Um dos componentes mais importantes de um Reator Nuclear é o Combustível Nuclear. Atualmente, o mais avançado combustível comercial, cuja aplicabilidade nos reatores brasileiros vem sendo desenvolvida pelo IPEN desde 1985, é o siliceto de urânio U3Si2. Este é formado por placas combustíveis com núcleos de dispersão (onde o material físsil (U3Si2) é disperso homogeneamente em uma matriz de alumínio) revestidos por alumínio. Tal combustível é produzido no Brasil com tecnologia totalmente nacional, resultado do esforço realizado pelo grupo de fabricação de combustíveis nucleares (CCN Centro do Combustível Nuclear) do IPEN. Diante da necessidade do aumento da potência do reator IEA-R1 e da construção do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), para a produção de radioisótopos principalmente para fins na área da medicina , haverá significativo aumento na produção deste combustível nuclear no IPEN. Em face desta conjuntura, faz-se necessário o desenvolvimento de técnicas de qualificação mais modernas e automatizadas. Visando a este objetivo, neste trabalho foi desenvolvido um novo método computacional de medição de espessuras de núcleos e revestimentos de placas combustíveis, o qual é capaz de realizar tais medidas em tempo menor e com dados estatísticos mais significativos, quando comparado com o método atual de medição. / One of the most important components of a nuclear reactor is the Nuclear Fuel. Currently, the most advanced commercial fuel, whose applicability in Brazilian reactors has been developed by IPEN since 1985, is the silicide U3Si2. This is formed by fuel plates with nuclei dispersion (where the fissile material (U3Si2) is homogeneously dispersed in a matrix of aluminum) coated aluminum. This fuel is produced in Brazil with developed technology, the result of the efforts made by the group of manufacturing nuclear fuel (CCN - Center of Nuclear Fuel) of IPEN. Considering the necessity of increasing the power of the IEA- R1 and Brazilian Multipurpose Reactor Building (RMB), for the production of radioisotopes - mainly for the area of medicine - there will be significant increase in the production of nuclear fuel at IPEN. Given this situation, if necessary, make the development of more modern and automated classification techniques. Aiming at this goal, this work developed a new computational method for measuring thickness of core and cladding of fuel plates, which are able to perform such measurements in less time and with more meaningful statistical data when compared with the current method of measurement.

O corte rotativo tem sido utilizado cada vez com maior intensidade na obtenção de produtos higiênicos com formatos especiais. Por esta razão, torna-se cada vez mais importante a utilização de facas com alto desempenho. Para avaliar a influência da deposição de nitreto de titânio sobre ferramentas de corte confeccionadas em aço ferramenta SAE M2 foi executado um programa de experimentação, onde foram simuladas condições normais de processo. Tal experimento possibilitou a comparação entre a efetividade da operação de corte executada por ferramentas revestidas e não revestidas. Verificou-se, com os testes executados, uma efetividade de corte 100% superior para as facas com deposição em relação àquelas nas quais não se efetuou a deposição de nitreto de titânio.

Um dos componentes mais importantes de um Reator Nuclear é o Combustível Nuclear. Atualmente, o mais avançado combustível comercial, cuja aplicabilidade nos reatores brasileiros vem sendo desenvolvida pelo IPEN desde 1985, é o siliceto de urânio U3Si2. Este é formado por placas combustíveis com núcleos de dispersão (onde o material físsil (U3Si2) é disperso homogeneamente em uma matriz de alumínio) revestidos por alumínio. Tal combustível é produzido no Brasil com tecnologia totalmente nacional, resultado do esforço realizado pelo grupo de fabricação de combustíveis nucleares (CCN Centro do Combustível Nuclear) do IPEN. Diante da necessidade do aumento da potência do reator IEA-R1 e da construção do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), para a produção de radioisótopos principalmente para fins na área da medicina , haverá significativo aumento na produção deste combustível nuclear no IPEN. Em face desta conjuntura, faz-se necessário o desenvolvimento de técnicas de qualificação mais modernas e automatizadas. Visando a este objetivo, neste trabalho foi desenvolvido um novo método computacional de medição de espessuras de núcleos e revestimentos de placas combustíveis, o qual é capaz de realizar tais medidas em tempo menor e com dados estatísticos mais significativos, quando comparado com o método atual de medição. / One of the most important components of a nuclear reactor is the Nuclear Fuel. Currently, the most advanced commercial fuel, whose applicability in Brazilian reactors has been developed by IPEN since 1985, is the silicide U3Si2. This is formed by fuel plates with nuclei dispersion (where the fissile material (U3Si2) is homogeneously dispersed in a matrix of aluminum) coated aluminum. This fuel is produced in Brazil with developed technology, the result of the efforts made by the group of manufacturing nuclear fuel (CCN - Center of Nuclear Fuel) of IPEN. Considering the necessity of increasing the power of the IEA- R1 and Brazilian Multipurpose Reactor Building (RMB), for the production of radioisotopes - mainly for the area of medicine - there will be significant increase in the production of nuclear fuel at IPEN. Given this situation, if necessary, make the development of more modern and automated classification techniques. Aiming at this goal, this work developed a new computational method for measuring thickness of core and cladding of fuel plates, which are able to perform such measurements in less time and with more meaningful statistical data when compared with the current method of measurement.

No Estado do Pará, convencionalmente são empregados rocha britada ou seixo rolado natural como agregados nas misturas asfálticas. Nas proximidades da região metropolitana de Belém, não há disponibilidade destes materiais, obrigando o transporte destes agregados de boa qualidade de pedreiras e jazidas distantes mais de 170 Km, aumentando consideravelmente os custos de pavimentação. Com o objetivo de redução de custos, buscou-se o estudo de um outro agregado natural nãoconvencional, a laterita, abundante nas proximidades de Belém. Três tipos de ligantes asfálticos foram utilizados nas misturas asfálticas pesquisadas: um asfalto convencional CAP de penetração 50-60 proveniente da refinaria da LUBNOR, no Ceará; um asfalto da refinaria da REMAN da Amazônia modificado por asfaltita; e um asfalto-borracha da região sudeste. Uma quarta alternativa da mistura asfáltica foi considerada, empregando conjuntamente laterita e seixo rolado como agregados. Foi realizada uma análise comparativa das misturas asfálticas baseada em ensaios laboratoriais tais como: dosagem Marshall, danos por umidade induzida, deformação permanente em simulador de tráfego, resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga. Um processo inovador foi concebido para separação e lavagem das lateritas. Os resíduos desta seleção de agregados foram testados de modo a viabilizar seu emprego como material de base ou sub-base. Foi realizada também uma breve análise mecanicista de estruturas de pavimentos com o auxílio do programa ELSYM 5. Concluiu-se que as misturas asfálticas com laterita lavada podem ser usadas em revestimentos de pavimento de vias públicas e de rodovias de baixo volume tráfego obtendo-se os melhores resultados para as misturas de lateritaasfalto com o ligante modificado por asfaltita. / Crushed igenous rocks and washed quartzite gravels are conventional aggregates for asphalt mixes in the State of Pará, northern Brazil. However, these materials are not available in many parts of the state, specially near the city of Belem, the state capital. The current practice is to import these high quality aggregates from the few quarries located in remote sites, leading to a considerable increase in construction costs. To cut down costs, it is necessary to look for alternative sources of natural aggregates. This study attempts to present an alternative solution for asphalt mixtures using a non-conventional natural aggregate: laterites, which are widely available in the metropolitan area. Three types of asphalt binders were used: a conventional one – AC penetration of 50-60, an asphalt cement modified by gilsonite, and an asphalt rubber. A fourth type of asphalt mix was considered, using washed quartzite gravels in addition to the laterite. A comparative analysis was conducted using parameters obtained from laboratory tests like Marshall design, stripping test, wheel tracking test, indirect tensile strength, resilient modulus, and fatigue life. An innovative process was developed to clean the laterite by water washing. Residuals from the process were tested regarding its possible use as a material for pavement base or subbase. Finally, a mechanistic analysis was performed, using ELSYM 5 software. Results indicate a good performance to the hot-mixes and the one with gilsonite modified binder presented the best performance.

A liga de alumínio AA2024-T3 é largamente empregada na indústria aeronáutica devido à suas propriedades mecânicas, porém essa liga apresenta baixa resistência à corrosão. Cromatos são usualmente empregados como tratamento anticorrosivo e apresentam bom desempenho quando aplicados sobre alumínio e suas ligas. No entanto, o uso de espécies que contenham Cr(VI) vem sendo restringido devido à alta toxicidade e carcinogenicidade. Silanos representam uma alternativa à cromatização e apresentam vantagens como ser uma tecnologia ambientalmente correta, ter bom desempenho anticorrosivo e promover adesão da tinta posteriormente aplicada. O presente trabalho investigou o desempenho de filmes de 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTMS) combinado com 1,2-Bis(trietoxisilil)etano (BTSE) depositados sobre a liga de alumínio 2024-T3. O efeito do pré-tratamento da superfície metálica também foi estudado, sendo o desengraxe alcalino seguido de imersão em ácido nítrico o que apresentou melhor resultado. A adição dos ácidos fosfônicos 1,2-diaminoetanotetrametileno fosfônico (EDTPO) e ácido octadecilfosfônico (ODPA) ao banho silanizante foi avaliada. Verificou-se melhor desempenho anticorrosivo para o sistema composto por 50% etanol 46% água 1% GPTMS 3% BTSE com incorporação de EDTPO na concentração de 3,75x10-5 mol L-1. O comportamento corrosivo da liga e dos filmes foi estudado utilizando Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) após diferentes tempos de imersão em NaCl 0,05 mol L-1. A caracterização dos diferentes sistemas investigados foi realizada através das técnicas de Microscopia de Força Atômica (AFM), Espectroscopia Fotoeletrônica de raios x (XPS), Ângulo de Contato em Água (WCA) e Espectroscopia de Infravermelho (IV). Os resultados obtidos indicam que o recobrimento da liga AA2024-T3 por filmes formados por GPTMS e BTSE, na proporção otimizada, modificados com o ácido fosfônico EDTPO permite retardar o desenvolvimento de processos corrosivos. / AA2024-T3aluminum alloy is widely used in the aerospace industry due to their mechanical properties, but this alloy has poor corrosion resistance. Chromate are usually employed as anticorrosive treatment and perform well when applied on aluminum and its alloys. The use of species containning Cr (VI) has been restricted due to their high toxicity and carcinogenicity. Silanes represent an alternative to chromate and show advantages such as: being an environmentally friendly technology, presenting good anti-corrosive performance and promoting adhesion of the subsequently applied paint. This study investigated the performance of 3-glycidoxypropyl trimethoxysilane films (GPTMS) combined with 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethane (BTSE) deposited on the 2024-T3 aluminum alloy. The effect of pretreatment of the metal surface has also been studied, and the alkaline degreasing followed by immersion in nitric acid, showed the best results. The addition of phosphonic acids 1,2-diaminoethanetetrakismethylenephosphonic acid (EDTPO) and Octadecylphosphonic acid (ODPA) on the silane bath was evaluated. Best corrosion performance was verified for the system composed by 50% ethanol 46% water 1% GPTMS 3% BTSE by adding EDTPO (3,75x10-5molL-1). The alloy and films corrosion behavior was studied using Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) after different immersion times in NaCl 0.05 mol L-1. The characterization of the investigated systems was carried out by Atomic Force Microscopy (AFM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Water Contact Angle (WCA) and Infrared Spectroscopy (IR). The results indicate that covering AA2024-T3 alloy with films formed by GPTMS and BTSE in the optimized ratio, modified with phosphonic acid EDTPO, allows slowing the development of corrosive processes.

Ventaneiras são componentes críticos para a operação de altos fornos, soprando ar quente para o interior dos mesmos. São peças de cobre refrigeradas a água para resistir ao ambiente de trabalho com temperaturas extremamente elevadas e geralmente apresentam revestimentos superficiais para aumento de resistência contra abrasão/corrosão. O presente trabalho tem como objetivo estudar o processo de revestimento de cobre e de liga à base de níquel por alumínio via PCDC a fim de entender os efeitos das variáveis de processo nas características do revestimento formado e obter camadas de revestimento equivalentes ao que vem sendo utilizado recentemente com bons resultados em operação na indústria. Uma série de ensaios são preparados utilizando-se os substratos de cobre e liga Inconel 625 e são variados alguns parâmetros de processo como a liga máster utilizada (Al e/ou liga Fe-Al), o sal haleto ativador do processo (NH4Cl ou NaF), condição in ou out of pack, proporção entre alumina e liga máster, temperatura e tempo de processo. É realizada a caracterização dos substratos previamente e após passar pelo processo de aluminização. Também é feita uma análise de amostra tomada como referência revestida por empresa externa especializada em aluminização via PCDC, além da caracterização de todas as amostras ensaiadas. A caracterização das amostras consiste na análise microestrutural identificando as fases presentes nos revestimentos formados, morfologia das camadas, espessuras, e propriedade de dureza. As análises são realizadas através de microscópio ótico, MEV, técnicas de EDS e difração de raios X e microdurômetro. Ao final das análises, é possível identificar conjuntos de parâmetros de processo que conduzem à formação de revestimento similar ao que está sendo utilizado na indústria. Além disso, é possível entender o efeito das variáveis de processo nas características das camadas formadas sobre os substratos. / Tuyeres are critical components for blast furnace operation, blowing hot air to the interior of the furnace. They are made of copper and are water cooled in order to resist extremely high operation temperatures. Aiming to improve reliability and lifetime of the tuyeres, different types of coatings (metallic hard facings, ceramic and diffusion coatings) have been developed over the years to enhance surface resistance of the pieces. The objective of the present work is to study the process of coating copper and nickel alloy by aluminum via pack cementation diffusion coating (PCDC) in order to understand the effect of each process parameter in the features of the coating formed and to obtain coating layers similar to what has been used with good results in the industry. Several experiments are prepared for coating the substrates made of copper and Inconel 625 and some parameters are varied such as the master alloy (Al and/or Fe-Al), the activator salt (NH4Cl or NaF), the condition in or out of pack, the alumina/master alloy ratio, temperature and time of the process. It is performed analysis of the substrates previous and after the aluminization process. A sample coated in an external company specialized in aluminization process is also analyzed and taken as a reference. In addition, all the experiment samples with different process conditions are studied. The analysis consist in microstructural evaluation identifying phases formed, thickness of the coating layers and hardness measurements and are performed with the use of optical microscope, SEM, EDS techniques, X-ray diffraction technique and micro durometer. At the end of the analysis, it is possible to identify sets of process parameters that can lead to the formation of coating layers similar to what has been used with success in the industry. Furthermore, it is possible to understand the effect of the process variables in the features of the coating layers.

Visando diminuir os impactos ambientais causados por substâncias químicas nocivas ao meio ambiente e à saúde humana, a procura por substitutos naturais destes compostos em diversas aplicações vem sendo intensificada. Taninos compreendem uma classe de compostos polifenolicos naturais extraídos de plantas podendo ser usados como inibidores de corrosão em meio aquoso. O objetivo deste trabalho consiste em avaliar as propriedades anticorrosivas dos taninos extraídos da casca da acácia negra e do pinheiro para o aço carbono 1020 através de ensaios de polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria de dispersão em energia (EDS) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Três aplicações destes taninos foram estudadas: como inibidores de corrosão em meio de sulfato de sódio 0,1 mol L-1 em pH 6,0 e 2,5; a adição de tanino em banhos de fosfatização e como selante para amostras previamente fosfatizadas. Os resultados mostraram que os taninos quando utilizados como inibidores de corrosão são mais efetivos em pH ácido sendo a eficiência dependente da concentração de tanino. Quando adicionado aos banhos de fosfatização o tanino melhora a resistência à corrosão. Entretanto, a utilização dos taninos de acácia com maior concentração de taninos condensados e pinheiro com maior concentração de taninos hidrolisáveis em amostras previamente fosfatizadas propicia um significativo aumento da resistência à corrosão, se comparado a fosfatização em presença de tanino no banho. / In order to reduce the environmental impacts caused by chemical substances harmful to the environment and human health, the research for natural substitutes of these compounds in various applications has been intensified. Tannins comprise a class of natural polyphenolic compounds extracted from plants which can be used as corrosion inhibitors in aqueous medium. The purpose of this study was evaluate the anticorrosive properties of tannins extracted from the bark of Black Wattle and Pine for application on 1020 carbon steel by using potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDS) and Fourier transform infrared (FTIR). Three applications of the tannins were studied: as corrosion inhibitors in the sodium sulfate 0.1 mol L-1 at pH 6.0 and 2.5 medium; as an additive in phosphating baths and also as sealing agents for previously phosphatized samples. The tannins when used as corrosion inhibitors are more effective in acidic pH, being their efficiency dependent on their concentration. Corrosion resistance of the phosphatized samples was improved when tannins are added to the phosphating baths. However, the use of tannins as sealing agents on previously phosphated steel allows a significative increase on the corrosion resistance when compared to the phosphated samples with tannins.

Metais são bastante usados como materiais implantáveis, principalmente para dispositivos feitos na área de ortopedia. Há uma constante relação dos processos de corrosão nesse biomateriais com a agressividade do meio fisiológico. Usando quatro tipo de metais e ligas metálicas – titânio puro, liga de titânio, aço inoxidável de baixo carbono e liga de cobalto – o processo de corrosão foi estudado. Além disso, o desempenho desses materiais revestidos com nitreto de titânio foi avaliado. Dois processos de revestimento por PVD – evaporação e magnetron sputtering – foram executados, verificando a eficiência desses materiais em meio fisiológico - O melhor comportamento se deu para o revestimento obtido por evaporação. O mecanismo de corrosão predominante para as amostras foi indicado. / Metals are very much used as implantable materials mainly for the construction of devices orthopaedic area. There is a constant concern about the corrosion process in those metallic biomaterials due to the aggressiveness of the physiological environment. By using four types of metals and metallic alloys – pure titanium, titanium alloy, low carbon stainless steel and cobalt-chromium alloy – the corrosion process in physiologic environment has been studied. Also, the performance of such materials coated with titanium nitrate was evaluated. Two PVD coating methods – evaporation and magnetron sputtering – were performed, and the efficiency of those materials in physiologic medium was verified. The best behaviour was found by the evaporation coating method. The predominant corrosion mechanism for coated samples was suggested.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6253_1.pdf: 3800460 bytes, checksum: 83a7325378462d8920bf8606ab798ada (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / As edificações habitacionais em alvenaria resistente de até quatro pavimentos, conhecidas como prédios caixão , não atendem aos requisitos de estabilidade quando analisadas pelas formulações de cálculo aplicadas às alvenarias estruturais. A consideração do revestimento e dos contraventamentos das paredes entre si, explicam a estabilidade dessas edificações. A dissertação apresenta os resultados de ensaios experimentais relativos à influência do traço e da espessura dos revestimentos, bem como da influência de reforço com malhas de aço em revestimentos constituídos de argamassas mistas em paredinhas de alvenaria de blocos cerâmicos de vedação. São apresentados todo processo e equipamentos desenvolvidos para construção, transporte e execução dos ensaios de paredinhas. Este trabalho faz parte de pesquisa envolvendo a UFPE, UNICAP, UPE, ITEP e a UFSC, financiada pela FINEP-HABITARE, que tem como objetivo desenvolver modelos e métodos para recuperação de edifícios em alvenaria resistente. Foram ensaiadas paredinhas constituindo amostras contendo quinze réplicas cada, nos seguintes casos: paredinhas nuas, apenas chapiscadas, revestidas com argamassas mistas nos traços 1:2:9 e 1:1:6, com espessuras de 2 cm e 3 cm, constituídas de cimento, cal e areia e argamassa armada com telas soldadas por eletrofusão. Os resultados mostram a influência do traço da argamassa e da espessura da capa de revestimento na resistência à compressão de paredinhas e os respectivos modos de ruptura. Já a utilização do reforço com tela de aço incorporada ao revestimento aumenta a resistência à compressão e modifica a forma de ruptura das paredinhas

nÃo hà / Foi verificado o desempenho anticorrosivo de tintas epÃxis à base dâÃgua, especialmente formuladas para este trabalho, pigmentadas com cromato de zinco (CZ), fosfato de zinco (FZ), fÃsforo molibdato de zinco e cÃlcio (M) e sÃlica trocadora de cÃlcio (CS). O processo foi conduzido pela exposiÃÃo das amostras à atmosfera natural marinha, em cabine de nÃvoa salina e em imersÃo total em soluÃÃo 10-2 mol.dm-3 de NaCl. Todos os ensaios, quanto à corrosÃo, foram monitorados por espectroscopia de impedÃncia eletroquÃmica e potencial de circuito aberto. Teste de aderÃncia, verificaÃÃo de empolamento e inspeÃÃo visual das superfÃcies serviram como exames complementares. Os resultados sugerem que as tintas apresentaram um bom desempenho em atmosfera marinha e teste de nÃvoa salina. Contudo, sua performance nÃo foi boa em ensaios de imersÃo total.