Os painéis OSB estão disponíveis desde o início da década de 1980, constituindo a segunda geração das chapas waferboard. Trata-se de painel estrutural com a camada interna de partículas de madeira dispostas perpendicular ou aleatoriamente em relação às camadas de partículas externas. No presente trabalho, caracterizou-se a estrutura anatômica do lenho de árvores de Pinus taeda e as propriedades físico-mecânicas dos painéis OSB de partículas da madeira de rolo-resto e de toras integrais. Os resultados das análises laboratoriais permitiram concluir que a estrutura anatômica do lenho e dos anéis de crescimento é característica da espécie, com os anéis de crescimento possibilitando determinar a idade, a taxa de crescimento e a reação das árvores aos desbastes. A variação radial das dimensões das traqueides e da densidade aparente do lenho por densitometria de raios X relaciona-se com a formação da madeira juvenil, de transição e adulta e com as propriedades das partículas de madeira. Essas características da madeira e das partículas de rolo-resto e de tora integral influenciaram nas propriedades dos painéis OSB em relação à densidade média, perfil de densidade aparente por densitometria de raios X, resistência das partículas à tração paralela das traqueídes, propriedades físico-mecânicas, dentre outras. A utilização do rolo-resto, resíduo da laminação de toras de pinus, como partículas de madeira para a confecção de painéis OSB é discutida no presente trabalho. / OSB panels are available since the early 1980\'s and constitutes the second generation of \"waferboard\" plates. It is structural panel with the inner layer of wood particles arranged randomly or perpendicular in relation to the external layers of particles. The present study characterized the wood anatomical structure of Pinus taeda trees and physical-mechanical properties of OSB panels of wood particles of roll-rest (residue of the log lamination) and integral logs. The results of laboratorial analysis concluded that the wood and tree-ring anatomical structure is characteristic of the species, the tree-rings is applied to determine the trees age, growth rate and trees response to the thinning. The radial variation of the tracheid dimensions and wood density - by X-ray densitometry - is related to the formation of juvenile, transition and adult wood and the properties of wood particles. These characteristics of wood and wood particles of roll-rest and integral logs influenced the properties of OSB panels with respect to the mean density, density profile by X-ray densitometry, resistance to the shear strength of the particles of tracheids, physical and mechanical properties, etc. The use of residues of lamination process pine logs to wood particles for the manufacture of OSB panels is discussed.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de compósitos estruturais de politetrafluoretileno (PTFE) com fibras de vidro contínuas e tem como objetivo a obtenção de um compósito com propriedades mecânicas que possibilite o uso em aplicações estruturais e que mantenham as características inerentes do PTFE sem reforços, tais como: baixo coeficiente de atrito, baixa interação química e elevada temperatura de trabalho. O PTFE é um polímero termoplástico, mas sua elevada viscosidade no estado fundido impede a utilização de moldagem por injeção. Componentes fabricados com PTFE são geralmente obtidos por compactação a frio do material granulado seguido de tratamento térmico. Neste estudo foi desenvolvida uma metodologia de fabricação de um laminado de PTFE e fibras contínuas, a partir do empilhamento, prensagem e tratamento térmico, de tecidos de fibra de vidro impregnados com PTFE. Foram estudadas as influências dos parâmetros de fabricação (prensagem e tratamento térmico) e de mecanismos que levam à degradação do laminado durante a fabricação, nas propriedades mecânicas finais dos compósitos. Foi também estudada a adição de uma quantidade complementar de PTFE ao laminado, com o intuito de se averiguar a possibilidade de se obter compósitos com revestimentos mais espessos de PTFE. O laminado foi avaliado por meio de ensaios de flexão 3-pontos e tração, para verificação dos ganhos na rigidez e resistência mecânica frente ao PTFE puro e por um ensaio de adesão fibra-matriz, baseado na norma ASTM D3167-03a. Como resultados, foram encontrados valores expressivos de resistência máxima aproximadamente 165 MPa e rigidez módulo de elasticidade de aproximadamente 14 GPa para valores adequados de processo de fabricação que minimizam efeitos de degradação dos laminados durante a fabricação. O trabalho mostrou a viabilidade de fabricação dos compósitos propostos e indicou uma rota a ser seguida para esta fabricação. / This work presents a study of the manufacturing of Polytetrafluoretylene (PTFE) composite with continuous fibres, which has the purpose of obtaining a composite with mechanical properties equivalent or better than that of engineering polymers, but that preserve the characteristics of PTFE products with no reinforcement (as low friction coefficient, low chemical interaction and high work temperature amplitude). The PTFE is a thermoplastic material, however its high molten viscosity prevents the use of melt injection techniques, and its components are obtained through cold compaction process followed by sintering. In this study it is proposed a methodology of PTFE laminate with continuous fibre manufacturing. The laminate was obtained by the pilling of PTFE-coated glass-fibre fabric in a metallic mold for the pressing and that were sinterised afterwards. The mechanisms that lead to degradation of the laminate and process parameters which influence the final mechanical properties of the product were speciafied. It was also studied the possibility of addition of a larger quantity of PTFE to the laminate in order to verify the possibility of making continuous laminate coating. The material was analysed through three-point bending test and tensile test applied to the manufactured test specimen to verify the gains of mechanical stiffness and strength in comparison to the pure PTFE and an adhesion test based on ASTM D3167-03a. The experimental results showed significant values of mechanical stiffness and strength for appropriate values of process parameters that minimize the effects of degradation of the laminate.

No presente trabalho foram desenvolvidos compósitos à base de alumina, com adição de carbetos de metais de transição, NbC, TaC e TiC, como reforço. Os carbetos, na forma de partículas, foram adicionados em 1,5% em volume à matriz de alumina durante a moagem em attritor. O processamento foi realizado por moagem em attritor, secagem em rotoevaporadora e desaglomeração em peneira. A dinâmica de oxidação dos carbetos e das composições dos compósitos foi estudada para a definição de parâmetros de sinterização e processamento dos compósitos. A cinética de sinterização foi estudada por dilatometria, com taxa de 10°C/min. até 1600°C em atmosfera de ar sintético, e até 1800°C, em atmosfera de argônio, com esta etapa foi possível verificar que o NbC e o TiC dificultaram a sinterização da alumina e que o TaC auxiliou nos processos de retração. Nas amostras que foram sinterizadas em dilatômetro ao ar foram detectadas fases resultantes de fusão congruente nos compósitos Al2O3/NbC e Al2O3/TaC, foram também observadas evidências de formação de líquido no compósito com adição de TaC. Com base nesses resultados foram estudadas duas técnicas de produção das ferramentas de corte: prensagem uniaxial seguida de sinterização sem pressão e sinterização por prensagem a quente. Todas as amostras foram caracterizadas microestruturalmente e quanto às propriedades mecânicas, tendo-se determinado que as amostras produzidas por prensagem a quente possuem microestrutura mais controlada e propriedades mecânicas superiores às produzidas por sinterização sem pressão. Pelos processos estudados foi observado que os carbetos influenciam diferentemente a sinterização da alumina. De maneira geral a presença destas fases nos contornos de grãos promove alterações na microestrutura modificando o tamanho de grãos da alumina. Foi proposta a hipótese de que esse comportamento é afetado pela formação de uma camada superficial resultante da oxidação dos reforços, com isto, de acordo com os diagramas de fase é possível a formação de soluções sólidas entre alumina e Ta2O5 e Nb2O5 além da formação de fase líquida, estes mecanismos alterariam a mobilidade dos contornos de grão da alumina. Para o processamento das ferramentas de corte foi utilizada prensagem a quente, escolhido pelo critério da microestrutura e propriedades mecânicas. Os testes de usinagem foram realizados com ferramentas de corte de geometria quadrada, em peças de ferro fundido cinzento e vermicular. O tempo de vida útil da ferramenta produzida com o compósito Al2O3/ NbC foi 13% superior quando comparado à uma ferramenta cerâmica comercial no teste de usinagem de ferro fundido cinzento. / In the present work alumina based composites with addition of transition metal carbides, NbC, TaC and TiC as reinforcement phase were developed. The carbides, in particulate form, were added in 1.5vol.% on the alumina matrix during attritor milling. The processing was conducted by attritor milling, drying in a rotoevaporator and deagglomeration in sieve. The oxidation dynamics of carbides and composities were studied in order to define the sintering and processing parameter of composites. The sintering kinetics was studied by dilatometry at 10° C/min. up to 1600 ° C in synthetic air atmosphere and up to 1800°C in argon, with this step it was possible to verify that the NbC and TiC hindered the sintering of alumina and the TaC helped in the retraction process. In the sintered by dilatometer in air phases resultant from congruent melting on Al2O3/NbC and Al2O3/TaC composites were detected in the composite with TaC addition was also observed evidence of liquid phase. In the samples sintered in dilatometer in air were detected solid solutions on composites CN and CTa and evidence of liquid formation in the composite with TaC addition. Based on these results two techniques were studied in order to produce cutting tools: uniaxial pressing, followed by pressureless sintering and hot pressing. All samples were characterized by microstructure and mechanical properties, and it was shown that samples produced by hot pressing have more controlled microstructure and mechanical properties superior to those produced by pressureless sintering. With the studied processes it was observed that the carbides influence differently alumina sintering. Generally the presence of these phases at the grain boundary causes changes in the microstructure modifying alumina grain size alumina. The proposed hypothesis is that this behavior would be affected by the formation of a surface layer resulting from oxidation of reinforcements with that, according to the phase diagrams, it is possible to find solid solutions between alumina and Ta2O5 and Nb2O5 and possible formation of liquid phase, which alter the mobility of the grain boundary of alumina. Hot pressing was used for the processing of cutting tools, chosen due to the microstructure and mechanical properties. The machining tests were performed with square geometry cutting tools, in samples of gray cast iron and compacted graphite iron. The tool life of cutting tool produced with Al2O3 / NbC composite was 13% higher when compared to a commercial ceramic cutting tool on machining of gray cast iron.

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Este estudo teve por objetivo a produção e caracterização de filmes biodegradáveis de amido de batata rosa Solanum tuberosum L (cultivar asterix) nativo e modificado quimicamente com hipoclorito de sódio. O amido de batata asterix foi extraído e submetido a modificação química por oxidação com hipoclorito de sódio (0,5% e 1,5% de cloro ativo). A solução filmogênica foi preparada com amido e plastificantes (glicerol ou sorbitol - 0,20 e 0,30 g plastificante/ g amido). Para avaliar as propriedades mecânicas dos filmes foram realizados ensaios de tração pela técnica de Análise Mecânico-Dinâmica (AMD). A propriedade de barreira avaliada foi permeabilidade ao vapor d’água (PVA). A morfologia foi analisada pela Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia de Força Atômica (MFA) e as propriedades estruturais pela Difração de Raios-X (DRX) e Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR). Também foram caracterizadas a espessura, variação de cor (ΔΈ) e solubilidade. Para os ensaios de tração, o módulo de elasticidade variou de 219 ± 14,97 MPa à 2299 ± 62,91 MPa. A PVA apresentou menores valores para os filmes de amido oxidado e plastificados com sorbitol em seu maior teor (0,5% S0,30 = 5,04.10-12 ± 1,83.10-12 g/m.s.Pa). Quanto a morfologia, as micrografias mostraram grânulos de amido parcialmente gelatinizados e a MFA que os filmes possuem superfícies lisas. Para DRX os amidos apresentaram padrão de cristalinidade do tipo B, que representa os tubérculos, e nos filmes foi observada cristalinidade residual do amido. Na FT-IR, observou-se que os filmes apresentaram bandas semelhantes as da matéria-prima, diferindo na sua intensidade. Os filmes com glicerol mostraram menor espessura, aproximadamente 0,05 ± 0,004 mm, e menor ΔΈ, sendo o menor valor para a amostra 0,5% G0,30 de 5,54 ± 0,008 %. Os filmes de amido oxidado e com menor teor de sorbitol apresentaram menor solubilidade (0,5% S0,20 = 3,05 ± 0,36 %). A oxidação acarretou em melhoras nas propriedades do amido e dos filmes, bem como a utilização de sorbitol como plastificante, uma vez que os filmes com melhores resultados para serem aplicados foram 0,5% S0,20, 0,5% S0,30, 1,5% S0,30 e 1,5% S0,20. / The need for replace conventional plastics due to environmental preservation is increasing the production of biodegradable polymers. The use of starch accessible sources is under consideration for use in films and the modification provides improvement in mechanical and barrier properties of starch. This study aims the production and characterization of biodegradable films of potato Solanum tuberosum L (asterix variety) native and chemically modified starch. The potato starch was isolated and subjected to chemical modification by oxidation method exposed to sodium hypochlorite in 0.5% and 1.5% concentration of active chlorine. The film solution was prepared using starch and glycerol or sorbitol [0.20 and 0.30 gplasticizer /gstarch] using the casting technique. To evaluate the mechanical properties were performed tensile tests by Dynamic Mechanical Analysis technique (DMA). The barrier property evaluated was Water Vapor Permeability (WVP). The morphology was analyzed by optical microscopy (OP), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM). The structural properties were evaluated by X-ray Diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FT-IR). Also was evaluated thickness, color and solubility. For the tensile test, the elastic modulus ranged from 219 ± 14.97 MPa to 2299 ± 62.91 and the tensile strenght from 5.44 ± 0.42 MPa to 47.35 ± 4.04 Mpa. The PVA had lower values for the oxidized starch films plasticized with sorbitol at its highest content (0.5% S0,30 = 4.09 .10-12 ± 2.15 .10-12 g/m.s.Pa). As for morphology, the micrographs showed partially gelatinized starch granules and the AFM smooth surfaces for the films. For starches XRD pattern showed crystallinity of type B, which represents tubers, residual starch crystallinity was observed in the films. In FT-IR, the films showed similar bands in compare to raw material, differing in their intensity. The films with glycerol was the thinnest, about 0.05 ± 0.004 mm, and showed lower ΔΈ. The lowest value for the 0.5% sample G0,30 of 5.54 ± 0.008%. The oxidized starch films with less sorbitol content had lower solubility (0.5% S0,20 = 3.05 ± 0.36%). The oxidation resulted in improvements in starch properties and film as well as the use of sorbitol as a plasticizer once the better results for application were 0,5% S0,20, 0,5% S0,30, 1,5% S0,30 e 1,5% S0,20.

Durante a vida operacional de uma aeronave, o revestimento da fuselagem é sujeito a falhas e danos estruturais. As falhas podem ser trincas que ocorrem devido a esforços aos quais o revestimento é submetido durante taxiamentos, decolagens, vôos e pousos da aeronave e danos que geralmente ocorrem devido a algum fator externo durante a operação e manutenção das aeronaves. Quando é verificado algum tipo de falha ou dano no revestimento, duas são as possibilidades para continuar com a aeronave operacional: análise para verificar se o dano é tolerável permanente ou temporariamente por um certo período de tempo ou ciclos de vôos ou instalação de um reparo estrutural. A análise para danos toleráveis deverá verificar se a estrutura possui ainda resistência residual e determinar os períodos de inspeção. Caso o dano ou falha na estrutura não seja tolerável, é necessário, então, a instalação de um reparo estrutural ou troca do painel. O reparo estrutural é feito de chapas metálicas ou de material composto unidas mecanicamente ao revestimento da aeronave através de rebites, prendedores ou até mesmo através de resinas estruturais. O reparo estrutural rebitado, apesar de aumentar a resistência da região danificada, gera concentradores de tensão que devem ser analisados, pois podem degradar a vida em fadiga e o comportamento da tolerância a dano.Este trabalho tem como objetivo principal apresentar os resultados de ensaio e análise estrutural de algumas configurações de reparos metálicos rebitados ao revestimento de aeronaves. Foram feitos ensaios de quatro configurações típicas de reparos que são comumente utilizadas durante a manutenção de aeronaves.

No presente trabalho foi estudada a influência do tipo e da quantidade de cargas nas propriedades mecânicas de elastômeros usados como isolantes térmicos em motores-foguetes. Foram selecionados seis tipos de cargas: sílica, caulim, talco, óxido de ferro, asbestos e negro de fumo. A quantidade de carga adicionada foi variada de acordo com a carga utilizada, quantidades estas que possibilitaram fácil processamento e confecção de corpos de prova. Os corpos de prova foram cortados conforme com as normas para medidas de dureza, resistências à tração e alongamento. Verificou-se que algumas cargas, como a sílica, o talco e o caulim não influenciam as propriedades mecânicas do Polibutadieno Hidroxilado. Estes tipos de cargas, não são considerados cargas reforçantes, mas são usados para baratear o custo do composto, pois não alteram as propriedades mecânicas do Polibutaieno Hidroxilado. Com relação aos Asbestos, Negro de Fumo e Óxido de Ferro, foi verificado que os mesmos melhoram a resistência à tração do Polibutadieno Hidroxilado sem alterar o alongamento do mesmo. Das três cargas, o Negro de Fumo é a mais utilizada nos "liners" à base de PBLH de motores-foguetes de pequeno, médio e grande porte, pois apresenta fácil processamento e melhores propriedades mecânicas. No caso de elastômeros sólido tipo NBR, só a sílica e o negro de fumo têm influência na propriedade mecânica deste polímero.

Os vidros utilizados para isolação de semicondutores possuem em sua composição concentrações elevadas de óxido de chumbo. Ele é usado para abaixar a temperatura de fusão, diminuir a viscosidade do fundido, diminuir a tensão superficial, resultando numa superfície homogênea e brilhante. Possui alta resistividade elétrica. Outra importante propriedade dos vidros de chumbo é o coeficiente de dilatação térmica que se aproxima do coeficiente de dilatação da lâmina de silício, tornando-se ideal a sua aplicação em semi-condutores. A busca por tecnologias mais limpas tem levado muitos pesquisadores à alternativas para redução ou eliminação de produtos potencialmente tóxicos, entre eles, o óxido de chumbo. Neste trabalho procurou-se uma alternativa ao uso do óxido de chumbo para aplicação na isolação de semi-condutores através de vidros do sistema Zn-B-Si. Os vidros A e B, à base de zinco (Zn-B-Si), foram preparados a partir da mistura de pós de óxidos e produzidos à partir da fusão em um forno elétrico seguido de um resfriamento rápido. Estes vidros foram moídos e analisados pelas técnicas de difração de raios-X, difração à laser, microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica e medições elétricas. Avaliou-se os mecanismos de refusão dos vidros de chumbo e de zinco sobre as lâminas de silício e em seguida determinou-se tensão de ruptura elétrica nas lâminas de silício. Nos testes de tensão de ruptura elétrica, o vidro de chumbo apresenta valores superiores aos vidros à base de zinco. Os valores de tensão de ruptura elétrica do vidro B foram inferiores ao vidro A devido a uma maior quantidade de microbolhas presentes na interface vidro-silício.

Os biomateriais devem apresentar requisitos essenciais, tais como biocompatibilidade, biofuncionalidade, bioadesão, propriedades mecânicas compatíveis àquelas do osso, processabilidade, resistência à corrosão e capacidade para interagir com o osso e com outros tecidos. As ligas de titânio têm se destacado para a produção de implantes, devido ao seu baixo módulo elástico, à sua superior biocompatibilidade e resistência à corrosão quando comparadas com outros materiais metálicos convencionais. Dentre as ligas de titânio a Ti-6Al-4V (a+b) é a mais utilizada, no entanto novas composições estão em desenvolvimento, com destaque para as ligas do tipo b por apresentarem baixo módulo elástico. O presente trabalho descreve os comportamentos mecânico e microestrutural de duas ligas de Ti do tipo b, Ti-8Nb-13Zr e Ti-18Nb-13Zr, sob diferentes condições de tratamentos térmicos. As ligas foram obtidas por um processo de fusão em forno a arco com eletrodo não consumível em atmosfera de argônio. As ligas foram submetidas a um tratamento térmico de solubilização a 1000C/1h e resfriadas em água, para posterior forjamento rotativo a frio até o diâmetro final de 6,0 mm (redução em área de 89% ). As barras obtidas sofreram tratamento de recozimento a 900C/30min seguido de duas diferentes condições de resfriamento, em água e ao ar. Após tratamento de recozimento seguido de resfriamento em água, as ligas foram submetidas a tratamentos térmicos de envelhecimento. A caracterização microestrutural foi feita empregando-se microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X. Ambas as ligas na condição recozida a 900C/30min seguida de resfriamento em água apresentaram microestruturas martensíticas a. Enquanto que para a condição de recozimento seguida de resfriamento ao ar as ligas apresentaram microestrutura constituídas das fase a e b. A caracterização mecânica das ligas nas condições forjada, recozida e envelhecida consistiu em ensaios de tração uniaxial a temperatura ambiente e microdureza. Para a liga Ti-8Nb-13Zr os valores obtidos de limite de resistência, módulo de elasticidade e de alongamento encontram-se entre 742 a 875 MPa, 82 a 92 GPa e 8 a 17%, respectivamente. Para a liga Ti-18Nb-13Zr os valores obtidos dessas propriedades estão entre 714 a 860 MPa, 70 a 86 GPa e 7 a 35%. As ligas apresentaram comportamento não linear na região elástica e as curvas tensão versus deformação foram modeladas segundo a equação modificada de Ramberg-Osgood. As superfícies de fratura, para ambas as ligas em todas as condições estudadas, apresentaram características de fraturas dúcteis, caracterizadas pela presença de dimples.

Neste estudo são apresentados modelos em elementos finitos (EF), para a predição do comportamento de painéis sanduíche, simplesmente apoiados e fixados por pinos em duas bordas opostas ou nas suas quatro bordas. Os painéis são submetidos a cargas distribuidas transversais e estão sujeitos a grandes deformações. Duas técnicas de modelagem foram abordadas, utilizando-se o pacote comercial de EF Nastran: a) utilizando elementos sólidos equivalentes para o núcleo e elementos de placa para as faces e b) utilizando elementos de placa com três camadas de laminados equivalentes. São também apresentados os procedimentos experimentais utilizados para a obtenção das propriedades mecânicas necessárias para a modelagem das faces e nucleo e para a obtenção da rigidez nos pontos de fixação laterais. Os resultados obtidos com os modelos numéricos foram comparados com resultados experimentais com o objetivo de validar a técnica de modelagem desenvolvida e permitir o uso subsequente do modelo simplificado bi dimensional na previsão das tensões globais e das cargas de cisalhamento nos pontos de fixação dos painéis. Os resultados obtidos demonstraram que a metodologia utilizada apresenta uma ótima relação entre precisão nos resultados e eficiência computacional associada à versatilidade da análise por elementos finitos, essenciais para aplicações do dia a dia da indústria.

A imposição de uma série de condições operacionais na fundição e seus processos geram, como conseqüência direta, uma diversidade de estruturas de solidificação. Sabe-se que as propriedades mecânicas dependem destas estruturas. A literatura apresenta relações entre o limite de escoamento de materiais e tamanho de grão (equação de Hall-Petch), ou limite de resistência à tração e espaçamentos dendríticos secundários. Em geral, o comportamento corrosivo mostra-se depender fortemente da morfologia estrutural e da composição química. Um aço de baixo carbono foi utilizado para promover fluxo de calor unidirecional durante a solidificação e obter o arranjo da microestrutura. O objetivo deste trabalho é pesquisar a influência da microestrutura da liga ZA27 (Zn - 27%Al) na sua resistência mecânica e na sua resistência à corrosão. Resultados experimentais incluem coeficientes de transferência de calor metal/molde (hi), espaçamentos dendríticos secundários (l2), tempo local de solidificação (tSL), limite de resistência à tração (smáx.) e limite de escoamento (se) em função das condições impostas pelo sistema metal/molde. Em ambos casos (smáx. e se = 0,2%e), o arranjo dendrítico mais refinado apresenta maior resistência mecânica. O comportamento corrosivo foi analisado pela técnica de espectroscopia por impedância eletroquímica e o método de extrapolação de Tafel conduzidos em solução 3%NaCl em temperatura ambiente. Estruturas dendríticas mais grosseiras tendem a aumentar a resistência à corrosão da liga hipereutética ZA27.