A imobilização produz efeito deletério sobre a musculatura estriada. A avaliação das propriedades mecânicas do músculo esquelético é um parâmetro de mensuração para elucidar se o exercício físico pode constituir importante forma de prevenção ou reversão dos défices decorrentes da imobilização. Seis grupos (GC1, GI, GC2, GIL, GIE, GE), com dez animais cada, foram utilizados com o objetivo de avaliar a interferência do exercício físico por esteira em algumas propriedades mecânicas de modelos animais sujeitos previamente à imobilização do membro posterior. Os animais dos grupos GI, GIL e GIE foram submetidos a vinte e um dias de imobilização gessada do membro posterior direito. Os animais dos grupos GIE e GE foram submetidos a protocolo de treino em esteira por vinte e um dias. Os grupos GC1 e GC2 serviram como controle. Após alcançarem à idade ideal, os animais sofreram eutanásia e os gastrocnêmios das patas direitas foram submetidos a ensaios de tração para análise da carga máxima suportada, deformação na carga máxima e tensão. Os resultados obtidos mostraram que a imobilização exerce papel deletério sobre as propriedades mecânicas do músculo esquelético, a tensão não apresenta necessariamente correlação com a carga máxima e que o protocolo de exercícios adotado neste estudo não foi capaz de restaurar todas as propriedades mecânicas, principalmente a carga máxima. / Immobilization has a deleterious effect on skeletal muscles. The evaluation of the mechanical properties of the skeletal muscle is a parameter used to elucidate if physical activity may prevent or revert the deficits caused by immobilization. Six groups (GC1, GI, GC2, GIL, GIE, GE), with ten animals each, were used to assess the interference of treadmill running on mechanical properties of animal models submitted to plaster cast immobilization of the right hind limb. The animals in groups GI, GIL and GE were submitted to twenty-one days of right hind limb immobilization. Animals in groups GIE and GE were submitted to a treadmill running protocol for twenty-one days. The groups GC1 and GC2 served as controls. The animals underwent euthanasia after reaching the age limit and the gastrocnemius of the right hind limb was submitted to a traction test to analyze the ultimate load, ultimate load deformation and tension. The results showed that immobilization caused a deleterious effect on the muscle\'s mechanical properties and the tension is not necessarily correlated with maximum load. Furthermore the running protocol as used in this study was not able to restore all the normal muscle mechanical properties, mainly the maximum load.

Os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da aplicação de sete soluções de tingimento e de três diferentes pós de partida comerciais (TZ-3YSB-E, Zpex, TZ-3Y20AB), sobre o parâmetro de translucidez, a resistência à flexão e análise de citotoxicidade de cerâmicas policristalinas à base de zircônia. As seguintes hipóteses foram testadas: (1) não há efeito da solução de tingimento ou do pó de partida nas propriedades ópticas das cerâmicas policristalinas; (2) não há efeito da solução de tingimento, do pó de partida e do envelhecimento hidrotérmico nas propriedades mecânicas das cerâmicas policristalinas; (3) não há efeito da solução de tingimento ou do pó de partida na citotoxicidade das cerâmicas policristalinas. Material e métodos: foi realizada a análise química das soluções de tingimento (FRX), caracterização dos pós cerâmicos (MEV-FEG), estudo de compactação e sinterização e análise térmica. As pastilhas cerâmicas foram confeccionadas utilizando os três pós cerâmicos. A compactação foi feita uniaxialmente com posterior prensagem isostática a frio. Após pré-sinterização, as pastilhas foram imersas nas diferentes misturas das soluções de tingimento comerciais (de acordo com a especificação do fabricante), com posterior secagem e sinterização final. Os materiais foram testados quanto às propriedades ópticas (parâmetro de translucidez (PT) e coordenadas colorimétricas), quanto à resistência à flexão em três pontos antes e após tratamento para degradação hidrotérmica (5 horas a 134°C, sob pressão de 2 bar) e análise de citoxicidade. (Resultados: Com relação ao efeito da aplicação das soluções de tingimento e de diferentes pós de partida sobre o parâmetro de translucidez, foi possível notar que o material interfere nos parâmetros de translucidez, sendo que o Zpex (PT = 11,2 ± 5,4) foi o material mais translúcido. Para o efeito do uso das soluções de tingimento, a mistura das soluções para a obtenção das cores B1 (9,5 ± 7,0) e B3 (8,7 ± 9,7) resultaram em espécimes mais translúcidos e a cor D3 (1,9 ± 0,7) apresentou espécimes com menor translucidez. Com relação ao efeito da aplicação das soluções de tingimento, dos três pós de partida e do envelhecimento sobre a resistência à flexão, foi possível notar que o material interfere na resistência à flexão das cerâmicas policristalinas, sendo que a maior média de resistência foi obtida para o TZ-3YB-E (605,8 ± 106,4 MPa). O envelhecimento causou uma diminuição dos valores de resistência, porém ao se observar cada grupo individualmente, essa queda não foi estatisticamente significativa para nenhum deles. O uso das soluções de tingimento afetou as médias de resistência, sendo que as cores A2 (614,9 ± 120,2 MPa) e C2 (625,0 ± 97,6 MPa) resultaram em resistência maior do que aquelas medidas para as cores A3 (497,0 ± 109,1 MPa) e C3 (529,5 ± 134,9 MPa). Com relação ao efeito da aplicação das soluções de tingimento e dos três diferentes pós de partida sobre a citotoxicidade, foi possível notar que ambos os fatores afetaram os valores de viabilidade celular. Entretanto, para todos os grupos analisados, a viabilidade celular obtida ficou acima de 90% e, portanto, todos os grupos apresentaram uma excelente biocompatibilidade. Conclusão: o material e as soluções de tingimento afetaram o parâmetro de translucidez e as coordenadas colorimétricas permitindo rejeitar a primeira hipótese testada. As soluções de tingimento e os materiais influenciaram a resistência à flexão das cerâmicas policristalinas, entretanto a queda de resistência no envelhecimento não foi significativa, portanto, a hipótese de que não haveria efeito do pó de partida, solução de tingimento e envelhecimento sobre a resistência à flexão foi parcialmente rejeitada A hipótese de que não haveria efeito do pó de partida e da solução de tingimento sobre a citotoxicidade foi rejeitada, mas todos os grupos testados não se apresentaram citotóxicos. / The objectives of this study were to evaluate the effect of the application of seven coloring solutions and three different starting powders (TZ 3YSB-E, Zpex, TZ-3Y20AB) on the translucency parameter, flexural strength and cytotoxicity of zirconia-based polycrystalline ceramics. The following hypotheses were tested: (1) there is no effect of the coloring solution or the starting powder on the optical properties of the ceramics tested; (2) there is no effect of the coloring solution, of the starting powder and of hydrothermal aging on the mechanical properties of the materials; (3) there is no effect of the coloring solution or the starting powder in the cytotoxicity of the ceramics tested. Material and methods: we performed a chemical analysis of the coloring solutions (FRX), characterization of ceramic powders (SEM-FEG), study of compaction, sintering and thermal analysis. The ceramic discs were made using the three ceramic powders. Compression was made uniaxiallly with subsequent cold isostactic pressure. After pre-sintering, the discs were immersed in different mixtures of commercial coloring solutions (according to manufacturer\'s specifications) with subsequent drying and final sintering. The materials were tested for optical properties (translucency parameter, TP), and biaxial flexural strength before and after hydrothermal degradation protocol (5 hours at 134°C under 2 bar pressure) and cytotoxicity analysis (evaluation cell viability). Results: With regard to the effect of applying the coloring solutions and the effect of the different starting powders on the translucency parameter, it was observed that the material interfered significantly with the light transmission parameters, and the Zpex (TP=11.2 ± 5.4) was the morst translucent material. With regards to the effect of the coloring solutions on TP, mixing the solutions to obtain the shades B1 (9.5 ± 7.0) and B3 (8.7 ± 9.7) resulted in more translucent specimens and shade D3 (1.9 ± 0.7) resulted in the lowest translucency. With respect to the effect of applying the coloring solutions, the three starting powders and aging on the flexural strength, it was observed that the material interfered with the flexural strength of polycrystalline ceramics, being the highest mean strenght obtained for the TZ-3YB-E (605.8 ± 106.4 MPa). Aging caused a decrease in resistance values, but when considering each group individually, this decrease was not statistically significant for any of them. The use of coloring solutions affected the average strength, as shades A2 (614.9 ± 120.2 MPa) and C2 (625.0 ± 97.6 MPa) resulted in greater strength than those measured for shades A3 (497.0 ± 109.1 MPa) and C3 (529.5 ± 134.9 MPa). With respect to the effect ofthe coloring solutions and the powders on the cytotoxicity, it was observed that both factors affected cell viability values. However, for all groups, the obtained cell viability was above 90% and therefore all of them showed an excellent biocompatibility. Conclusion: the material and coloring solutions affected the translucency parameter and the colorimetric coordinates allowing for rejection the first hypothesis tested. The coloring solutions and the starting powder influenced the flexural strength of polycrystalline ceramics, however, the decrease in strength after aging was not significant; therefore, the second hypothesis was partially accepted. The hypothesis that there would be no effect of the starting powder and the coloring solution on the cytotoxicity was rejected, but all tested groups were not cytotoxic.

No presente trabalho modificou-se o polímero polipropileno por meio de radiação por feixes de elétrons com dose de 20, 40, 60, 100, 200 e 300kGy. Foram estudados os efeitos das doses de radiação nas propriedades físicas e químicas do polímero e a possível existência de uma correlação entre os resultados da indentação instrumentada e as demais propriedades físico-químicas do polímero, assim como ocorre com os metais. O polímero foi submetido aos ensaios de tração, indentação instrumentada, difração de raios-X (DRX), espectroscopia de elétrons na região do ultravioleta próximo e visível (UV VIS), espectroscopia vibracional no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), índice de fluidez, fração gel e análise térmica. Sobre as propriedades químicas do polímero observa-se que em doses de esterilização (até 20kGy) o mesmo não sofre oxidação radiolítica. A partir de doses superiores a 40kGy o polímero apresentou modificação permanente de cor (amarelecimento). Esta formação da cor mostrou ser ocasionada pela presença crescente do grupo cromóforo -C=O, fato este confirmado pelos resultados de espectroscopia UV-VIS. O resultado não pode ser comprovado no espectro de FTIR, porém observou-se que o método de preparação das amostras afetou o resultado deste ensaio lançando dúvidas sobre sua representatividade. A falha em identificar a presença crescente de grupos carbonila por FTIR, portanto, não invalida esta conclusão. Sobre as propriedades físicas do polímero comprovou-se com o ensaio de DRX que o aumento da dose de radiação não alterou a estrutura cristalina do polímero e não houve mudança significativa nos parâmetros de rede da célula monoclínica. Observou-se, entretanto, a diminuição da cristalinidade do polímero irradiado com doses de radiação até 60kGy. Para doses maiores observou-se novamente o aumento de fração cristalina, ou seja, a amostra sofreu recristalização induzida por irradiação. O polímero apresentou um aumento da resistência à degradação térmica com doses até 60kGy, permanecendo constante para doses maiores. Os resultados obtidos no ensaio de tração mostraram que o polímero irradiado com doses até 40kGy, não apresentaram alteração do limite de escoamento, porém para doses de radiação maiores houve decréscimo desta propriedade. Finalmente observou-se ensaio de indentação instrumentada não é sensível o suficiente para reproduzir as significativas alterações de propriedades mecânicas produzidas no polímero aqui estudado em função da irradiação por feixe de elétrons, porém observa-se uma queda acentuada do módulo de rigidez estimado no ensaio a partir do material irradiado com uma dose de 100kGy, que correlaciona com a recuperação da cristalinidade observada. / A polypropylene resin was modified in the present work by submitting standard tensile specimens to electron beam irradiation, with doses corresponding to 20, 40, 60, 100, 200 and 300kGy. The effect of this irradiation upon the polymer\'s chemical and physical properties was investigated, in particular seeking a possible correlation between these properties and instrumented indentation results, as it is common usage in the case of metals and alloys. The polymer was submitted to tensile, instrumented indentation, X-ray diffraction (DRX), electron spectroscopy (UV-VIS), vibrational infrared spectroscopy (FTIR), melt-flow index, gel fraction and thermal analysis tests. Concerning the chemical properties, it was observed that up to 20kGy dose there is no evidence of radiolytic oxidation in the polymer. Above 40kGy dose it was observed the irreversible yellowing of the samples, indicating the growing presence of chromophore groups (e.g. -C=O), which was confirmed by the UV-VIS results. The FTIR data could not confirm this hypothesis, but it was observed that the sample preparation method severely affected the FTIR spectra, casting doubt about its representativity. This failure of the FTIR data to identify the growing presence of carbonyl groups does not invalidate the previous results. Concerning the physical properties, X-ray diffraction showed that irradiation did not change the crystal structure of the polymer and no significant changes in lattice parameters could be identified either. The samples crystallinity, however, shows a remarkable reduction up to 60kGy dose. At the 100kGy sample, however, it was observed a recover of the crystallinity, which was attributed to radiation induced recrystallization. The thermal degradation resistance of the polymer enhanced up to 60kGy dose and remained approximately constant for higher doses. The yield strength of the samples kept approximately constant up to 60kGy dose, but decreased after that. Finally the instrumented indentation results where not sensible enough to detects the macroscopic mechanical properties, but the estimated Young\'s modulus shows a remarkable reduction for radiation doses equal or higher than 100kGy, which correlated well with the other chemical and physical properties.

Fornos petroquímicos constituem a parte mais importante da indústria de derivados de petróleo. São nesses fornos que se processam as reações químicas imprescindíveis ao processamento dos produtos que constituem nosso cotidiano, como os fertilizantes, polímeros, produtos farmacêuticos e alimentícios. Devido ao caráter fortemente endotérmico dos processos, associado a reações catalíticas provocada numa mistura reacional de vapor de água com hidrocarbonetos (caso da reforma para obtenção de hidrogênio) ou craqueamento por pirólise (processo de pirólise), estes fornos são continuamente aquecidos. Com o objetivo de aumento de produção e produtividade, os fornos têm sido submetidos a condições de temperatura e pressão cada vez mais extremas. Nos fornos de pirólise, adicionalmente tem-se aumentado consideravelmente a velocidade do fluido e para tanto têm tido as seções transversais dos condutos diminuídas levando a um aumento das tensões de trabalho. Além disso, paradas e partidas desses fornos têm se mostrado um elemento crucial na operação. É comum que durante a parada desses fornos se detecte fragilização desse material após certo tempo de serviço à temperatura de trabalho. Quedas significativas nos valores de alongamento têm sido reportadas sendo que em algumas situações, componentes apresentam valores nulos de alongamento à temperatura ambiente quando ensaios mecânicos são efetuados em corpos de prova retirados dos mesmos. Devido a essa fragilização, com conseqüente diminuição nos valores de alongamento, operações de reparo por soldagem têm se mostrado freqüentemente impraticáveis resultando no sucateamento do componente. Nesse trabalho caracterizou-se a fragilização ocorrida no material 20Cr32Ni+Nb que é usado nos coletores de saída de fornos que embora operem em temperaturas mais baixas, estão sujeitos também aos mesmos requisitos de pressão do forno. Para melhor caracterizar o material em estudo, um tubo centrifugado foi analisado tomando-se o cuidado de extrair corpos de prova em regiões que propiciassem microestrutura reprodutível. Para garantir que os corpos de prova fossem submetidos a temperaturas e tempos similares com boa precisão, estes foram envelhecidos em equipamento de ensaios de fluência, porém sem aplicação de tensão. Os corpos de prova envelhecidos foram então ensaiados com tração à temperatura ambiente e o alongamento da fratura foi registrado, evidenciando a fragilização. A região da cabeça do corpo de prova foi examinada por metalografia óptica e por microscópio eletrônico de varredura (MEV). As fraturas foram igualmente examinadas no microscópio eletrônico de varredura. Os resultados obtidos na microscopia ótica, com e sem ataque, bem como no MEV não evidenciaram quaisquer alterações microestruturais significativas que justificassem a alteração do comportamento mecânico com o envelhecimento. Análises fratográficas também não evidenciaram alteração significativa no mecanismo de fratura que ocorre pela nucleação de micro-cavidades (dimples). Adicionalmente procurou-se comprovar ou rejeitar a hipótese de que a fragilização seria causada ela precipitação de um intermetálico frágil em contorno de grão: a chamada fase G (um silicieto misto de nióbio e níquel com estequiometria Ni16Nb6Si7, estrutura cúbica de faces centradas e parâmetro de rede a0 = 1,13nm). A análise dos resultados não evidencia fase nova, nem uma mudança de modo de fratura de trans para intergranular, que poderiam comprovar uma influência da fase G no processo de fragilização (ao menos até o limite de resolução das técnicas experimentais aqui empregadas). / Petrochemical furnaces play an important role in the oil industry. In these furnaces, the essential chemical reactions take place in order to get everyday products like fertilizers, polymers, products for pharmaceutic and food industry. Due to the highly endothermic characteristics of these processes, these furnaces are heated up. It is common during shutdowns and startups of these furnaces, to have fragilization of this material after an aging time at working temperatures. This fragilization impairs repair when needed. In order to have an increase in production and productivity, the furnaces are continuously submitted to higher temperature and pressure working conditions. Pyrolisis furnaces have been also subjected to an increase in fluid speed and in order to reach this, the transverse area of tubes has been significantly decreased resulting in an increase in working stresses. Besides, shutdowns and startups have been a crucial part of operation. Fragilization in this material in service at high temperatures is frequently detected during shutdowns. Significant losses in elongation have been reported and sometimes components show no elongation at room temperature when samples are subjected to tensile testing. Due to this fragilization and low elongation values, repair by welding is sometimes useless resulting in scrapping the component. In this work the characterization of the fragilization that occurs in a 20Cr32Ni+Nb centrifugally cast tube, whose application is the outlet collectors that, though operate in lower temperature, are subjected to the pressure requirements of the furnace. In order to better characterize the material, one centrifugally cast tube was analysed taking care of having the test samples from regions that could provide similar microstructures. In order to assure that the samples were submitted to temperature and time with good accuracy, they were aged in a creep testing machine, but without application of load. The aged samples were then tensile tested at room temperature and the fracture elongation was calculated, evidencing the fragilization. The head of the test sample was examined by optical metalography and Scanning Electron Microscopy (SEM). The fractured areas were also examined by SEM. The results from optical microscopy, with or without etching, as well as SEM did not show any microstructural changes that could explain the changes in mechanical behavior with during aging. Additionally one aims to confirm or reject the hypothesis of the fragilization being caused by the precipitation of an fragile intermetallics in the grain boundary: the socalled G-phase (a silicide of Niobium and Nickel with stoichiometry Ni16Nb6Si7 , face centered cubic and lattice parameter of a0 = 1,13nm). The results did not either evidence this new phase nor a change in the fracture mode from trans to intergranular which could confirm the influence of this phase in the fragilization process (at least in the resolution limits of the experimental procedures here employed).

No presente trabalho avaliou-se a resistência mecânica do bambu nos estágios pré e pós processamento mecânico para servir de referências básicas do estudo das propriedades mecânicas de vigas laminadas coladas simples, de seção composta e de seção composta na forma de I, industrializadas em laboratório. Iniciou-se com a caracterização do material bruto na forma de ripa que representa toda a parede do colmo, passando-se pelo material processado na forma de lâmina que representam a parte industrialmente útil da parede do colmo e culminando na manufatura e qualificação das vigas laminadas coladas. Na produção dos corpos de prova do material bruto manteve-se a espessura original da ripa, exceto para alguns produzidos para se avaliar a resistência ao cisalhamento radial das camadas interna e externa da parede do colmo. As ripas foram usinadas em diversas máquinas para serem transformadas em lâminas que são as unidades de composição das seções compostas pela técnica de aglutinação e adesão a frio. Foi estudada também a influência do nó na resistência ao cisalhamento radial e tangencial tanto do material sólido quanto do plano de cola e nas propriedades da flexão. A geometria e as dimensões dos corpos de prova de cisalhamento foram adaptadas da norma ASTM D 905 e os de flexão da norma NBR 7190. As resistências ao cisalhamento no plano de cola e as propriedade da flexão foram determinadas segundo três combinações de faces de contato no processo de colagem com o adesivo à base de resorcinolformaldeído (RF). Estudou-se também a pressão adequada para colagem dos corpos de prova e eleita a mais adequada à colagem de vigas laminadas coladas. Os corpos de prova intactos e rompidos nos ensaios foram observados em microscópio eletrônico de varredura, em microscópio óptico, em microscópio óptico de fluorescência e microscópio estereoscópico. Observou-se ampla variabilidade das propriedades mecânicas tanto do material sólido quanto do material composto, mas em qualquer dos casos de resistência houve ampla variabilidade dos dados e, no geral o material sem nó foi mais resistente do que o com nó. As rupturas ocorreram na maioria das vezes no tecido parenquimático desviando-se dos feixes de fibras e tendendo a seguir a grã do material observando que o plano de ruptura só coincide com o plano planejado para a ruptura quando o corpo de prova é feito com a consideração precisa da orientação da grã. Os corpos de prova montados com a cola à base de PVA e com lâminas nodais responderam de forma satisfatória à colagem a baixa pressão, enquanto que os fabricados com lâminas internodais apresentaram melhor desempenho a alta pressão. Para os corpos de prova manufaturados com o adesivo à base de RF, a melhor combinação de colagem se deu no contato entre faces externas de lâminas. Foi possível observar a penetração do adesivo nos elementos anatômicos das lâminas com o uso da microscopia óptica e de fluorescência. As vigas laminadas coladas de seção transversal composta foram ensaiadas à flexão, mas não romperam por tensão normal, pois apresentaram instabilidade lateral durante o carregamento à flexão. As vigas também apresentaram baixo módulo de elasticidade porque o esmagamento da mesa inferior, nos apoios, foi cofundida e somada pelo sistema de medida, ao valor da flecha. Numa análise geral, a qualidade mecânica da Viga \"I\" pode ser considerada muito boa dentro do correto cálculo do momento de inércia se seções transversais compostas. As camadas perpendiculares ao eixo da via, tanto na alma quanto na mesa, foram tão eficientes na absorção do esforço cortante que não houve nenhuma limitação de capacidade de carga pela ligação alma-mesa mesmo com a viga trabalhando numa faixa de alta influência de tensões cisalhantes. / In this study it was evaluated the bamboo strength in the stages before and after mechanical processing in order to obtain basic references to study the mechanical properties of simple glued laminated beams of composite section and composed section as I joist, manufactured in laboratory scale. It started with the characterization of raw material as strip representing the crude bamboo culm wall, moved to the processed material as in the shape of laminas which were representing the majority of bamboo culm wall industrially useful and culminating to the manufacture and qualification of glued laminated beams. In the production of specimens of raw material it was maintained the original thickness for the strip except for a few ones which were produced to evaluate the radial shear strength in the inner and outer layers of the culm wall. The strips were machined on some machines to be turned into laminas that were the units for assembling composite sections by agglutination and adhesion under pressure in environmental conditions. It was also studied the node influence in the radial and tangential shear strength in both solid material and in the adhesive plan and in properties got from the bending tests. The geometry and dimensions of the shear specimens were adapted from ASTM D 905 and the bending from NBR 7190. Shear strength in the adhesive plane and bending property were determined following three combinations of contact faces on the gluing process using resorcinol-formaldehyde based adhesive. It was studied also the proper pressure for gluing the specimens and elect the most suitable for glued laminated beams. The intact specimens and failed on mechanical tests were observed under a Scanning Electron Microscope, Optical Microscope, Optical fluorescence microscope and stereomicroscope. It was observed huge variation of mechanical properties in both solid and composite materials, but in all cases there was considerable variability of strength data and in general the material without node was more resistant than with node. The ruptures mechanisms occurred most often in the parenchyma tissue by passing the fiber bundles and tend to follow the grain of the material by observing the rupture plane that only coincides with the plan designed to rupture when the specimen is done with precise consideration of grain orientation. The specimens manufactured with PVA adhesive and components with nodes responded satisfactorily to the low pressure bonding, while the specimens produced with internodes components performed better at high pressure. For specimens manufactured with resorcinol-formaldehyde adhesive the best gluing combination was given by the contact of outer laminas surfaces to each other. It was possible to observe the anchorage of the adhesive into the anatomical tissues by using optical microscopy and fluorescence optical microscopy. Glued laminated beams with composite cross section were tested in bending, but not failed by normal stresses, once there occurred only lateral instability during loading time. The I beams also showed low modulus of elasticity because the crush in the inferior flange was added by the measurement system to the bending deflection. In general the mechanical quality of the \"I\" joist can be considered very high with correct calculation of the moment of inertia of composite cross sections. The layers perpendicular to the beam axis both in web and in the flanges, were so efficient in absorbing the shear that there was no limitation of carrying load web-frange connection even with the beam working in a critical influence of high shear stresses.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Vieira Silva Junior.pdf: 2081250 bytes, checksum: a979dfc000e476a709bb4450523c5a84 (MD5) Previous issue date: 2010-04-09 / The effect of the addition of bismuth, boron, aluminum, titanium, sulphur and nitrogen in steel 1045 had been investigated to also improve the machinability of the modified steel and its influence in mechanical properties. It is considered to substitute the use of the lead as a used lement to earn in machinability to keep the mechanical characteristics of 1045 steel. They will be presented results of machinability tests, hardness measurements and microstructural characterizations by optical and scanning electron microscopy. The results of the impact tests had indicated that 1045 steel with addition of boron, titanium, nitrogen and sulphur presented the best tenacity whereas the usinabilidade results had indicated the 1045 steel added with boron, bismuth, nitrogen and sulphur as most favorable. / Foram investigados os efeitos da adição do Bismuto, do Boro, do Alumínio, do Titânio, do Enxofre e do Nitrogênio no aço 1045 para melhorar a usinabilidade do aço e também sua influência em propriedades mecânicas. Propõe-se substituir o uso do Pb por Bi como um elemento usado para melhorar a usinabilidade mantendo-se as características mecânicas do aço 1045. São apresentados resultados obtidos dos ensaios de usinabilidade, dureza e caracterizações microestruturais por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Os resultados de impacto realizados indicaram que o aço 1045 com adição de boro, titânio, nitrogênio e enxofre apresentou a melhor tenacidade enquanto que os resultados de usinabilidade indicaram o aço 1045 adicionado com B, Bi, Ni e S como o melhor.

O estudo trata da medição da força de usinagem a verde de corpos de provas cerâmicos e sua correlação com as propriedades mecânicas após a sinterização. A usinagem a verde é empregada em compactos brutos para conferir formatos sem extremo compromisso com precisão dimensional ou para obter uma pré-forma antes da usinagem de acabamento após sinterização; é extensivamente empregada na usinagem de cerâmicas avançadas. Durante o processo de usinagem a verde os esforços de corte determinam a introdução de defeitos críticos na superfície e são geralmente estes defeitos que governam as propriedades mecânicas das cerâmicas após a sinterização. O trabalho objetiva a elaboração e montagem de um sistema de aquisição de dados das forças de usinagem, e procura identificar o limite de agressividade de corte na manutenção da integridade do corpo de prova com produção econômica. As medidas de torque de usinagem e velocidade periférica do rebolo podem representar um modelo para predizer a associação das forças de usinagem. Corpos de prova cilíndricos foram conformados a 100 e 200 MPa, tratados termicamente após a prensagem e usinados com diferentes parâmetros de corte, sinterizados e ensaiados quanto à resistência mecânica através de compressão e flexão a quatro pontos. Os resultados mostraram a importância do tratamento térmico antes da usinagem acima da temperatura de transição vítrea do ligante para peças prensadas a 100 e 200 MPa. Peças prensadas a 200 MPa e tratadas termicamente foram usinadas sem danos a taxas de remoção de 10.000 \'MM POT.3\'/min com potencia consumida de 1700 W. Com o emprego de um cabeçote com mancais aerostáticos de alta potência e baixo ruído não se detectou a introdução progressiva de defeitos críticos na superfície devido à ação do rebolo, porém se identificou um limite de velocidade de 400 mm/min em função da profundidade de corte que excedeu a resistência mecânica dos corpos de prova comprimidos a 100 MPa, levando a ruptura. A correlação entre potência consumida e taxa de remoção, forneceu informações muito importantes para o projeto de uma máquina de usinagem á verde de produtos cerâmicos em alumina. / The present study deals with the measurement forces of green machining ceramics and their correlation with the mechanical properties after sintering. The green machining is employed in crude compacts either to check raw formats without compromising the extreme dimensional accuracy or to obtain a preform prior to finish machining after sintering, extensively used in the machining of advanced ceramics. During the process of the green machining, cutting forces determine the introduction of the critical defects in the surface, which generally govern the mechanical properties after the sintering of ceramics. The study aims at the development and installation of a system of machining forces data acquisition and also the identification of the limit of cutting aggression to maintain the integrity of the ceramics with economic production. The torque measurements of machining and grinding wheel peripheral speed can represent a model to predict the association of the machining forces. Cylindrical bodies were conformed at 100 and 200 MPa, heat-treated after pressing and machined with different cutting parameters, sintered and tested concerning strength by compression and bending at four points. The results showed the importance of the heat treatment before machining above the glass transition temperature of the binder for the parts pressed at 100 and 200 MPa. Parts pressed at 200 MPa and heat-treated were machined without damage at 10.000 \'MM POT.3\'/min removal rates with power consumption of 1700 W. With the use of a spindle with aerostatic bearings for high power and low noise the gradual introduction of critical defects into the surface was not detected due to the action of the wheel. However a speed limit was identified in function of the depth of the cut, which exceeded the strength of the ceramics compressed at 100 MPa, leading to rupture. The correlation between power consumption and rate of removal provided very important information for the design of a green machining of ceramic products in alumina.

Os resultados dos processos de alívio de tensões e demais alteraçõees em propriedades mecânicas no revenimento são dependentes do tempo e da temperatura do processo o qual pode ser correlacionado usando algum parâmetro como o de Holloman-Jaffe ou o de Larsen-Miller. Estes parâmetros medem o efeito térmico do processo na transformação metalúrgica do aço durante o revenimento. Processos apresentando o mesmo parâmetro devem apresentar o mesmo efeito nas propriedades mecânicas, como a dureza, por exemplo. No entanto, expressões numéricas mais tradicionais assumem que o processo de revenimento é isotérmico, o que raramente acontece nos fornos de produçãoo, devido ao período de aquecimento anterior ao encharcamento na temperatura de revenimento desejada. Embora a equação de Larsen-Miller e o parâmetro de Holloman-Jaffe sejam bem conhecidos, suas origens e limitações, e em alguns casos seus usos, geralmente não são discutidos em detalhes na maioria dos textos de tratamento térmico. Assim o que se deseja é estabelecer uma relação numérica mais precisa, utilizando redes neurais para simular os efeitos do processo de revenimento dos aços para beneficiamento, através da previsão de suas propriedades mecânicas. / The process results of stress relief and other alterations on mechanical properties on tempering are function of time and temperature process, which can be correlated using some parameter as Hollomon-Jaffe or Larsen-Miller. These parameters measure the process thermal effect of metallurgical transformation of steel during tempering. Processes showing the same parameter should have the same effect on mechanical properties, as hardness, for example. However, traditional numerical equations assume that the tempering process is isothermal, what rarely happens in production furnaces, due of the heating time prior to soaking on the desired tempering temperature. Although the equation of Larsen-Miller and the Hollomon- Jaffe parameter are well known, their origins and limitation, and in some case their uses, generally are not discussed in details in the majority of heat treatments texts. So if what it tor establish a more accurate numerical relation, using neural networks for simulating the effects of the tempering process, through its mechanical properties.

Proposição: O objetivo deste estudo foi verificar a influência do pré-aquecimento e de regimes de fotoativação (dois contínuos e um em dois passos com baixa irradiância inicial) sobre a adaptação marginal de restaurações, grau de conversão (GC), resistência à flexão (RF) e microdureza Knoop (KHN) de um compósito. Material e Métodos: O nanocompósito Filtek Z350 foi submetido às seguintes condições experimentais: com ou sem pré-aquecimento a 68ºC através do dispositivo Calset; e fotoativado através de um dos três regimes a seguir: 600mW/cm2 por 20s ou 40s (12 ou 24J/cm2 respectivamente) ou 200mW/cm2 por 20s + intervalo de 1 minuto + 500mW/cm2 por 40s (24J/cm2). O teste de adaptação marginal foi realizado através de microscopia eletrônica de varredura, com a mensuração de gaps em réplicas de cavidades Classe V (n=10) em aumento de 200X. A interface adesiva foi dividida em sete segmentos para o cálculo de freqüência de gaps. GC foi obtido através de espectroscopia em FT-Raman nas faces irradiada e oposta de espécimes (n=3) mantidos durante 24h em ambiente escuro a 37°C. RF do compósito foi medida por ensaio de dobramento em três pontos em espécimes (n=10) armazenados em água destilada por 24h. KHN foi mensurada inicialmente (n=6) após 24h de estocagem a seco. Foi realizada armazenagem em etanol 100%, seguida de segunda medida para o cálculo da redução percentual de KHN. Os resultados foram analisados através de análise de variância e teste de Tukey (=0,05) para os testes de GC, RF e KHN e com os testes de Friedman, Wilcoxon e Kruskal-Wallis para a adaptação marginal. Resultados: As paredes axiais das restaurações apresentaram maior freqüência de gaps quando comparadas às laterais. O pré-aquecimento do compósito reduziu a freqüência de gaps. Os regimes de fotoativação demonstraram freqüência de gaps semelhantes entre si. No teste de GC apenas o fator face foi estatisticamente significativo (p<0,05), com maiores valores médios para as faces irradiadas. O regime de ativação em dois passos causou redução (p<0,01) dos valores médios de RF. No teste de KHN após 24h tanto os fatores principais como a interação apresentaram-se estatisticamente significativos (p<0,05 para modo de fotoativação, p<0,001 para pré-aquecimento e p<0,05 para a interação). Os grupos pré-aquecidos demonstraram em geral menores médias de KHN do que aqueles sem aquecimento. Comparando-se os grupos sem pré-aquecimento, não houve diferença em função do modo de fotoativação. Entre os grupos pré-aquecidos, houve diminuição de KHN para 600mW/cm2 por 20s. Na KHN após etanol apenas o fator pré-aquecimento foi significativo (p<0,001), com as menores médias apresentadas pelos grupos pré-aquecidos. A redução percentual da KHN após armazenamento em etanol ocorreu de forma uniforme para todos os grupos. Conclusões: O pré-aquecimento do compósito estudado promoveu melhor vedamento da interface adesiva sem, no entanto, afetar seu grau de conversão e resistência à flexão. O regime de fotoativação com baixa irradiância inicial reduziu a resistência à flexão do compósito, apesar de produzir grau de conversão similar ao de formas contínuas. O pré-aquecimento pode reduzir a microdureza da superfície irradiada de um compósito. / Proposition: The objective of this study was to verify the influence of preheating and photoactivation modes (two continuous and one in two steps with a low initial irradiance) on restoration marginal adaptation, degree of conversion (DC), flexural strength (FS) and Knoop microhardness (KHN) of a composite. Material and Methods: The nanocomposite Filtek Z350 was evaluated under the following experimental conditions: pre-heated up to 68ºC with the use of Calset device or without preheating; and photoactivated through one of the three regimens: 600mW/cm2 for 20s or 40s (12 and 24J/cm2 respectively) and one in two steps (200mW/cm2 for 20s + 1 minute delay + 500mW/cm2 for 40s (24J/cm2). Marginal adaptation test was performed by scanning electron microscopy, measuring gaps in Class V replica (n=10) under 200X magnification. The adhesive interface was segmented in seven parts for gaps frequency calculus. DC was obtained by FT-Raman spectroscopy in irradiated and non-irradiated surfaces (n=3) of samples stored in dark for 24h at 37C . FS was evaluated in a three-bending test in samples (n=10) after 24h storage in distilled water. KHN was measured (n=6) initially after 24h dark and dry storage. After that, samples were stored in 100% ethanol and KHN percentual reduction calculated. Results were analysed by ANOVA and Tukey\'s test (=0.05) DC, FS and KHN and with Friedman, Wilcoxon and Kruskal-Wallis tests for marginal adaptation. Results: Axial walls of the restorations showed higher gaps frequency than lateral walls. Composite preheating leaded to a lower gaps frequency. Photoactivation modes demonstrated similar gap frequency. In DC test only the main factor surface was significant (p<0.05), with higher mean values for irradiated surfaces. The two steps regimen reduced (p<0.01) mean FS values. About KHN after 24h, both main factors and their interaction were significant (p<0.05 for photoactivation mode, p<0.001 for pre-heating use and p<0.05 for interaction). Generally pre-heated groups showed lower KHN means than non-preheated. Comparing non-preheated groups there was not a statistical difference regardless the photoactivation mode. In preheated groups, KHN mean for 600mW/cm2 during 20s was lower than means for other irradiation regimens. In KHN after ethanol, the main factor pre-heating was significant (p<0.001). Preheated groups showed lower means than non-preheated. KHN percentual reduction after ethanol storage occured in a uniform way for all groups. Conclusions: Preheating of the nanocomposite in study promoted a better adhesive interface sealing without compromising the degree of conversion and flexural strength. The photoactivation method that uses a low initial irradiance reduced composite flexural strength in spite of the similar degree of conversion was reached, comparing to continuous modes. Pre-heating can reduce irradiated surface microhardness.

Objetivo: avaliar a influência do conteúdo de BisGMA, TEGDMA e BisEMA sobre tensão de polimerização (spol), grau de conversão (GC), contração volumétrica (CV), módulo de elasticidade (E), escoamento (ES), taxa máxima de reação (RPmax) e incremento máximo de tensão (RSmax) e verificar as possíveis relações de dependência entre a tensão de polimerização e as demais variáveis. Material e métodos: Foram estudadas nove misturas, todas contendo 40% em peso de sílica coloidal, variando a concentração molar de BisGMA (33, 50 ou 66%) e o tipo de comonômero (TEGDMA, BisEMA ou ambos em partes iguais). spol foi determinada pela inserção do compósito (h=1mm) entre bastões de acrílico (r=3mm) fixados às garras de uma máquina universal de ensaios e dividindo-se a máxima força de contração registrada pela secção transversal dos bastões. CV foi mensurada em dilatômetro de mercúrio. E foi obtido através do teste de flexão em três pontos. Fragmentos de espécimes de flexão de cada grupo foram utilizados para análise do GC por FTRaman. O ES foi obtido pela aplicação de uma carga de 20N por 60s sobre o compósito não-polimerizado. RPmax foi determinada por calorimetria exploratória diferencial (DSC). RSmax foi calculado pela diferença entre dois valores de spol consecutivos. Os dados foram submetidos a ANOVA de dois fatores, teste de Tukey (a=0,05%) e análises de regressão. Resultados: A interação entre os fatores foi estatisticamente significante para todas as variáveis avaliadas (p<0,01), com exceção de GC onde apenas os fatores principais foram significantes (p<0,001). Em geral, composições com maior concentração de BisGMA e com o co-monômero BisEMA apresentaram menor GC e ES, o que se refletiu em menores valores para spol, CV e E. RPmax foi semelhante em todos os grupos, com exceção do compósito com 66%TEGDMA, que apresentou valor estatisticamente menor. Entretanto,. esse grupo apresentou o maior valor de RSmax. As análises de regressão evidenciaram forte relação direta de dependência da spol com GC (R2=0,830), ES (R2=0,896), CV (R2=0,690) e RSmax (R2=0,900). A correlação com o E foi fraca (R2=0,404) e com RPmax foi negativa (R2=0,667). Conclusões: Dentre as formulações avaliadas, compósitos contendo BisEMA e aqueles com maiores concentrações de BisGMA apresentaram, em geral, menor spol, GC, CV, ES e E. RPmax foi pouco afetada pela composição da matriz orgânica. spol mostrou maior relação de dependência com os fatores GC, CV e ES. / Objective: To evaluate the influence of BisGMA, TEGDMA and TEGDMA content on polymerization stress (spol), degree of conversion (DC), volumetric shrinkage (VS), elastic modulus (E), flow, maximum polymerization rate (RPmax) and maximum stress rate (RSmax) and to establish the correlation between polymerization stress and the other variables. Materials and Methods: Nine resin mixtures were studied, varying the BisGMA molar concentration (33, 50 or 66%) and the co-monomer content (TEGDMA, BisEMA or both in equal parts). All blends received 40 wt % of colloidal silica. spol was determined by inserting the composite (h=1mm) between acrylic rods (r=3mm) fixed on the opposite ends of a universal testing machine, and dividing the maximum contraction force by the rods? cross section. VS was measured by mercury dilatometry. E was obtained by three-point bending test. Fragments of flexural specimens were used to analyze DC by FT-Raman. Flow was obtained applying load of 20N for 60s on the uncured composite. RPmax was determined by differential scanning calorimetry (DSC). RSmax was calculated by the difference between two consecutives spol values. Data were submitted to two-way ANOVA, Tukey´s test (a=0.05%) and regression analyses. Results: The interactions between factors were significant for all variables (p<0.01), except for DC, where only the main factors were significant (p<0.001). In general, composites with higher BisGMA concentration and those containing BisEMA showed lower DC and flow, which resulted in lower values of spol, VS and E. RPmax was similar for all groups, except for the 66%TEGDMA composite, which showed a statistically lower value. However, this group showed the highest value of RSmax. The regression analyses evidenced a strong direct dependence of spol to DC (R2=0.830), flow (R2=0.896), VS (R2=0.690) and RSmax (R2=0.900). The correlation with E was weak (R2=0.404) and with RPmax was negative (R2=0.667). Conclusion: For the monomer mixtures studied, composites with BisEMA and those with higher BisGMA concentration showed, in general, lower spol, DC, VS, flow and E. RPmax was almost insensitive to the organic matrix composition. spol showed stronger dependence with DC, VS and flow.