O aumento da capacidade de penetração dos novos projéteis, utilizados tanto em operações de guerra como na violência urbana, tem obrigado o desenvolvimento contínuo de materiais mais resistentes e mais leves no emprego de blindagens. Na aplicação aeronáutica, os fatores peso e eficiências balísticas são extremamente críticos. Uma blindagem tem que oferecer proteção contra calibres de munição antiaérea sem acrescentar muito peso, para que a autonomia e capacidade de carregar armamentos não sejam limitadas. As blindagens que melhor desempenham esse papel são do tipo cerâmica/compósito. Contudo uma grande quantidade de combinações é possível, variando o tipo de cerâmica e de compósito. No presente trabalho foram abordados dois tipos de estudos. O primeiro estudo abordado é um modelo analítico que representa o impacto de um projétil sobre uma blindagem cerâmica/compósito, cuja simulação foi rodada em MATLAB V.5. Na simulação, os valores da V50 foram obtidos para os painéis de Al2O3/aramida e B4C/aramida contra os projéteis 7,62x51mm AP e 0,50 pol. NATO AP, respectivamente. O ensaio do painel SiC/aramida contra 0,50 pol. NATO AP serviu para calibrar a simulação e determinar o valor da deformação máxima da base, que é o critério de falha do modelo. Os resultados da simulação comparados com os resultados obtidos nos ensaios foram bem próximos, indicando que o modelo analítico é representativo. O segundo estudo é uma análise da vulnerabilidade de uma aeronave. Desta forma, um cone de ameaças é definido tendo a aeronave no seu vértice e os inimigos distribuídos aleatoriamente em sua base. Através de composição vetorial de velocidade calculam-se a velocidade de impacto e a seção oblíqua do projétil paralela ao plano da aeronave. Dessa forma é possível determinar a espessura necessária para proteger aquela área, utilizando a simulação, e assim otimizar a blindagem para que ela tenha o melhor quociente desempenho balístico/peso.

Neste trabalho foi investigada a influência de alguns parâmetros, como, pH, natureza e concentração dos ânions alifáticos (tartarato, citrato e oxalato), concentração do monômero e densidade de corrente na síntese eletroquímica de filmes de polipirrol (PPy) sobre superfícies de alumínio 99,9 % m/m. Os filmes de PPy foram depositados eletroquimicamente por voltametria cíclica e pela técnica galvanostática. O mecanismo envolvido considera o crescimento simultâneo de uma camada de óxido de alumínio com o filme polimérico. Neste sentido, a natureza dos ânions desempenha um papel chave no crescimento do PPy, pois influencia o tipo de camada de óxido formada (porosa ou barreira) e altera as propriedades eletrônicas e mecânicas dos filmes poliméricos, afetando a condutividade, a estabilidade e a morfologia dos filmes de PPy formados. Ensaios de anodização galvanostática de superfícies de alumínio mostraram que a espessura da camada de óxido aumenta na seqüência: ácido oxálico < ácido tartárico < ácido cítrico. A camada de óxido de alumínio formada em meio contendo ácido oxálico é mais porosa e favorece o processo de eletrodeposição do PPy, pois os poros dessa camada de óxido agem como sítios ativos para a formação dos primeiros núcleos do polímero. Independente do eletrólito utilizado, o crescimento do PPy é favorecido em meio ácido e por adição de maiores concentrações do monômero. Foi observado que o valor do potencial, onde ocorre o crescimento do polímero aumenta com o aumento da densidade de corrente elétrica aplicada. Para uma mesma densidade de corrente elétrica aplicada num mesmo intervalo de tempo, a espessura dos filmes de PPy depende da natureza do eletrólito e aumenta na seqüência: cítrico < tartárico < oxálico. Este comportamento também foi relacionado com a maior espessura da camada de óxido de alumínio. Durante a eletrodeposição do PPy, além do crescimento do polímero, pode ocorrer a superoxidação, um processo de degradação que gera defeitos ao longo da cadeia polimérica. A superoxidação depende da natureza do eletrólito utilizado e aumenta com o aumento da densidade de corrente, conforme foi detectado nas análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e absorção de radiação no infravermelho (FTIR). A proteção das superfícies de alumínio recobertas pelos filmes de PPy foi investigada através de ensaios de polarização potenciodinâmica e por espectroscopia de impedância eletroquímica. Estes ensaios mostraram os filmes de PPy formados galvanostaticamente a densidades de corrente elétrica menores (2,5 mA m-2) protegem melhor as superfícies de alumínio contra corrosão. Este comportamento foi atribuído ao menor grau de superoxidação destes filmes, que são mais homogêneos e menos porosos do que aqueles formados sob densidades de corrente maiores (10 mA cm-2). Também foi observado que as superfícies de alumínio recobertas com os filmes de PPy formados em meio contendo ácido tartárico estão mais protegidas contra corrosão do que as recobertas com os filmes formados em meios contendo, respectivamente, ácidos cítrico ou oxálico. Este comportamento foi associado ao grau maior de dopagem e ao menor grau de superoxidação dos filmes poliméricos formados em ácido tartárico.

Um progresso substancial tem sido feito no desenvolvimento de sistemas de pintura automatizados nos últimos anos, particularmente na aplicação de robôs em linhas de pintura automotivas e outros ramos industriais. Embora seja estimulado pela necessidade de redução de custos da pintura por item, estes sistemas robotizados de pintura também podem fornecer melhor qualidade e versatilidade nas aplicações de pintura, bem como aumentar a segurança dos trabalhadores retirando-os das cabinas de pintura, zona de trabalho considerada como insalubre. No campo automotivo, carcaças de veículos e caminhões são conduzidas através de transportadores industriais para serem indexados nos sistemas de aplicação robotizada de pintura, o que é um método muito prático para itens pequenos tais como: carrocerias, peças de veículos, porém não é muito prático para grandes carenagens, como aeronaves. O objeto do trabalho consiste na proposição, projeto e avaliação de uma célula robotizada para executar pintura de grandes carenagens, tais como aeronaves, de tal maneira que a tarefa seja efetuada repetitivamente obedecendo ao ciclo produtivo de pintura, uma vez estabelecido um determinado posicionamento da aeronave no hangar de pintura. Os principais equipamentos da célula são dimensionados de acordo com as condições de referência assumidas. Modelos cinemáticos e dinâmicos são determinados e utilizados no projeto. As provas de conceito, a verificação de projeto e o desenvolvimento da aplicação são efetuados através de simulação do sistema em plataforma 3-D utilizando o software Delmia Ultra Paint. São apresentados os benefícios do processo e de grandeza econômica para o tipo de solução ao segmento aeronáutico, que tem sido lento no processo de automação pelo fato da baixa produção e o alto custo da automação.

Este trabalho apresenta um estudo da caracterização eletromagnética, via medidas de permissividade elétrica, permeabilidade magnética e refletividade, na banda X, de Materiais Absorvedores de Radiação Eletromagnética (MARE), obtidos pelo uso de hexaferritas de CaNiTi e CaCoTi, com substituição de La e nanoferritas dos tipos espinélio (NiZn e NiCuZn) e hexagonal (BaNiTi, com substituição de La). As amostras foram caracterizadas por meio de medidas eletromagnéticas em guia de ondas na faixa de freqüências de 8,2 a 12,4 GHz. Os resultados obtidos mostram que os comportamentos eletromagnéticos das amostras de MARE processadas dependem de parâmetros como espessura das amostras, concentração, tamanhos das partículas e tipos de ferritas utilizados. MARE processados com as hexaferritas de Ca, com substituição de íons NiTi e La e CoTi e La, nas concentrações de 40 a 80 % em massa, apresentam bons valores de atenuação da onda incidente de até -30,7 dB e -25,3 dB (99,9 e 99,7% de absorção), respectivamente. As refletividades máximas obtidas para as amostras preparadas com a nanoferrita espinélio de NiCuZn e a nanohexaferrita de BaNiTi e La são de -30,2 dB (99,9% de absorção) e -21,1 dB (99,2% de absorção), respectivamente.

Neste trabalho é desenvolvido um modelo de blindagem balística mista composta por uma parte cerâmica (alumina), e uma parte de compósito (polietileno de ultra alto peso molecular). Paralelamente, também foi modelada a munição à qual a blindagem objetiva proteger. O modelo foi aplicado a alvos compostos somente da base de polietileno de ultra alto peso molecular, e a alvos mistos contendo cerâmica e compósito. Quando a blindagem apresentou uma V50, velocidade com 50% de chance de penetração, da ordem de 700m/s, a simulação obteve erros inferiores a 5%. Já quando a blindagem apresentou uma V50 mais baixa, cerca de 500m/s, a simulação obteve erros maiores, superiores a 15%, mas mesmo assim foi possível prever que a blindagem não era eficiente para esse tipo de solicitação.

Uma das preocupações entre os fabricantes de aeronaves e motores refere-se falhas não contidas de rotor de turbina com liberação de fragmentos. Esses fragmentos são liberados com altos valores de velocidade e energia colocando em risco a segurança da aeronave. Este trabalho tem por objetivo analisar e desenvolver um painel blindado para proteção dos sistemas e ocupantes de uma aeronave contra fragmentos provenientes desse tipo de falha. O modelo de motor considerado é o turbofan, por ser o tipo de motor mais empregado em avião comercial. As características dos fragmentos são definidas conforme o guia FAA AC 20-128A. São analisadas diversas classes de materiais utilizadas em blindagem balística. O material escolhido deveria permitir obter um painel de proteção de baixo custo e peso e bom desempenho balístico. Com base nesses requisitos o material escolhido é a vitro-cerâmica, onde constituída por uma composição de painel blindado para o sistema vidro lítio e outra composição para o sistema vidro cálcio. Para que fosse definido que tipo de fragmento este painel blindado deveria suportar foram calculadas a massa, velocidade e energia dos fragmentos, onde foi definido que o fragmento a ser considerado seria o do tipo pequeno. Para testar a eficiência do painel blindado construído em vitro-cerâmica, foram realizados ensaios de impacto balístico conforme a norma MIL-STD-662F. Para simular o pequeno fragmento foi utilizado um projétil balístico de calibre 7,62 x 51 mm FMJ. O ensaio de impacto permitiu calcular a velociade V50 do projétil usado com modelo de fragmento. Com a velocidade V50 calculou-se a energia de impacto do simulador de fragmento contra o painel de proteção desenvolvido. A energia de impacto calculada para o projétil foi então comparada com a energia de impacto calculada para o pequeno fragmento. Conclui-se que o painel de proteção fabricado em vitro-cerâmica seria capaz de suportar o impacto da grande maioria dos pequenos fragmentos possível de serem liberado em caso de falha do motor.

Este trabalho apresenta o estudo realizado na área de materiais absorvedores de radiação eletromagnética, do tipo dielétrico, baseados na utilização do polímero condutor polipirrol (PPi). Seis diferentes amostras de PPi foram sintetizadas via rota química, utilizando-se diferentes combinações de dois oxidantes (FeCl3 e Fe2(SO4)3) e dois surfactantes anônicos (dodecilbenzenosulfonato de sódio - DBSNa e ácido dodecilbenzenosulfônico - DBSA). Blendas dos polímeros sintetizados foram obtidas via mistura com resina epóxi. Análises por espectroscopia no infravermelho (FTIR) dos polímeros condutores obtidos comprovam o êxito das sínteses realizadas. Medidas de condutividade elétrica e análises por microscopia eletrônica de varredura mostram claramente a influência dos oxidantes e dos surfactantes nas características finais dos polímeros obtidos. Estes resultados também indicam que o oxidante sulfonado favorece a obtenção das amostras mais condutoras (13 S.cm-1) e das blendas PPi/epóxi com melhor desempenho na atenuação de micro-ondas, na faixa de 8 a 12 GHz (95% de atenuação em torno de 11 GHz).

A indústria automobilística trabalha com diferentes tipos de revestimentos para elementos de fixação (porcas, parafusos e etc.) buscando alta resistência à corrosão com baixas espessuras, eliminar o risco de fragilização pelo hidrogênio e melhoria nas propriedades tribológicas. O trabalho tem como objetivo determinar a influência das interações entre o tratamento superficial dos fixadores e das contra-peças na variação dos coeficientes de atrito atuantes no processo de montagem. A variação do coeficiente de atrito tem grande importância na força de montagem, uma vez que, para um mesmo torque e quanto maior o atrito, menor será a força tensora. Pela realização de ensaios no Equipamento de Torque e Tensão, obtêm-se os dados de força de tensora, torque total, torque na face de assentamento da flange da porca, torque na rosca e os respectivos coeficientes de atrito. Com os dados dos coeficientes de atrito obtidos dos ensaios com diferentes revestimentos e contra-peças, é possível determinar para cada junta aparafusada específica que variação ocorre e qual deve ser a alteração necessária a fim de manter a dispersão da força de montagem (força tensora). Após a realização dos ensaios e apresentação dos dados é possível avaliar que o revestimento organometálico mais selante possui maior compatibilidade em superfícies sem revestimento. Em superfícies que são revestidas em KTL essa compatibilidade reduz significativamente, mas com a adição do óleo controlador de atrito torque'n tension a condição é revertida para valores bem próximos de uma superfície sem revestimento.

Bactérias da espécie Acidithiobacillus ferrooxidans têm sido largamente estudadas ao longo dos últimos anos devido a sua capacidade de oxidação do ferro e do enxofre, o que permite seu emprego em biolixiviação de minérios. Por outro lado, estas bactérias podem acarretar sérios danos de engenharia, devido à corrosão induzida por elas, conhecida como biocorrosão. Para inibir a ação das bactérias, costuma-se empregar biocidas, entretanto a maioria destes compostos pode gerar danos ao meio ambiente. Neste trabalho, avaliou-se a corrosão induzida por Acidithiobacillus ferrooxidans sobre aço carbono AISI 1020 e sobre superfícies recobertas com uma tinta a base de epóxi-siloxano (Polysiloxane XLE). Ensaios de polarização potenciodinâmica, de espectroscopia de impedância eletroquímica e de perda de massa foram realizados para avaliar a potencialidade de corrosão das bactérias e microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para avaliar a microestrutura das superfícies submetidas aos meios de cultura contendo microorganismos. Os resultados mostraram que, na ausência de tinta epóxi-siloxano, a bactéria Acidithiobacillus ferrooxidans acelera a corrosão do aço 1020 e, após 7 dias, observou-se a formação de biofilme poroso e frágil. Para amostras revestidas com tinta, observou-se a formação de uma espessa camada de biofilme após 5 dias, não sendo visualizada corrosão da amostra durante este período e os ensaios eletroquímicos apontaram para uma maior proteção à corrosão nestas amostras.

A elevada relação resistência mecânica/peso, alta resistência à corrosão e biocompatibilidade do titânio e suas ligas apresentam-se de grande importância para as indústrias aeroespacial, química, naval e de implantes. Todavia, a produção e processamento do titânio apresentam custos elevados em função de dificuldades oriundas de sua elevada reatividade. Uma alternativa é a produção de peças por metalurgia do pó. O Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) é o principal centro de desenvolvimento de tecnologia do titânio no país e nos últimos 10 anos desenvolve forte linha de pesquisa relacionada à produção ligas de titânio baseada nas técnicas de metalurgia do pó. Uma das poucas desvantagens da utilização das ligas de titânio está relacionada à sua baixa resistência quando solicitada em situações de desgaste mecânico. Dessa forma, o objetivo desta tese é o desenvolvimento de uma técnica de obtenção de revestimentos de nitreto de titânio por meio de deposição física de vapores utilizando-se um forno de feixes de elétrons (Electron Beam Physical Vapor Deposition - EB-PVD) em substratos da liga Ti-13Nb-13Zr obtida por metalurgia do pó, visando o aumento de sua resistência ao desgaste. A técnica EB-PVD foi escolhida por permitir a obtenção de revestimentos multicamadas, espessos, densos e com elevada adesão. Substratos da liga Ti-13Nb-13Zr, desenvolvida originalmente para aplicação em implantes, foram obtidos a partir da mistura dos pós elementares hidrogenados, seguido por sequencia de prensagens uniaxial e isostática a frio e sinterização sob vácuo. Os revestimentos foram obtidos em um sistema de bicamada Ti/TiN, no qual inicialmente é depositada uma fina camada de titânio puro para aumentar as propriedades de adesão ao substrato. A camada final de TiN é obtida pela ação combinada da nuvem de vaporização do alvo de titânio com um fluxo de nitrogênio direcionado aos substratos. Os revestimentos foram caracterizados por meio de técnicas de microscopias eletrônica de varredura e de força atômica, difração de raios X, análises de microdureza Vickers e ensaios de atrito, desgaste e adesão. Os resultados obtidos demonstraram um aumento significativo dos valores de dureza aliados a significantes resultados de adesão e desgaste, comprovando a funcionalidade do processo desenvolvido sem a necessidade de utilização de métodos especiais de ionização assistida. Pôde ser observada uma evidente tendência à elevação dos valores de microdureza com o aumento da temperatura de aquecimento do substrato e redução da vazão de nitrogênio.