dips of up to 27 °. The host rock are amphibolites with Paleoproterozoic age belonging to the greenstone belt Rio das Mortes. The pegmatites can be divided into six main zones: Wall Zone and Border Zone near the host rock, Spodumene Zone, Grained Pegmatite Zone, Albitite Zone and BKF Zone of BKF in the core. Mineralogically has three main mineral groups: Lithium Minerals, Tantalum Minerals and Tin Minerals. Pegmatite is chemically complex showing enrichment in elements such tantalum, niobium, lithium, rubidium and tin. The relationship between Volta Grande Pegmatites and Ritápolis Granitoide is evident and the crystallization ages are buoyed in 2.121 ± 07 Ma. Minerals from the Coltan group are found in all pegmatite zones. In this study Coltan was analyzed and their composition plotted as compositional Mn/(Mn+Fe) versus Ta/(Ta+Nb) diagram is discussed as a guide for pegmatite evolution. As expected the most evolved pegmatites present Coltan grains with the highest content in Mn and Ta

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.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-12-23T15:06:00Z No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-10T19:26:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-10T19:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AndersonDiasMonteiro.pdf: 33676302 bytes, checksum: 226b42dc593cfbc51e37264c72a615cb (MD5) / O compósito Nb-Cu pode ser empregado na fabricação de contatos elétricos, resistências, eletrodos de solda, entre outros. Estes materiais devem apresentar elevadas condutividades elétrica e térmica e resistência ao calor. A produção desses compósitos pela tecnologia convencional é limitada, uma vez que envolvem elementos químicos que possuem pontos de fusão bastante diferentes. Uma alternativa é a adoção da metalurgia do pó. Desta forma, este trabalho tem como objetivo obter um compósito Nb-Cu via metalurgia do pó. Para isto, os pós de nióbio e cobre foram misturados nas proporções de 12,5% e 25%, respectivamente, em moinho planetário de bolas com base nos seguintes parâmetros: a razão bola/pó foi de 3:1; a velocidade de rotação, de 250 rpm; a atmosfera, vácuo; o agente controlador de processo, o estearato de zinco; e o tempo de moagem, de 2 horas e 8 horas. Em seguida, foram calculadas as densidades aparentes das misturas dos pós de nióbio e cobre. Em relação à compactação, esta foi feita em prensa universal, com aplicação de força de 3,2 x 104 N. Seguiu-se determinando a densidade dos compactados pelo método geométrico. Após a compactação, as amostras passaram por sinterização em forno tubular sob atmosfera de gás argônio a uma temperatura de 1000ºC para as amostras do lote 1 e 1100ºC para as amostras do lote 2, com isoterma de 1 hora em ambos os casos. A taxa de aquecimento e resfriamento foi de 5ºC/min. A densidade das amostras após a sinterização foi obtida através do método de Arquímedes. Os pós metálicos elementares, as misturas de pós metálicos moídos e os corpos sinterizados foram analisados via microscopia eletrônica de varredura e microscopia confocal. Medidas de DRX e microdureza (HV1) também foram realizadas. A partir destas análises, observou-se que o aumento do tempo de moagem torna as misturas de pós mais homogêneas e com partículas aglomeradas mais achatadas. Verificou-se, também, que as densidades aparentes das misturas de pós decrescem com o aumento do tempo de moagem, ao passo que os compactados à verde e os corpos de prova sinterizados têm suas densidades aumentadas com o aumento do tempo de moagem. Foi constatado, ainda, que a microdureza vickers têm seus valores aumentados tanto com o aumento do tempo de moagem quanto com o aumento da temperatura de sinterização. / The Nb-Cu composite can be used in the manufacture of electrical contacts, resistors, welding electrodes, among others. These materials should have high electrical and thermal conductivities and heat resistance. The production of these composites is limited by the conventional technology, as they involve chemicals that have very different melting points. An alternative is the use of powder metallurgy. Thus, this study aims to obtain a Nb-Cu composite via powder metallurgy. For this, the niobium powders and copper were mixed in the proportions of 12.5% and 25%, respectively, in a planetary ball mill using the following parameters: the ratio ball / powder was 3: 1; rotation speed of 250 rpm; atmosphere, vacuum; the agent process controller, zinc stearate; and the grinding time of 2 hours and 8 hours. Then, the apparent densities of the mixtures of niobium powders and copper were calculated. In relation to the compaction, it was done in the universal press with force applying 3.2 x 104 N. This was followed by determining the density of compressed by geometrical method. After compaction, the samples underwent sintering in a tubular furnace under an atmosphere of argon gas at a temperature of 1000 ° C for samples 1 and 1100ºC batch to batch of samples 2, with 1 minute isotherm in both cases. The heating and cooling rate was 5 ° C / min. The density of the samples after sintering was obtained by the Archimedes method. The elemental metal powders, metal powder mixtures milled and sintered bodies were analyzed via scanning electron microscopy and confocal microscopy. XRD measurements and hardness (HV1) were also performed. From these analyzes, it was observed that increasing milling time becomes more homogeneous mixtures of powders and agglomerated particles flatter. It was found also that the apparent density of the powder mixtures decreased with increased milling time while the green compacted and sintered specimens have their densities increased with increasing milling time. It has been found, furthermore, that the Vickers microhardness values both have their increased with increasing milling time and with increasing the sintering temperature.

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.

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.

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.

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.