Os carbetos de tungstênio com matriz de cobalto são uns dos mais antigos produtos comerciais da metalurgia do pó. Estes compósitos são usados para diferentes aplicações dentre as quais se destacam a fabricação de componentes de corte e abrasivos. Tais materiais são constituídos por partículas de carbeto de tungstênio e cobalto metálico ligados pela sinterização via fase líquida e podem ser produzidos por reações químicas convencionais. As técnicas de moagem de alta energia são amplamente utilizadas para a síntese de compostos cerâmicos. O presente trabalho visou a realização de estudos de moagem de alta energia e de sinterização de misturas de pós de carbeto de tungstênio dopados com cobalto e boro. A etapa de moagem das misturas de pós elementares de W-50C (%-at.) foi realizada em um moinho de bolas planetário Fritsch P-5 utilizando esferas (10 mm de diâmetro) e vaso de WC-Co, velocidade de 200 rpm e uma relação de massas esferas-pós de 10:1. O tempo de moagem foi variado: 20, 60, 180 e 600 min. Na sequência, os pós de Co e de B foram misturados com os pós moídos de W-50C (%-at) e processados em um moinho Spex por 5 min. Seguindo, os materiais foram sinterizados em atmosfera controlada à 1450oC para a obtenção de corpos cilíndricos com altura de 1-3 mm e diâmetro de 10 mm. Os pós-moídos e os produtos sinterizados foram avaliados com o auxílio das técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria por dispersão de energia (EDS) e ensaios mecânicos (compressão diametral e dureza Vickers). Picos de carbono desapareceram após 180 min de moagem, enquanto que o pico principal do tungstênio foi deslocado para a direção de menores ângulos de difração em pós de W-50C moídos por 600 min. Ainda, os picos de tungstênio foram alargados e tiveram suas intensidades reduzidas em misturas de pós de W-50C moídos por 600 min, sugerindo que os átomos de carbono ficaram dissolvidos na estrutura cristalina do tungstênio para formar soluções sólidas supersaturadas. Amostras densas (> 96% da massa específica teórica) com microestruturas formadas pela fase WC como matriz além de precipitados ricos em boro e de W2C foram obtidos após spark plasma sintering das misturas de pós contendo adição de boro. As amostras sinterizadas apresentaram valores de dureza Vickers entre 1841 HV e 2191 HV, as quais foram mais pronunciadas para as cerâmicas mais ricas em boro. Similarmente à cerâmica convencional de WC-6Co, nenhum efeito foi encontrado sobre a adição de boro no módulo elástico das cerâmicas avaliadas, as quais ficaram próximas de 500 GPa. Ao contrário, a resistência compressiva das cerâmicas de WC-6Co contendo adição de boro ficou inferior a 500 MPa. / Tungsten carbides in cobalt matrix are one of the earliest commercial products of powder metallurgy. These composites are used for different applications among which are highlighted the manufacture of cutting components and abrasives. These composites consist of tungsten carbide and metallic cobalt particles bound by sintering through the liquid phase and they can be produced by conventional chemical reactions. Mechanical alloying techniques are widely used for the synthesis of ceramic compounds. The present work aims to perform studies of mechanical alloying and sintering of powder mixtures of tungsten carbide doped with cobalt (6 wt.-%) and boron (0.2 and 0.5 at.%). Ball milling of W-50C (at.-%) elemental powder mixtures was performed in a planetary Fritsch P-5 ball mill using WC-Co balls (10 mm diameter) and vial (500 mL), rotary speed of 200 rpm, and a ball-to-powder weight ratio of 10:1. The milling time was varied: 20, 60, 180 and 600 minutes. Following, the powders of Co and B were mixed for 5 min in a Spex mill together the previous mechanically alloyed W-50C (at.-%) powders. Afterwards, the as-milled powders were consolidated by spark plasma sintering (SPS) at 1450°C under controlled atmosphere to obtain cylindrical bodies with height of 1-3 mm and 10 mm diameter. The as-milled powders and sintered products were evaluated using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS), and mechanical tests (diametrical compression and Vickers hardness). Peaks of carbon disappeared after milling for 180 min whereas the major W peak was shifted toward the lower diffraction angles in W-50C powders milled for 600 min. In addition, the peaks of W were broadened and their intensities reduced after milling for 600 min, suggesting that the carbon atoms were dissolved into the W lattice in order to form supersaturated solid solutions. SPS process of mechanically alloyed W-50C powders containing Co and B produced dense samples (> 96% of theorical specific mass) which presented microstructures formed by the WC phase as matrix beside the B-rich and W2C precipitates. SPS samples presented Vickers hardness values between 1841 HV and 2191 HV which were more pronounced for B-richer ceramics. For the evaluated ceramics, no effect of boron addition on the elastic module was found, which were close to 500 GPa. On the other hand, the compressive strenght of W-50C ceramics containing Co and B addition were lower than 500 MPa. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Esse trabalho tem por objetivo desenvolver uma ferramenta para previsão das características da cura em borrachas, através da análise numérica de modelos fenomenológicos de vulcanização correlacionados às análises térmicas via método dos elemento finitos. A metodologia é baseada em simular o processo de vulcanização no molde, estimando-se a energia de ativação e simulando o histórico de temperaturas dentro do molde, estratificando o volume do componente por faixas de vulcanização. A partir da caracterização mecânica da borracha nos seus diversos estados de cura, as propriedades constitutivas são especificadas de forma segregada para cada diferente região do componente, que então é simulado em situação de operação. Desta forma, é possível analisar as consequências sobre o comportamento mecânico de componentes parcialmente curados ou melhorar o processo de moldagem a fim de minimizar as diferenças decorrentes do processo. Usam-se como objeto de estudo apoios elastoméricos de pontes não fretados, comparando alterações na resposta do componente perfeitamente curado com situações industriais onde isso não é possível. Como resultado, obtém-se uma estratificação de cura com erros de aproximadamente 2% para percentuais de cura superiores a 50% e diferenças consideráveis para o estado de tensões do modelo com cura homogênea e estratificada. / This work develops a tool to predict vulcanization properties in rubber, based on numerical analysis of phenomenological model correlated with the thermal history of rubber in mold vulcanization. This methodology simulates mold cure process by finite element method, estimating the activation energy and dividing the component into different cure regions. After the mechanical characterization of the rubber with different cure percentages, the constitutive properties are specified in a segregate form in each different cure region of the component, emulating the mechanical behavior of the component in operation. This way it is possible to analyze stresses and strains in components with 100% of cure and in components with incomplete cure. The methodology is applied to a thick rubber piece used to support the track in road bridges. As result, the mean error is about 2% for cure level above 50% and the stratified model present different state of stress in comparison with the homogeneous cure model.

A torta de mamona é um resíduo gerado da extração de óleo da mamona, que tem potencial para matéria prima para a produção de filmes biodegradáveis. Filmes a base de proteínas têm limitações mecânica. Assim, as propriedades físicas destes materiais biodegradáveis podem ser melhoradas com o uso de agentes químicos, como reticulantes, e de fibras vegetais, como material de reforço. Neste sentido, o objetivo geral desta dissertação foi o desenvolvimento de filmes biodegradáveis à base de proteína extraída da torta da mamona, modificada com glioxal, e reforçados com fibras da polpa de celulose, para emprego na agricultura. Os objetivos específicos foram a avaliação das fibras de celulose em relação ao ganho de umidade, microscopia e estrutura química, e a avaliação do efeito da concentração de fibras sobre as propriedades mecânicas (tração e perfuração), cor, opacidade, brilho, umidade, solubilidade, permeabilidade ao vapor de água, microestrutura, propriedades térmicas, e estrutura química através de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. As proteínas foram extraídas da torta de mamona em um reator com controle digital de temperatura (50 ºC), de pH (12, com NaOH) e de agitação (400 rpm), com capacidade para 5 Litros. As fibras de celulose foram dispersas em água com agitador de alta rotação. Os filmes foram preparados por desidratação de soluções formadoras de filmes (SFF) com 6g de proteína/100 g de SFF, 5g glioxal/100g de proteína, 30 g de glicerol/100 g de proteína e 0; 2,5; 5; 7,5; 10 e 12,5g de fibras/100 g de proteína. A adição de fibras não mostrou efeito sobre a espessura, umidade, solubilidade em água e permeabilidade ao vapor de água dos filmes. Entretanto, as propriedades mecânicas do material melhoraram em função da concentração de fibras. O acréscimo de fibra provocou aumento na força de perfuração, tensão na ruptura e módulo de elasticidade e diminuição na deformação dos filmes. A adição de fibras também exerceu efeito sobre a cor, opacidade e brilho dos compósitos. Os resultados das análises por microscopia eletrônica de varredura permitiu verificar que as fibras de celulose estavam bem dispersas na matriz do filme, explicando seu efeito sobre as propriedades mecânicas dos filmes. E, as análises por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier corroboraram com esses resultados. O reforço com fibras mostrou-se eficiente e uma excelente alternativa para a produção de filmes a base de biopolímeros. / Castor bean (Ricinus communis L.) cake is a by product of the extraction process of castor oil, which has potential for biodegradable films production. Proteins-based films have mechanical limitations; however it physical properties can be improved with the use of chemical agents, as cross linker, and of vegetal fibers, as reinforcement load. Therefore, the aim of this work was the development of films based on proteins extracted from castor bean (Ricinus communis L.) cake crosslinked with glyoxal and reinforced with cellulose pulp fibers, to be used in agriculture. More specifically, the objectives of this work were the evaluation of cellulose fibers, moisture gain, microstructure and chemical structure, and the evaluation of the effect of fiber content on thickness, moisture content, mechanical properties (by tensile and puncture tests), color, opacity, gloss, solubility in water, water vapor permeability, color, opacity, gloss, microstructure by scanning electron microscopy, and chemical structure by Fourier transform infrared spectroscopy. Proteins were extracted from castor beans cake in a reactor with digital temperature control (50ºC), pH (12, with NaOH) and agitation (400 rpm) with 5L capacity. Cellulose fibers were dispersed in water using a high shear stirrer. Films were prepared by dehydration of film-forming solutions (FFS) with 6g protein/100g FFS, 5g glyoxal/100g protein, 30g glycerol/100g protein and 0; 2.5; 5; 7.5; 10 and 12.5g cellulose fibers/100g protein. Fibers content had no effect on thickness, moisture content, solubility in water and water vapor permeability of films. Nevertheless, the mechanical properties of films were improved as a function of fiber concentration. The increasing in fibers concentration increased puncture force, tensile strength and elastic modulus and decreased films deformation. The addition of fibers also had an effect on color, opacity and gloss of composites. The results of scanning electron microscopy showed that cellulose fibers were well dispersed in the film matrix, explaining their effect on mechanical properties of films. Additionally, analysis by Fourier transform infrared spectroscopy corroborated with these results. Fiber reinforcement was effective and seems to be a great alternative for the production of films based on biopolymers.

Há diversas técnicas que utilizam a passagem de ondas através da madeira para obtenção de informações. Dentre elas destaca-se a tomografia de árvores que reconstrói seções transversais de tronco e galhos. A tomografia de impulso, por sua vez, se baseia na cronometragem da viajem de ondas mecânicas sonoras entre sensores anexados em uma seção transversal da árvore, para cálculo da velocidade da onda e construção da imagem tomográfica. Sabe-se que a velocidade de passagem das ondas mecânicas é determinada pelas propriedades físico-mecânicas da madeira. Em especial: o módulo de elasticidade, a densidade e a umidade. Até o momento, há diversos estudos sobre a correlação entre a velocidade de onda (principalmente ultrassom) e o módulo de elasticidade. Os estudos apresentados a seguir se destacam por avaliar a correlação entre a velocidade de onda mecânica, obtida por tomografia de impulso, e a densidade da madeira, com vistas em utilizá-la como ferramenta na estimativa da densidade. Os diversos métodos consagrados para a determinação da densidade se caracterizam por utilizar amostras de madeira, que em muitos casos são de difícil obtenção. Além de serem executados procedimentos laboratoriais que podem levam até semanas. Dessa forma, no capítulo 2, Conceitos físicos envolvidos na técnica de tomografia de impulso e a relação com a densidade aparente, são feitas algumas considerações sobre os conceitos físicos que explicam o comportamento de ondas mecânicas e apresentada a correlação encontrada entre velocidade de onda mecânica e densidade aparente, a 12% de umidade da madeira, para três espécies de árvores de diferentes densidades (Schizolobium parahyba (Vell.) Blake - Guapuruvu, Eucalyptus saligna Sm. - Eucalipto, Caesalpinia echinata Lam. Pau-Brasil). Os resultados foram bastante satisfatórios, visto que o coeficiente de determinação - R2 da equação geral velocidade de onda mecânica a 12% = 514,89 * densidade aparente a 12% + 312,49 foi igual a 0,9284, altamente significativo pelo teste F a 1%. No capítulo 3, Tomografia de impulso para estimativa da densidade básica da madeira em árvores vivas, são apresentados modelos estatísticos para estimativa da densidade básica da madeira em árvores vivas, por meio da velocidade de onda mecânica. Foram coletados dados a partir de árvores de 10 espécies nativas. As medidas de acurácia (coeficiente de determinação R2, erro médio percentual EMP, e erro aleatório i) permitem afirmar que os modelos são úteis. / There are several techniques which use the passage of waves through wood to obtain information. Among them the tomography of trees is emphasized, reconstructing cross sections of trunk and branches. The impulse tomography is based on the timing of mechanical sound wave travelling between sensors attached to a cross section of the tree, to compute wave speed and construction of the tomographic image. It is known that the speed of the passage of mechanical waves is determined by the phisical and mechanical properties of the wood. Specially, eslasticity module, density and moisture content. Until this moment, there are several studies about the correlation between wave speed (mainly ultrasound) and elasticity module. The studies presented next are highlighted because they evaluate the correlation between mechanical wave speed, obtained by impulse tomography, and wood density, with the intention to use it as a tool to estimate density. The several estabilished methods for determining wood density are characterized by using wood samples, in many cases, difficult to obtain. Besides being performed using laboratory procedures which may take even weeks. Therefore, in chapter 2, Physical concepts involved in the impulse tomography method and the relationship with apparent density, there are considerations about physical concepts that explain the behavior of mechanical waves and present the correlation found between mechanical wave speed and apparent density, with 12% moisture content of the wood, to three species of wood with different densities (Schizolobium parahyba (Vell.) Blake - Guapuruvu, Eucalyptus saligna Sm. - Eucalipto, Caesalpinia echinata Lam. Pau-Brasil). The results were very satisfying, since the coeficient of determination - R2 the general equation mechanical wave speed at 12% =514,89 * apparent density at 12% + 312,49 was equal to 0,9284, highly significant regarding F test at 1%. In chapter 3, Impulse tomography for the estimation of basic wood density of live trees, statistical models for estimation are presented to estimate basic wood density in live trees, using mechanical wave speed. Data was collected from trees of 10 native species. The accuracy measurements (coeficient of determination R2, mean percentual error EMP, and random error i) ensure the utility of the models.

Os objetivos desse trabalho foram: 1) determinar o efeito do conteúdo de titânia em mol % (zero, 10 e 30) na área de superfície específica (SBET), no tamanho dos aglomerados e na intensidade dos picos correspondentes às fases cristalinas presentes no pó cerâmico de Y-TZP/TiO2; 2) determinar o efeito do conteúdo de titânia em mol % (zero, 10 e 30) na microestrutura, densidade, densidade relativa, módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, módulo de Weibull (m) e resistência à flexão (f) de pastilhas cerâmicas sinterizadas de Y-TZP/TiO2 e, 3) determinar o efeito do recobrimento biomimético no módulo de Weibull (m) e na resistência á flexão de pastilhas cerâmicas sinterizadas de Y-TZP/TiO2. Os pós foram produzidos por meio de uma rota de co-precipitação, obtendo-se três composições do compósito Y-TZP/TiO2, que foram de zero (T0), 10 (T10) e 30 (T30) % mol de titânia. O pó produzido foi prensado (50 MPa) para produzir pastilhas de 15 mm de diâmetro e sinterizado a 1400 °C por 2 horas. Após o polimento com solução diamantada de 45 m, as pastilhas (n=60 para cada grupo) ficaram com aproximadamente 12 mm de diâmetro e 1,0 mm de espessura. Metade das pastilhas foram submetidas ao recobrimento biomimético (sete dias em solução de silicato de sódio e sete dias em solução de 1,5 SBF-simulated body fluid). Os pós foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), espalhamento a laser, adsorção gasosa e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As pastilhas foram caracterizadas pelo método de Archimedes, pulso-eco ultra-ssônico, MEV, DRX e para a análise de Weibull, as pastilhas foram submetidas ao ensaio de resistência à flexão biaxial em saliva artificial a 37°C. Os resultados mostraram que todos os pós apresentaram zircônia monoclínica e tetragonal na sua composição e uma área de superfície específica superior a 42 m2/g. A adição de titânia favoreceu a formação de aglomerados maiores e com uma distribuição bimodal. Em todas as pastilhas foram detectadas zircônia monoclínica e tetragonal, enquanto no grupo T30 também foi detectada a fase de titanato de zircônia (ZrTiO4). O grupo T0 apresentou os maiores valores de densidade medida (6,05 g/cm3), densidade relativa (99,0%), módulo de elasticidade (213 GPa) e resistência à flexão (815 MPa). A adição de titânia reduziu significativamente a densidade medida (5,45 g/cm3 para T10 e 5,15 g/cm3 para T30) a densidade relativa (94,4% para T10 e 96,3% para o T30) o módulo de elasticidade (156 GPa para T10 e 134 GPa para o T30) e a resistência à flexão (455 MPa para o grupo T10 e 336 MPa para o grupo T30) do compósito Y-TZP/TiO2. O grupo T30 apresentou um módulo de Weibull (11,7) e um coeficiente de Poisson (0,34) significativamente superior ao grupo T0 (6,4 e 0,31, respectivamente). Foi observado que o recobrimento biomimético promoveu a formação de glóbulos de hidroxiapatita distribuídos de forma heterogênea na superfície do material e que esse tratamento não alterou significativamente a resistência à flexão e o módulo de Weibull do compósito Y-TZP/TiO2. Conclui-se que a adição de titânia afetou as propriedades estudas do pó e das pastilhas do compósito de Y-TZP/TiO2. Além disso, o compósito pode ser recoberto com uma camada hidroxiapatita sem ter sua confiabilidade estrutural afetada. / The objectives of this study were: 1) to determine the effect of titania content in mol% (zero, 10 and 30) in the specific surface area (SBET), the size of the agglomerates and the intensity of the peaks corresponding to crystalline phase present in the ceramic powder of Y-TZP/TiO2; 2) to determine the effect of the content in mol% of titania (zero, 10 and 30) in the microstructure, density, relative density, modulus of elasticity, Poisson\'s ratio, Weibull modulus (m) and flexural strength (f) of ceramic discs sintered from Y-TZP/TiO2 and 3) to determine the effect of biomimetic coating on the Weibull modulus (m) and the flexural strength of the sintered ceramic discs of Y-TZP/TiO2. The powders were produced by a co-precipitation route, in order to obtain the composite Y-TZP/TiO2 with three compositions, containing zero (T0), 10 (T10) and 30 (T30) mol% titania. The produced powder was pressed (50 MPa) into discs of 15 mm diameter and sintered at 1400 °C for 2 hours. After polishing with diamond solution of 45 m, the discs (n = 60 for each group) were approximately 12 mm in diameter and 1.0 mm-thick. Half of the discs were subjected to biomimetic coating (seven days with sodium silicate solution and seven days in 1,5 SBF-simulated body fluid solution ). The powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), laser scattering, gas adsorption and scanning electron microscopy (SEM). The discs were characterized by the Archimedes method, ultrasonic pulse-echo, SEM, XRD and for the Weibull analysis, the discs were subjected to the test of biaxial flexural strength in artificial saliva at 37 °C. The results showed that all powders had monoclinic and tetragonal zirconia in their composition, and a specific surface area greater than 42 m2/g. The titania addition favored the formation of larger agglomerates and a bimodal distribution. In all discs monoclinic and tetragonal zirconia were detected, while in the T30 group zirconium titanate (ZrTiO4) was also detected. T0 group had the highest measured density (6,05 g/cm3), relative density (99,0%), elasticity modulus (213 GPa) and flexural strength (815 MPa). The addition of titania significantly reduced the measured density (5,45 g/cm3 for T10 group and 5,15 g/cm3 for T30 group), the relative density (94,4% for T10 group and 96,3% for T30 group), elasticity modulus (156 GPa for T10 group and 134 GPa for T30 group) and flexural strength (455 MPa for T10 group and 336 MPa for T30 group) of the Y-TZP/TiO2 the composite. The T30 group showed a Weibull modulus (11,7) and Poisson\'s ratio (0,34) significantly higher than those of T0 group (6,4 and 0,31). It was observed that the biomimetic coating resulted in the formation of apatite globules heterogeneously distributed on the surface of the material and that this treatment did not significantly alter the flexural strength and Weibull modulus of the composite Y-TZP/TiO2. It is concluded that the addition of titania affects the studied properties of the powder and discs of the composite Y-TZP/TiO2. Also, the composite can be coated with a layer of calcium phosphate without affecting its structural reliability.

A possibilidade de utilização da técnica de colorimetria para obter informações relevantes das peças de Pinus é uma excelente alternativa, uma vez que o colorímetro é um equipamento de fácil manuseio e rápida aquisição de dados, e o uso de madeira de florestas plantadas é crescente no Brasil. O objetivo desta pesquisa foi gerar modelos de regressão para estimativa da densidade aparente e das propriedades mecânicas (resistência e módulo de elasticidade) em função de parâmetros colorimétricos. Nesta pesquisa, 403 amostras de Pinus sp. foram caracterizadas de acordo com o sistema CIE L*a*b*, utilizando um colorímetro Konica Minolta. A densidade aparente, a resistência à compressão paralela às fibras e o módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras das 403 amostras também foram determinados, de acordo com as premissas do Anexo B da norma brasileira ABNT NBR 7190 (1997). Foi proposto um modelo de regressão multivariável e testado utilizando análise de variância (ANOVA), ao nível de significância de 5%, para estimar as três propriedades citadas, em função dos parâmetros colorimétricos e do número anéis de crescimento (quantidades de lenho inicial e lenho tardio). Os resultados indicaram que a madeira apresenta coloração branco-amarelada, pois possui valor de luminosidade (L*) superior a 54. A pigmentação amarela (b*) é a principal responsável pela formação das cores no gênero Pinus. A análise de correlação entre cor, número de lenhos (Nle) e densidade revelou que apenas a luminosidade, o número de lenhos e a interação desses fatores afetaram significativamente os valores de densidade. A diminuição da luminosidade e o aumento na quantidade de lenhos implicam um aumento significativo nos valores de densidade da madeira. A análise de correlação entre cor, número de lenhos e módulo de elasticidade revelou que apenas o número de lenhos afetou significativamente os valores do módulo de elasticidade. O aumento no número lenhos implica aumento significativo no módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras. A análise de correlação entre cor, número de lenhos e resistência à compressão paralela às fibras mostrou que apenas os fatores L*, a*, b* e as interações L*·b*, a*·b*, afetaram significativamente os valores da resistência. A interação entre os fatores L* e b* implicou na redução dos valores da resistência à compressão paralela às fibras. A técnica de colorimetria mostrou-se adequada para a estimativa de propriedades físico-mecânicas da madeira. / The possibility of using the colorimetric technique to obtain relevant information of Pinus pieces is an excellent alternative, since the colorimeter is an equipment of easy handling and quick data acquisition, and the use of wood from planted forests is growing in Brazil. This research aims to generate regression models to estimate the wood density and mechanical properties (strength and modulus of elasticity) as a function of colorimetric parameters. Here, 403 pieces of Pinus sp. have been characterized according to the CIE L*a*b* system using a Konica Minolta colorimeter. The apparent density, the compression parallel to the grain strength and the modulus of elasticity in the compression parallel to the grain of the 403 samples were also determined, according to the assumptions of Brazilian standard code ABNT NBR 7190 (1997). It was proposed a multivariate regression model and tested using analysis of variance (ANOVA), at 5% significance level, to estimate the density, the compressive strength and the modulus of elasticity as a function of the colorimetric parameters and the number of tree growth rings (earlywood and latewood). Results indicated that the wood has a yellowish-white coloration, with a value of brightness (L*) higher than 54. The yellow pigmentation (b*) is the main responsible for the color formation of the genus Pinus. Correlation analysis among color, number of tree growth rings (Nle) and density showed that only the brightness, the number of tree growth rings and the interaction of these factors affected significantly the values of density. Decreasing in brightness and increasing in the number tree growth rings implies a significant increasing in wood density values. Correlation analysis among color, number of tree growth rings and modulus of elasticity showed that only the number of tree growth rings affected significantly the values of modulus of elasticity. Increasing in the number tree growth rings implies a significant increasing in the modulus of elasticity. Correlation analysis among color, number of tree growth rings and compression parallel to the grain strength showed that only the factors L*, a*, b* and the interactions L* ·b*, a*· b*, affected significantly the values of strength. The interaction between the factors L* and b* implied the reduction of the values of the compression parallel to the grain strength. The colorimetric technique was appropriated for estimative of physico-mechanical properties of wood.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades mecânicas da madeira de seringueira (Hevea brasiliensis), clones RRIM600 e GT1, para melhorar o aproveitamento comercial dessa madeira, que por falta de pesquisa não está no mercado brasileiro. A compreensão desse estudo contribuiu para a tecnologia de manufatura de produtos madeireiros de boa qualidade, determinados pelas propriedades mecânicas de importância na teoria das estruturas. Foram efetuados testes de compressão, cisalhamento e flexão estática em corpos de prova obtidos em duas épocas do desenvolvimento fenológico anual da cultura, analisando-se a influência do teor de amido da madeira da H.brasiliensis nas propriedades mencionadas acima. As árvores de Hevea foram cortadas com 26 anos de idade, depois de terem sido submetidas ao processo de extração de látex (\"sangria\") desde os sete anos do plantio. Foram cortadas para o estudo completo 72 árvores, sendo metade delas antes da senescência provocada por uma desfolha artificial e metade após o refolhamento. O experimento foi conduzido em área pertencente ao Departamento de Produção Vegetal da Escola Superior de agricultura \"Luiz de Queiroz\" da Universidade de São Paulo (ESALQ-USP) localizada em Piracicaba - SP (22º 42´30´´ S, 47º 38´00´´ W), à altitude de 550 m. Os resultados permitiram verificar que houve diferenças nas propriedades mecânicas entre as épocas fenológicas estudadas. Os clones GT1 e RRIM 600 puderam ser considerados de mesma resistência à compressão paralela e de mesma resistência à flexão estática, mas foram considerados diferentes na resistência ao cisalhamento e no módulo de elasticidade à flexão estática. Dentro das classes de perímetro do tronco estudadas os resultados foram similares para as resistências à compressão, ao cisalhamento e ao módulo de ruptura e diferentes para o módulo de elasticidade. O teor de amido na madeira caiu acentuadamente durante o refolhamento principalmente no clone GT1 e isso contribuiu para o aumento das propriedades mecânicas da época final da senescência para a época final da brotação. / This study aimed to evaluate the mechanical properties of the wood of rubber trees (Heveabrasiliensis) clones GT1 and RRIM600, to improve commercial uses of this wood, which is not in the Brazilian market due to a lack of research.The comprehension of this study has contributed to the technology of manufacturing of good quality wood products, determined by the mechanical properties of importance in the theory of structures.It were carried out tests of compression, shear and bending on specimens obtained at two stages of the crop annual phenological development, analyzing the influence of starch content of H.brasiliensis wood on the properties mentioned above. Hevea trees were cut at 26 years old, after being subjected to the extracting latex process (\"bleeding\") since seven years after planting.It were cut for the complete study 72 trees, half of them before senescence caused by an artificial defoliation and half after sprouting leaf. The experiment was conducted in an area which belongs to the Department of Plant Production of the School of Agriculture \"Luiz de Queiroz\" of the University of São Paulo (USP-ESALQ) located in Piracicaba - SP (22 º 42\'30\'\' S, 47 º 38\'00 \'\' W), at an elevation of 550 m. Results showed that there were differences in mechanical properties between the studied phenological stages. The GT1 and RRIM 600 clones could be considered of the same compression strength in parallel to the grain and same bending strength, but they were considered different in shear strength and modulus of elasticity in static bending. In the range of stem girth studied the results were similar for compression, shear and bending strength and different for modulus of elasticity. The starch content of wood decreased sharply during the sprout leaf mainly in GT1 clone and this contributed to the increase the mechanical properties from the final period of senescence to the final period of shooting.

Orientador: Sheila Canevese Rahal / Banca: Cláudia Valéria Seullner Brandão / Banca: Maria Jaqueline Mamprim / Banca: Fernanda De Biasi / Banca: Bruno Watanabe Minto / Resumo: O objetivo do estudo foi desenvolver uma placa óssea bloqueada em formato de T, com o intuito de ser utilizada em fraturas distais de rádio, e avaliar a resistência da montagem, por meio de ensaios mecânicos. A placa de 2,7 mm foi confeccionada em titânio, contendo eixo com três orifícios para parafusos bloqueados e um orifício para compressão dinâmica, e uma cabeça com dois orifícios para parafusos bloqueados. A cabeça da placa possuía uma chanfradura localizada na porção médio-distal e a extremidade proximal da haste da placa apresentava formato afunilado. Para os ensaios mecânicos foram usados 40 corpos de prova sintéticos em formato de T e 20 placas em T. A placa óssea foi posicionada sobre os corpos de prova, com a falha óssea segmentar de 2 mm localizada entre a cabeça e a haste da placa. Para a determinação das cargas para os ensaios de fadiga, seis montagens foram testadas até a falha, sendo três em flexão engastada e três em compressão. Para o ensaio de fadiga foram utilizadas 14 montagens, sendo sete testadas em compressão axial e sete em flexão engastada. Em ambos os ensaios foram observados valores mais altos, em todas as variáveis avaliadas, na configuração sob carga axial do que na flexão engastada. Além disso, no ensaio em fadiga em compressão axial as montagens suportaram um maior número de ciclos. Foi possível concluir que pelos testes mecânicos, o modelo oferece suficiente estabilidade para resistir as cargas axiais no tratamento de fratura radial distal / Abstract: The aim of this study was to develop a locked T-plate to be used in distal radial fractures and evaluate the mechanical properties. A titanium 2.7 mm T-plate was designed with a shaft containing three locked screw holes and one dynamic compression hole, and a head with two locked screw holes. The head of the plate had an indentation and shaft had tapered-shaped end. Forty polyurethane blocks having a T-shaped and 20 titanium T-plates were used for mechanical testing. The bone plate was positioned over the polyurethane blocks with 2 mm fracture gap between the head and shaft of the plate. Six bone-plate constructs were tested until failure, three in axial compression and three in cantilever bending, to determine the loads for fatigue testing. Fourteen bone-plate constructs were tested for failure in fatigue, seven in axial compression and seven in cantilever bending. Fatigue failure was defined as polyurethane block breakage or pullout of the screws in the polyurethane block. Tests were discontinued after one million cycles if the construct had not already failed. In both static and fatigue testing, higher values of axial compression test than cantilever bending test were observed for all variables. Moreover, the constructs under fatigue axial compression test supported a larger number of cycles to failure. The locking Tplate tested has biomechanical properties that may offer sufficient stability to resist axial loads in the treatment of a distal radius fracture / Doutor

Neste trabalho foi realizado o estudo térmico, cinético e dielétrico durante a cura de um compósito constituído de uma matriz de resina epóxi-anidrido e de talco como carga modificadora das características dielétricas e mecânicas da matriz polimérica. Foram analisadas também as propriedades dinâmicas mecânicas e morfológicas dos compósitos completamente curados. O interesse na investigação das características térmicas, cinéticas e dielétricas visou encontrar correlação entre essas características e as propriedades dinâmicas mecânicas finais dos compósitos. Foram estudados os compósitos com diferentes concentrações de carga, variando de 0 a 10% m/m, utilizando as técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), de análise dielétrica (DEA), análise termomecânica dinâmica (DMTA) e análise por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados da análise DSC foram analisados por método isotérmico (modelo de Sourour-Kamal modificado) e por método dinâmico (modelo isoconversional). Os resultados da análise da cura dos compósitos mostraram que a concentração da carga retarda o processo de cura, conforme observado pela análise dielétrica; a temperatura de transição vítrea do compósito curado apresentou valores mínimos nas concentrações de 7 e 10%, enquanto que a análise térmica dinâmica previu que a energia de ativação aumenta com o grau de conversão. Os resultados da análise termomecânica dinâmica mostraram o aumento no módulo de armazenamento a 25ºC de 2,1 GPa (0% talco) a 3,3 GPa (10% talco), indicando haver o efeito reforçador do talco sobre a matriz polimérica. As micrografias dos compósitos foram um excelente recurso para estudar suas morfologias e se correlacionam com os resultados cinéticos e mecânicos. / In this work we performed the thermal, kinetics, dielectrical and morphological studies on the curing of a hybrid composite material composed of epoxy-anhydride matrix and talc as modifier agent of the dielectrical and mechanical properties of the polymer matrix. It also was studied the dynamic mechanical properties of the full-cured composite materials. This investigation aimed to correlate the thermal, kinetics, and dielectrical characteristics of the curing material with their final mechanical properties. Composite materials with different talc concentrations were studied in the range from 0% up to 10% w/w, employing the Differential Scanning Calorimetry (DSC), the Dielectric Analysis (DEA), Dynamic Mechanical Thermal Analysis (DMTA) and Microscopy Electron Scanning (SEM) techniques. The DSC experimental results were analyzed through the isothermal method (Modified Sourour-Kamal model) and the dynamic method (Isoconversional model). The cure analysis results of the composite specimens showed the talc acting as a cure retardant as observed from DEA results; the glass transition temperature of the full-cured composite materials showed minimum values at talc concentrations of 7 and 10%, while the dynamic thermal analysis predicted the activation energy is increasing with the conversion degree. The DMTA results exhibited the storage modulus at 25ºC increases from 2.1 GPa for the matrix without talc up to 3.3 GPa at 10% talc concentration composite, thus indicating the reinforcement role of the talc on the polymer matrix. The composites micrographs were an excellent resource for study their morphologies and for correlation of kinetics and mechanical results.

Os agentes cimentantes são utilizados, rotineiramente, como meio de fixação para restaurações dentárias e responsáveis por preencher a interface entre o dente e uma restauração, por isso devem apresentar propriedades mecânicas satisfatórias, a fim de suportar os esforços mastigatórios e as cargas oclusais presentes no meio bucal. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar quatro agentes cimentantes (um fosfato de zinco, um fosfato de zinco com cobre, um ionômero de vidro e um cimento resinoso), em relação às resistências ao cisalhamento por puncionamento, à compressão axial e diametral. Para o ensaio de cisalhamento foram confeccionados espécimes em uma matriz em forma de anel com dimensões de 14 mm de diâmetro interno e 1,5 mm de altura que permitia obter um disco ou moeda dos materiais com essas dimensões a qual foi acoplada em um dispositivo próprio para o teste. Já para o ensaio de compressão axial foram seguidas as normas da \"ADA n°96\" e \"ISO 9917:1(E) cujo espécime é de formato cilíndrico com dimensões de 6 mm de altura por 4mm de diâmetro. Mesmo não apresentando normas específicas para agentes cimentantes, o ensaio de tração diametral seguiu as dimensões do espécime para o ensaio de compressão. Foram confeccionados 10 espécimes de cada material para os respectivos ensaios, analisados nos períodos de 1 e 24 horas. Os resultados foram tratados estatisticamente com a Análise de Variância a dois critérios (ANOVA), seguido do teste comparativo de tukey com p < 0,05. O agente cimentante que apresentou os valores mais altos de resistência foi o cimento resinoso para os três testes realizados e o cimento de ionômero de vidro apresentou os valores mais baixos de resistência dentre todos os materiais analisados, juntamente com os diferentes períodos. / The dental cements are used, routinely, to fixation of restorative dental and responsible for filling the interface between the tooth and a restoration, therefore they must present satisfactory mechanical properties, in order to support the masticatory forces and occlusal loads in the oral cavity. Being thus, the objective of this work was to evaluate four dental cements (a phosphate zinc, a red copper phosphate zinc, a glass-ionomer and a resin cement), in relation to the punch shear strength, axial and diametral compression strength. For the punch shear assay, had been made specimens in a matrix in ring form with dimensions of 14mm of internal diameter and 1,5 mm of height that allowed to get a disc or currency of the materials with these dimensions which was connected in a proper device for the test. For the axial compressive assay had been followed the specifications of \"ADA n°96\" and \"ISO 9917:1(E)\" whose specimen is of cylindrical format with dimensions of 6 mm of height for 4 mm of diameter. The tensile diametral assay, not exactly presenting specific norms for dental cements, followed the dimensions of the specimen for the axial compressive assay. Ten specimens of each material for the respective assays, analyzed in the periods of 1 and 24 hours had been made. The results were statistically analyzed with the two-way ANOVA, followed of the comparative tukey test with p< 0,05 The dental cement who obtained the highest values of strength was the resin cement for the three tests and the glass-ionomer cement obtained the lowest values of strength among all the materials and different periods.