Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-03-31T22:54:15Z No. of bitstreams: 1 MaxwellSantanaLiborio_DISSERT.pdf: 1626523 bytes, checksum: 50034137e4680e28892b945409b7b1af (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-04-04T21:38:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MaxwellSantanaLiborio_DISSERT.pdf: 1626523 bytes, checksum: 50034137e4680e28892b945409b7b1af (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-04T21:38:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaxwellSantanaLiborio_DISSERT.pdf: 1626523 bytes, checksum: 50034137e4680e28892b945409b7b1af (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / Nas ultimas d?cadas, a altera??o das propriedades superficiais de materiais tem sido muito utilizada para melhorar suas caracter?sticas tribol?gicas. Contudo, essa melhoria depende do processo, do tempo de tratamento e, principalmente, da espessura desta camada ou do filme superficial. Atualmente, o processo de deposi??o a plasma PVD (Physical vapor Deposition) de Nitreto de Tit?nio (TiN) vem sendo utilizado para aumentar a dureza superficial de materiais met?licos. Por isso, o objetivo deste trabalho foi de propor um m?todo num?rico-experimental para avaliar a espessura filmes (l) de TiN depositados por PVD. Para atingir este objetivo, combinaram-se resultados experimentais de ensaios de dureza (H) com sua simula??o num?rica para estudar o comportamento desta propriedade em fun??o da profundidade de penetra??o m?xima do indentador (hmax) no conjugado filme/substrato. Foram adotadas duas metodologias para determinar a espessura do filme. A primeira combinou os resultados num?ricos da curva H x hmax com sua curva experimental obtida atrav?s do ensaio de indenta??o instrumentado. Esta metodologia foi usada com sucesso em um conjugado de Tit?nio (Ti) revestido por TiN. Uma segunda estrat?gia combinou os resultados num?ricos da curva Hv x hmax com dados experimentais de dureza Vickers (Hv). Esta outra metodologia foi aplica em um conjugado de a?o ferramenta M2 recoberto por TiN. As propriedades mec?nicas dos materiais estudados tamb?m foram determinadas no presente trabalho. As espessuras encontradas para os dois conjugados apresentaram resultados compat?veis com seus dados experimentais. / In recent decades, changes in the surface properties of materials have been used to improve their tribological characteristics. However, this improvement depends on the process, treatment time and, primarily, the thickness of this surface film layer. Physical vapor deposition (PVD) of titanium nitrate (TiN) has been used to increase the surface hardness of metallic materials. Thus, the aim of the present study was to propose a numerical-experimental method to assess the film thickness (l) of TiN deposited by PVD. To reach this objective, experimental results of hardness (H) assays were combined with a numerical simulation to study the behavior of this property as a function of maximum penetration depth of the indenter (hmax) into the film/substrate conjugate. Two methodologies were adopted to determine film thickness. The first consists of the numerical results of the H x hmax curve with the experimental curve obtained by the instrumental indentation test. This methodology was used successfully in a TiN-coated titanium (Ti) conjugate. A second strategy combined the numerical results of the Hv x hmax curve with Vickers experimental hardness data (Hv). This methodology was applied to a TiN-coated M2 tool steel conjugate. The mechanical properties of the materials studied were also determined in the present study. The thicknesses results obtained for the two conjugates were compatible with their experimental data.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EtevaldoMV.pdf: 1261364 bytes, checksum: f1890a7da662c7e4523bd11ec6a3278a (MD5) Previous issue date: 2008-08-23 / In the research, steel samples tool AISI D2, treated thermally, in the conditions: relief of tension, when maximum, seasoned and seasoned was treated thermally in the temperature of revenimento and revenida had been nitrited in plasma with cathodic cage, in atmosphere of 80%N2:20%H2. One used pressure of 2,5 mbar, 400 and 480?C temperatures with treatment time of 3 and 4 hours, with the objective to evaluate its performance in pipes cut tool. It was compared that the performance of the same steel when only thermally treated, both with tension relief. It was evaluated its hardness. Microstructural aspects (the layer thickness, interface, graisn size, etc) and crystalline phases on the surface. Besides, it was verified accomplishment possibility of nitriding simultaneous to annealing treatment. The tempering samples had presented hardness levels of 600 HV, while in nitrited samples these values had been 1100 HV / Neste trabalho, amostras de a?o ferramenta AISI D2, tratadas termicamente, nas condi??es de recozida, de revenimento m?ximo e na condi??o de temperada e revenida foram nitretadas em plasma com gaiola cat?dica, em atmosfera de 80%N2:20%H2. Utilizou-se press?o de 2,5mbar, temperaturas de 400 e 480?C com tempo de tratamento de 3 e 4 horas, com o objetivo de avaliar o seu desempenho em ferramenta de corte. Comparou-se com o desempenho do mesmo a?o quando apenas tratado termicamente, ambos com al?vio de tens?o. Avaliou-se a dureza, aspectos microestruturais (espessura da camada, interface, etc) e fases cristalinas presentes na superf?cie. Al?m disso, verificou-se a possibilidade de realiza??o da nitreta??o simult?nea ao tratamento de revenido. As amostras temperadas e revenidas apresentaram n?veis de dureza de aproximadamente 600HV. Quando nitretadas a uma temperatura de 480?C durante 3h, que foram as melhores condi??es de tratamento, essas amostras apresentaram dureza superficial de 1100HV

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaLMM.pdf: 1059040 bytes, checksum: e385dd512eb484e085eb027acc2a89fe (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / In this research there was an evaluation of the best conditions of nitriding in plasma within a cathodic cage at an atmosphere of 80% N2-20%H2 in samples of tool manganese steel AISI D6, cold working, treated thermally in the following conditions: tension relief, treated thermally to temperature of maximum heat, temperate heat and temperate and temperate heat. A pressure of 2.5mbar and temperatures of 400 and 300?C com treatment time of two and three hours were used to evaluate its performance as cutting tool (punch) of bicycle backs. Hardness, micro-structural aspects (layer thickness, interface, grain size etc), and crystal phases on the surface were appraised. When treated to tension relief, thermally treated to maximum heat temperature, temperature and temperate heat, the samples presented hardness levels of 243HV, 231HV, 832HV, and 653HV, respectively. The best nitrification conditions were: four hours and 300?C for heat samples. A superficial hardness of 1000HV and a 108?m thickness for the nitrided layer were found in these samples / Neste trabalho, foi realizada a avalia??o das melhores condi??es de nitreta??o em plasma com gaiola cat?dica, em atmosfera de 80%N2 - 20%H2 em amostras de a?o ferramenta para trabalho a frio AISI D6, tratado termicamente nas condi??es: al?vio de tens?o, tratado termicamente na temperatura de revenimento m?ximo, temperada e temperada e revenida. Usou-se press?o de 2,5 mbar, temperaturas de 400 e 300?C com tempo de tratamento de 3 e 4 horas, visando avaliar o seu desempenho em ferramenta de corte (pun??o) de rabeiras de bicicletas. Estimou-se a dureza, aspectos microestruturais (espessura da camada, interface, tamanho de gr?o, etc.) e fases cristalinas presentes na superf?cie. As amostras apresentaram n?veis de durezas 243HV, 231HV, 832HV e 653HV para as amostras com al?vio de tens?o, tratada termicamente na temperatura de revenimento m?ximo, temperada e temperada e revenida, respectivamente. As melhores condi??es de nitreta??o foram 4 horas a 300?C para as amostras temperadas e revenidas. As mesmas apresentaram uma dureza superficial em torno de 1000HV e 100?m de espessura para a camada nitretada

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomuloRG.pdf: 2022744 bytes, checksum: b56ca8e09a24314d1127c49f3cf2e053 (MD5) Previous issue date: 2006-03-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The ionic nitriding process presents some limitations related with the control of the thickness of the layer and its uniformity. Those limitations that happen during the process, are produced due to edge effects, damage caused by arcing arc and hollow cathode, mainly in pieces with complex geometry and under pressures in excess of 1 mbar. A new technique, denominated ASPN (active screen shapes nitriding) it has been used as alternative, for offering many advantages with respect to dc plasma conventional. The developed system presents a configuration in that the samples treated are surrounded by a large metal screen at high voltage cathodic potencials, (varying between 0 and 1200V) and currents up to 1 A. The sample is placed in floting potential or polarized at relatively lower bias voltages by an auxiliary source. As the plasma is not formed directly in the sample surface but in the metal screen, the mentioned effects are eliminated. This mechanism allows investigate ion of the transfer of nitrogen to the substrate. Optical and electronic microscopy are used to exam morphology and structure at the layer. X-ray difration for phase identification and microhardness to evaluate the efficiency of this process with respect to dc conventional nitriding / O processo de nitreta??o i?nica apresenta uma s?rie de limita??es relacionadas com o controle da espessura da camada e de sua uniformidade. Essas limita??es s?o produzidas devido a efeitos de bordas e de c?todo oco que ocorrem durante o processo, principalmente em pe?as com geometria complexa e em press?es do processo superiores a 2 mbar. Assim uma nova t?cnica, denominada ASPN (Active screen plasma nitriding) est? sendo usada como alternativa, por oferecer muitas vantagens em rela??o ao plasma dc convencional. O sistema desenvolvido apresenta uma configura??o em que as amostras a serem tratadas permanecem envolvidas por uma tela que atua como c?todo com tens?o dc variando entre 0 e 1200V e correntes de at? 1 A. A amostra pode permanecer em potencial flutuante ou ser polarizada por uma fonte auxiliar. Como o plasma n?o ? formado diretamente na superf?cie das amostras e sim na tela, os efeitos citados s?o eliminados. Este mecanismo permite investigar a transfer?ncia de nitrog?nio para o substrato por microscopia ?ptica e microscopia eletr?nica de varredura para exames da morfologia e da estrutura, difra??o de raios-X para identifica??o de fases e os ensaios de microdureza permitem avaliar a efici?ncia deste processo em rela??o ? nitreta??o dc convencional

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KleberJBR.pdf: 2080899 bytes, checksum: a6de36601fae047815a4f83a4734f672 (MD5) Previous issue date: 2007-03-22 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Nowadays, in the plastic industry are used mills that accomplish the recycling of residues generated in the production of its components. These mills contain cut sheets that suffer accelerated wear, once they are submitted constantly to the tribologic efforts, decreasing its useful life. To reduce this problem, it s used noble steels or takes place superficial treatments. The ionic nitriding process presents some limitations related to the uniformity of the layer in pieces with complex geometry, committing its application in pieces as knives, head offices, engagements, etc. However, the new technique of nitriding in cathodic cage eliminates some problems, as the restrictions rings, inherent to the conventional ionic nitriding. In present work, was studied the use viabilization of steels less noble, as SAE 1020, SAE 4320 and SAE 4340, nitreded by two different techniques, to substitute the AISI 01 steels, usually used in the cut knifes fabrication, seeking to reduce the costs and at the sane time to increase the useful life of these knifes. The steel most viable was the SAE 4340, nitrided in cathodic cage, because it presented uniformity in thickness and in the hardness of the layer, besides of increased 58% in the average its useful life / Atualmente, na ind?stria de pl?sticos s?o utilizados moinhos que realizam a reciclagem dos res?duos gerados na produ??o de seus componentes. Esses moinhos cont?m l?minas de corte que sofrem desgaste acelerado, uma vez que s?o constantemente submetidas a esfor?os tribol?gicos, diminuindo sua vida ?til. Para amenizar este problema, s?o utilizados a?os nobres ou realizam-se tratamentos superficiais nos a?os convencionais. O processo de nitreta??o i?nica apresenta uma s?rie de limita??es relacionadas com a uniformidade da camada em pe?as de geometria complexa, comprometendo sua aplica??o em pe?as como facas, matrizes, engrenagens, etc. Uma nova t?cnica de nitreta??o a plasma, denominada nitreta??o i?nica em gaiola cat?dica elimina alguns problemas, como os an?is de restri??es, inerentes a nitreta??o i?nica convencional. No presente trabalho foi estudado a viabiliza??o do uso de a?os menos nobres como SAE 1020, SAE 4320 e SAE 4340, nitretados por ambas t?cnicas de nitreta??o, em substitui??o aos a?os AISI 01, normalmente usados na fabrica??o de facas de corte, com o objetivo de reduzir os custos e ao mesmo tempo proporcionar o aumento da vida ?til dessas facas de corte. O a?o que apresentou os melhores resultados foi o SAE 4340 nitretado em gaiola cat?dica, pois apresentou uniformidade na espessura e na dureza da camada nitretada, promovendo um aumento m?dio de 58% de sua vida ?til

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-09T19:31:01Z No. of bitstreams: 1 MoisesVieiraDeMelo_TESE.pdf: 3298262 bytes, checksum: 6c8131d4ccbb84ead6360566fbd11a1e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-10T23:52:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MoisesVieiraDeMelo_TESE.pdf: 3298262 bytes, checksum: 6c8131d4ccbb84ead6360566fbd11a1e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T23:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoisesVieiraDeMelo_TESE.pdf: 3298262 bytes, checksum: 6c8131d4ccbb84ead6360566fbd11a1e (MD5) Previous issue date: 2012-07-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Este trabalho experimental mapeou a qualidade de fios de algod?o produzidos em duas ind?strias t?xteis distintas, de acordo com as refer?ncias USTER? para avalia??o da qualidade de um fio. Os resultados das m?dias de pilosidade H de amostras de fios representativas de cada produ??o di?ria foram testados usando ANOVA por meio da ferramenta estat?stica Statgraphics? Centurion XVI. Um mapa de pilosidade H foi projetado e constru?do sistematicamente para avaliar a qualidade de fios de algod?o NE 30/1 cardados malharia produzidos durante toda a vida de viajantes, deslizando continuamente a 28 m/s e 42 m/s em dois filat?rios, com 528 e 1.480 fusos, constituindo dois sistemas, A e B, respectivamente. Ensaios tribol?gicos de abras?o foram projetados e executados em Laborat?rio a 3,5 m/s, exercendo sete n?veis de press?o de contato de Hertz para simular a zona de contato do sistema anelviajante nitretado e analis?-la por Microscopia Eletr?nica de Varredura para identificar mecanismos de desgaste desenvolvidos nos corpos-de-prova. Foram nitretados por duas condi??es distintas de processamento, C e D, lotes de 100 viajantes nitretados, para o sistema de fia??o A e 740 viajantes nitretados (esquemas C e D) para o sistema B, os quais foram ensaiados experimentalmente, para comparar aos resultados da qualidade dos fios de algod?o obtidos pelos viajantes convencionais. Par?metros peri?dicos da Rugosidade Superficial, Rsm, e n?o-perI?dicos, Ra, Rq e Rz, da borda dos viajantes nitretados, ou n?o, na zona de contato com o fio produzido, foram medidos por AFM, Microscopia de For?a At?mica, em duas condi??es, Novos e Desgatados ap?s a sua vida em servi?o. O Mapa de Pilosidade H desenvolvido nesta Tese mostrou ser uma ferramenta ?til para uma ampla visualiza??o da funcionalidade do viajante, da relev?ncia da nitreta??o a plasma e da evolu??o da rugosidade superficial durante a sua vida em servi?o. Os viajantes nitretados a plasma demonstraram um aumento da vida em servi?o de 14 DIAS PARA 63 DIAS e produziram fios de algod?o NE 30/1 cardados malharia com 39% de pilosidades H menor que aqueles obtidos pelos viajantes convencionais que duraram 17 dias em servi?o. / This experimental investigation concerning to cotton yarn quality was conducted in two different textile industries according to USTER? yarn quality benchmarks. The results of the Hairiness H of yarn samples representing each diary production were tested using ANOVA by means of Statgraphics? Centurion XVI statistical tool. A hairiness H map was designed and systematically constructed for evaluate the quality of NE 30/1 Cotton Carded Knitting Yarns produced during all the life of travelers running continuously at 28 m/s and 42 m/s in two ring spinning machines, with 528 and 1,480 spindles, so constituting two systems, A and B, respectively. Tribological abrasion tests were designed and performed in Laboratory at 3.5 m/s in order to simulate Hertzian contact pressures since severe to moderate range for simulate the contact zone of the ring-traveller system and analyze by Scanning Electron Microscopy their main wear mechanisms. Ion nitrided travellers were obtained by two different processing conditions, C and D, to compose lots of 100 nitrided travellers for A spinning machine system and 740 nitrided travellers (C and D schemes) for B system and were experimentally tested in comparison with conventional travellers. Periodical Surface Roughness, Rsm, and Nonperiodical Ra, Rq and Rz parameters of nitrided and conventional travellers, in the Position of Yarn Bath, i.e., the contact zone between the traveller and the yarn, were measured by Atomic Force Microscopy (AFM), in two conditions, new and worn after their service life. The Hairiness H Map developed in this thesis showed is a useful tool for a broad visualization of the traveller functionality, the relevance of its surface treating and the evolution of the surface roughness during its service life. The nitrided travellers demonstrated longer life and they produced NE 30/1 Cotton Carded Knitting Yarns with lower H hairiness that those obtained by conventional travellers.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomuloRMS.pdf: 3055902 bytes, checksum: 75eaf485a85529179129dd468ccfc772 (MD5) Previous issue date: 2007-12-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The ionic plasma nitriding is one of the most important plasma assisted treatment technique for surface modification, but it presents some inherent problems mainly in nitriding pieces with complex geometries. In the last four years has appeared a plasma nitriding technique, named ASPN (Active Screen Plasma Nitriding) in which the samples and the workload are surrounded by a metal screen on which the cathodic potential is applied. This new technique makes possible to obtain a perfect uniform nitrided layer apart from the shape of the samples. The present work is based on the development of a new nitriding plasma technique named CCPN (Cathodic Cage Plasma Nitriding) Patent PI 0603213-3 derived from ASPN, but utilizes the hollow cathode effect to increase the nitriding process efficiency. That technique has shown great improvement on the treatment of several types of steels under different process conditions, producing thicker and harder layers when compared with both, ASPN and ionic plasma nitriding, besides eliminating problems associated with the later technique. The best obtained results are due to the hollow cathode effect on the cage holes. Moreover, characteristic problems of ionic plasma nitriding are eliminated due to the fact that the luminescent discharge acts on the cage wall instead of on the samples surface, which remains under a floating potential. In this work the enhancement of the cathodic cage nitriding layers proprieties, under several conditions for some types of steels was investigated, besides the mechanism for nitrides deposition on glass substrate, concluding that the CCPN is both a diffusion and a deposition process at the same time / A nitreta??o i?nica ? um dos processos de revestimento superficial dos mais importantes, mas apresenta alguns problemas inerentes, principalmente, na nitreta??o de pe?as com geometria complexa. Nos ?ltimos quatro anos surgiu uma nova t?cnica de nitreta??o a plasma, denominada de ASPN (Active Screen Plasma Nitriding), na qual as amostras s?o envolvidas por uma tela polarizada catodicamente e com ela ? poss?vel obter uma camada nitretada, perfeitamente uniforme, independente da forma da amostra. O nosso trabalho baseia-se no desenvolvimento, no ?mbito do LabPlasma, de uma nova t?cnica de nitreta??o em plasma, denominada nitreta??o em gaiola cat?dica (NGC) dep?sito de patente PI 0603213-3 derivada da ASPN, mas que utiliza o efeito de c?todo oco para aumentar a efici?ncia do processo de nitreta??o. Esta t?cnica apresentou bastante efic?cia na nitreta??o de v?rios tipos de a?os, nas mais variadas condi??es de tratamento, proporcionando a obten??o de camadas mais espessas e de maior dureza, quando comparada com a ASPN e com a nitreta??o i?nica convencional, al?m de eliminar problemas de irregularidades associados ? t?cnica convencional. Sua maior efici?ncia deve-se ? utiliza??o do efeito de c?todo oco estabelecido nas paredes dos furos da gaiola, enquanto que a elimina??o dos problemas inerentes ? t?cnica convencional, deve-se ao fato do plasma atuar na gaiola e n?o nas amostras, as quais permanecem em potencial flutuante. Neste trabalho, foram avaliadas as condi??es de otimiza??o da nitreta??o, realizada com esta t?cnica, para diferentes tipos de a?os, al?m de investigarmos os mecanismos que atuam, quando da deposi??o de nitretos em substratos de vidro, observando que a NGC ? um processo misto de difus?o e deposi??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PolianaRFS_DISSERT.pdf: 3998823 bytes, checksum: e0480a4a5d6b04450e748434898535a9 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The technique of plasma nitriding by the cathode cage mainly stands out for its ability to produce uniform layers, even on parts with complex geometries. In this study, it was investigated the efficiency of this technique for obtaining duplex surface, when used, simultaneously, to nitriding treatment and thin film deposition at temperatures below 500?C. For this, were used samples of AISI 41 0 Martensitic Stainless Steel and performed plasma treatment, combining nitriding and deposition of thin films of Ti and/or TiN in a plasma atmosphere containing N2-H2. It was used a cathodic cage of titanium pure grade II, cylindrical with 70 mm diameter and 34 mm height. Samples were treated at temperature 420?C for 2 and 12 hours in different working pressures. Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) with micro-analysis by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM) and analysis of Vickers Microhardness were used to investigate coating properties such as homogeneity and surface topography, chemical composition, layer thickness, crystalline phase, roughness and surface microhardness. The results showed there is a direct proportionality between the presence of H2 in plasma atmosphere and the quantity of titanium in surface chemical composition. It was also observed that the plasma treatment at lowpressure is more effective in formation of TiN thin film / A t?cnica de nitreta??o a plasma por gaiola cat?dica vem se destacando, principalmente, pela sua capacidade de produzir camadas uniformes mesmo em pe?as com geometria complexa. Neste trabalho, investigou-se a efici?ncia desta t?cnica para obten??o de superf?cie duplex, quando utilizada, simultaneamente, para tratamento de nitreta??o e deposi??o de filmes finos em temperaturas inferiores a 500?C. Para tal, foram utilizadas amostras do a?o inoxid?vel martens?tico AISI 410 e realizados tratamentos a plasma, combinando a nitreta??o e deposi??o de filmes finos de Ti e/ou TiN, em uma atmosfera contendo N2-H2. Foi utilizada uma gaiola cat?dica de tit?nio puro grau II em forma cil?ndrica, com 70 mm de di?metro e 34 mm de altura. As amostras foram tratadas numa temperatura de 420?C, com dura??o de 2 e 12 horas e em diferentes press?es de trabalho. Microscopia ?ptica (MO), Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) com microan?lise por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difra??o de Raios-X (DRX), Microscopia de For?a At?mica (MFA) e ensaio de Microdureza Vickers foram empregados para investigar as propriedades do revestimento, tais como homogeneidade e topografia superficial, composi??o qu?mica, espessura da camada, fases cristalinas, rugosidade e microdureza superficial. Os resultados mostraram existir uma proporcionalidade direta entre a presen?a de H2 na atmosfera do plasma e a quantidade do elemento qu?mico tit?nio na composi??o qu?mica superficial. Observou-se, tamb?m, que o tratamento a plasma em baixa press?o ? mais eficaz na forma??o do filme fino de nitreto de tit?nio

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KarilanyDC_TESE.pdf: 5082673 bytes, checksum: 4427463c2d2c4ca61196bdca31ba604e (MD5) Previous issue date: 2014-06-10 / In recent years there has been a significant growth in technologies that modify implant surfaces, reducing healing time and allowing their successful use in areas with low bone density. One of the most widely used techniques is plasma nitration, applied with excellent results in titanium and its alloys, with greater frequency in the manufacture of hip, ankle and shoulder implants. However, its use in dental implants is very limited due to high process temperatures (between 700 C o and 800 C o ), resulting in distortions in these geometrically complex and highly precise components. The aim of the present study is to assess osseointegration and mechanical strength of grade II nitrided titanium samples, through configuration of hollow cathode discharge. Moreover, new formulations are proposed to determine the optimum structural topology of the dental implant under study, in order to perfect its shape, make it efficient, competitive and with high definition. In the nitriding process, the samples were treated at a temperature of 450 C o and pressure of 150 Pa , during 1 hour of treatment. This condition was selected because it obtains the best wettability results in previous studies, where different pressure, temperature and time conditions were systematized. The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscope, roughness, microhardness and wettability. Biomechanical fatigue tests were then conducted. Finally, a formulation using the three dimensional structural topology optimization method was proposed, in conjunction with an hadaptive refinement process. The results showed that plasma nitriding, using the hollow cathode discharge technique, caused changes in the surface texture of test specimens, increases surface roughness, wettability and microhardness when compared to the untreated sample. In the biomechanical fatigue test, the treated implant showed no flaws, after five million cycles, at a maximum fatigue load of 84.46 N. The results of the topological optimization process showed well-defined optimized layouts of the dental implant, with a clear distribution of material and a defined edge / Nos ?ltimos anos tem-se observado um grande crescimento em tecnologias para modifica??o de superf?cies de implantes que reduzam o tempo de espera da cicatriza??o, assim como possibilite seu uso com sucesso em ?reas de baixa densidade ?ssea. Dentre as diferentes t?cnicas, a nitreta??o por plasma desponta como forte candidata, uma vez que a mesma j? est? sendo empregada com excelentes resultados no tit?nio e suas ligas, aplicados com maior frequ?ncia na confec??o de implantes de quadril, ombro e tornozelo. Entretanto, seu uso em implantes dent?rios ? bastante limitado devido ?s altas temperaturas do processo (entre 700 C o e 800 C o ) resultando em distor??es nessas pe?as que possuem geometria complexa e alto grau de precis?o. O objetivo deste trabalho ? avaliar a osseointegra??o e resist?ncia mec?nica de amostras de tit?nio grau II nitretadas, atrav?s da configura??o de descarga em c?todo oco. Al?m disto, propor formula??es para determina??o da topologia ?tima estrutural do implante dent?rio em estudo, com o intuito de aperfei?oar sua forma, que seja eficiente, competitiva e com alta defini??o. No processo de nitreta??o, as amostras foram tratadas em temperatura a de 450 oC e press?o de 150 Pa , durante 1 hora de tratamento. Esta condi??o foi escolhida por apresentar os melhores resultados de molhabilidade em trabalhos anteriores, onde sistematizou-se diferentes condi??es de press?o, temperatura e tempo. As amostras tratadas foram caracterizadas por Difra??o de Raios-X, Microscopia Eletr?nica de Varredura, Rugosidade, Microdureza e Molhabilidade. Posteriormente, foram realizados ensaios biomec?nicos de fadiga. Finalizando com uma proposta de formula??o atrav?s do m?todo de otimiza??o topol?gica tridimensional, combinado a um processo de refino h-adaptativo. Os resultados mostraram que a nitreta??o a plasma, utilizando a t?cnica de descarga em c?todo oco, produziu mudan?as na textura superficial dos corpos de prova, aumento da rugosidade superficial, da molhabilidade e da microdureza quando comparado a amostra sem tratamento. No ensaio biomec?nico de fadiga, o implante tratado n?o apresentou sinal de falha, ap?s cinco milh?es de ciclos, a uma carga m?xima de fadiga de 84, 46 N . Os resultados do processo de otimiza??o topol?gica apresentaram leiautes otimizados bem definidos do implante dent?rio, com uma n?tida distribui??o de material e defini??o do contorno.