O transporte de materiais radioativos deve ser realizado em embalados capazes de suportar tanto condições normais, quanto acidentais de transporte. O objetivo deste trabalho foi a seleção de materiais que possam viabilizar a fabricação de um embalado para o transporte de substâncias que sejam fontes de alta radioatividade, em especial o Mo-99, cujo produto do decaimento radioativo é o Tc-99m, utilizado para fins diagnósticos na medicina nuclear. Para tanto, foi realizada a seleção dos possíveis materiais que podem ser utilizados para a fabricação de um embalado, com o auxílio do programa CES EduPack e a metodologia desenvolvida por Ashby. O programa ESTAR foi utilizado para verificar a ocorrência de radiação de freamento e o programa XCOM para o cálculo do coeficiente de atenuação da radiação gama de alguns dos materiais selecionados para compor a blindagem do embalado. Posteriormente, a espessura necessária para a blindagem da radiação foi calculada. A partir dos resultados obtidos, os materiais selecionados como candidatos potenciais para a fabricação da blindagem foram as ligas de tungstênio. Com relação à parte do embalado que oferece isolamento térmico e proteção ao impacto, destacam-se as madeiras, os aglomerados e os compensados. No que concerne ao revestimento interno e externo, os materiais selecionados se concentram nos aços. / The transport of radioactive materials must be done in packages able to withstand both normal and accidental conditions of transport. The aim of this work was the material selection that can enable the manufacture of a package for the transport of substances which are of high radioactivity sources, especially Mo-99, whose radioactive decay product is Tc-99m, used for diagnosis purposes in nuclear medicine. For this, the selection of possible materials that can be used for the manufacture of the main parts of the package was performed with the aid of CES Edupack program and the methodology developed by Ashby. The ESTAR program was used to check occurrence of Bremsstrahlung and the XCOM program was used to calculate the attenuation coefficient of gamma radiation from some of the selected materials for the shield. After, the thickness needed for the radiation shielding was calculated. From the results, the materials selected as potential candidates for the manufacture of the shielding was the tungsten alloys. Related to the thermal insulation and the impact protection, woods, plywoods and particleboards stand out. With regard to internal and external recipients, the selected materials focus on steels.

Com a crescente demanda por inovação e o fato dos produtos apresentarem cada vez mais uma vida útil reduzida, têm-se hoje a produção de um grande número de diferentes produtos, gerando resíduos e aumentando enormemente o volume dos lixões e aterros sanitários. Na busca por inovações deve-se seguir uma metodologia específica para que ela seja eficiente. Ao buscar novas soluções para um determinado produto, o primeiro passo é analisar os produtos já existentes e seus respectivos materiais. Esta análise, com o intuito de desenvolver novas soluções para problemas conhecidos, é determinada “Análise de Similares” e se revela uma importante ferramenta para avaliar os produtos disponíveis no mercado. A seleção do material adequado é fundamental no desenvolvimento do projeto, e para criar um produto em condições de competir com os já existentes é necessário inovar nos materiais, no design e nos processos de fabricação. Na questão da sustentabilidade, outro importante aspecto é em relação à desmontabilidade dos produtos, que influi diretamente na reciclabilidade dos materiais e componentes. No presente trabalho busca-se analisar como diversos produtos hoje são concebidos quanto a sua desmontagem e seleção de materiais por meio de estudos em relação à Análise de Similares. Busca-se igualmente compreender na prática se as metodologias que hoje são utilizadas em projetos contemplam as variáveis ambientais. Para isso, as análises foram focadas nos aspectos estruturais, nos elementos de junção e nos materiais dos similares, pois entende-se que essas são variáveis ambientais importantes a serem analisadas. Foram verificadas as metodologias empregadas nos estudos, organizando-as de forma coerente, a fim de tornar o estudo mais preciso e funcional. E na etapa de resultados buscou-se investigar os diferentes materiais presentes e os elementos de junção que fazem parte dos produtos, sistematizá-los e organizá-los na etapa de discussão. A partir desses estudos partiu-se então para realizar uma contribuição para uma metodologia com enfoque no Design para a Desmontagem. / Because of the increasing demand for innovation and the fact that products have presented shorter life spans, we have today the production of a huge number of different products generating waste and enormously increasing the volumes of landfills and sanitary embankments. In this search for innovation, a specific methodology must be followed in order to achieve efficiency. A first step when searching for new solutions for a certain product would be analyzing already existing products and its materials. This kind of analysis, intended to develop new solutions for well-known problems, is called “Analysis of similars”, an important tool to evaluate the available products in the market. The material selection is fundamental for the project development, and to create a product capable of competing with the already existing ones it is necessary to innovate in the use of materials, design, and the manufacturing process. Another important factor, related to sustainability, is the possibility of disassembling the products, allowing for the recycling of materials and reusing of components. In this paper we try to investigate through analysis of similars how products today are conceived in relation to disassembling possibilities and to material selection and understand if the methodologies used in projects nowadays consider environmental variables. In order to accomplish that, the analysis focused on structural aspects, as well as on the junction elements and the similar materials, because we understand that those are important environmental variables that should be analyzed. We analyzed the methodologies used in different studies, organizing them in a coherent way in order to turn the study more precise and functional. In the Results chapter we carried out an investigation of the various materials and elements of junction that are part of the products to later systematize and organize them in the Discussion chapter. From that point we tried to contribute for the development of a methodology focusing on the Design for Disassembly.

O presente trabalho descreve a importância da Engenharia de Materiais e do Design, como fatores fundamentais para redução do impacto ambiental gerado tanto no processo produtivo quanto no descarte do material. O campo das engenharias contribuiu significativamente com diversos métodos voltados para o projeto de produtos. Assim, a Seleção de Materiais, aplicados no Design de Produto, é um fator tecnológico para a inovação no qual a Engenharia de Materiais tem o papel fundamental de auxiliar o Designer na busca do conhecimento nessa área. A metodologia utilizada neste trabalho para redução do impacto ambiental dos materiais é a Metodologia do Ecodesign, que na atividade de desenvolvimento de produtos procura incorporar a variável ambiental, considerando o ambiente com mesmo grau de importância como a eficiência, estética, custo, ergonomia e funcionalidade. As áreas de Design e Engenharia de Materiais são detentoras dos maiores desafios na procura de critérios de avaliação e análise para posterior desenvolvimento de produtos ecologicamente corretos. Bem gerenciado, esse binômio determina o êxito do empreendimento, projetando eco-produtos e diminuindo, assim, o impacto ambiental. A trilogia reutilizar, reduzir e reciclar, conhecidas como 3R’s, constituem-se as ações, cada vez mais crescentes e praticadas pelas empresas na elaboração de seus produtos, visando à melhoria das condições ambientais e, conseqüentemente da qualidade de vida. A prática dos 3R’s objetiva a construção de um novo comportamento ou atitude diante do ambiente natural e de seus recursos renováveis, mas, sobretudo, dos não-renováveis, fundamentado no ciclo de vida das matérias-primas e, por conseguinte, dos produtos delas derivados. Neste sentido, o trabalho realizado fez uso do binômio Engenharia de Materiais e Design, aplicando os 3R’s através de estudos de caso que demonstraram a viabilidade dessa proposta, tanto em nível de produção industrial como na redução de resíduos oriundos das sobras de materiais descartados pela indústria. / This paper describes the importance of Materials Engineering and Design, as key factors for reducing the environmental impact generated both in the production process, as the disposal of the material. The field of engineering contributed significantly with different methods toward the design of products. Thus the selection of materials used in Product Design, is a factor for technological innovation in which the Engineering Materials has the key role of assisting the designer in search of knowledge in that area. The methodology used in this work to reduce the environmental impact of materials, is the methodology of Ecodesign that activity in the development of products seeks to incorporate environmental variable, considering the environment with same degree of importance as the efficiency, aesthetics, cost, ergonomics and functionality. The areas of Design and Engineering Materials are holders of the greatest challenges in the search criteria for evaluation and testing for further development of environmentally correct products. Well managed binomial that determines the success of the venture, designing eco-products and thereby reducing the environmental impact. Based on the trilogy reuse, reduce and recycle, known as 3R's, are up actions, growing and increasingly practised by companies in the development of its products, aiming to improve environmental conditions and consequently the quality of life. The practice of 3R's, aims to build a new behavior or attitude ahead of the natural environment and its renewable resources, but especially the non-renewable, based on the life cycle of raw materials and therefore the products derived from them. In this sense, the work, made use of the two areas Engineering of Materials and Design, using the 3R's, through case studies that demonstrated the viability of this proposal, both at the level of industrial production, and the reduction of waste from the surplus of materials discarded by the industry.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-20T19:15:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-24T16:17:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T16:17:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISSERTAÇÃO_DesenvolvimentoProcessoFabricação.pdf: 3451195 bytes, checksum: 3ce3b8b3155bad7b56b9a4c5a9d099b6 (MD5) Previous issue date: 2013 / O foco deste trabalho é o estudo dos primórdios do desenvolvimento da aviação, seus principais incentivadores e estudiosos, com vistas a obter referências para o desenvolvimento de um processo de fabricação de laminado plano de material composto polimérico de fibra de vidro, para substituição de outro – o contraplacado aeronáutico – na construção de fuselagem aeronáutica. Propõe-se uma metodologia para a produção desses laminados, baseada no processo de infusão de resina por meio da técnica de RTM (Resin Transfer Moulding). ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The work focus is the presentation of firsts aircraft development, pioneers, first rousers and diligents, and create a factoring process to produce a material polymeric – fiber glass composite laminate plane, to replace the plywood, in fuselage body airplanes construction. We will proposes a methodology to produce this materials, by RTM (Resin Transfer Moulding) technique.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-11-20T19:39:57Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoEfeitoHidroxiuréia.pdf: 5349681 bytes, checksum: 9242c02d09fc759cced225a2db00da01 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-24T17:54:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoEfeitoHidroxiuréia.pdf: 5349681 bytes, checksum: 9242c02d09fc759cced225a2db00da01 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T17:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoEfeitoHidroxiuréia.pdf: 5349681 bytes, checksum: 9242c02d09fc759cced225a2db00da01 (MD5) Previous issue date: 2014 / A hidroxiuréia, antineoplásico potente usado no tratamento de vários tipos de câncer e na síndrome da imunodeficiência adquirida, é um inibidor eficiente na síntese de DNA de células humanas e bacterianas, e também é considerada a principal droga ministrada em pacientes com anemia falciforme. A anemia falciforme é consequência da polimerização da hemoglobina mutante – no seu estado desoxigenado - gerando fibras nanométricas que provocam a gelificação da suspensão de hemoglobina, causando um fenômeno chamado afoiçamento dos eritrócitos do sangue. A hidroxiuréia age na anemia falciforme causando uma diminuição da expressão das moléculas de adesão, aumento da concentração da produção de oxido nítrico e de hemoglobina fetal. A hipótese de estudo deste trabalho baseia-se no fato da hidroxiuréia apresentar um efeito anti-gelificante, dissolve o gel de hemoglobina falciforme, e diminui, portanto, o risco de vaso-oclusão. Para investigar a ação de anti-coagulação da hidroxiuréia foi utilizado o colágeno bovino e hemoglobinas liofilizadas comerciais reticuladas em glutaraldeído em suspensão. As técnicas utilizadas para neste trabalho foram microscopia ótica e eletrônica de varredura, análises térmicas por DSC, reológicas e fotométricas. As imagens obtidas pela microscopia apresentam diferenças estruturais entre os géis à medida que a hidroxiuréia é adicionada, resultados estes que corroboram com os ensaios reométricos e de viscosidade. O método de temperatura modulada do DSC chamado StepScan forneceu características térmicas do comportamento das amostras baseado na mudança de capacidade térmica dos géis sob a adição de hidroxiuréia. Através dos resultados experimentais pôde-se inferir que a adição de hidroxiuréia influencia no processo de gelificação dos géis estudados, portanto, hipoteticamente, possa ter efeito na polimerização de hemoglobina falciforme nos casos de pacientes com anemia falciforme. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The hydroxyurea, antineoplastic used in the treatment of variety of cancer and in the acquired immune deficiency syndrome. It is efficient inhibitor blocking DNA synthesis in both human and bacterial cells. The hydroxyurea is considered the main drug for sickle cell anemia that is a haemoglobinopathy. The sickle cell anemia is caused for the polymerization of the mutant hemoglobin – in its deoxygenated state – generates nanometric fibers which causes the gelification of the hemoglobin-serum suspension, a phenomenon called sickling of the red blood cell. The hydroxyurea acts in sickle cell anemia causing a decrease in the expression of adhesion molecules, increasing the concentration of nitric oxide and fetal hemoglobin. The research hypothesis of this study is based in the hypothesis that HU has an antigelling effect, dissolving the sickle hemoglobin gel, and decreasing the vascular occlusion risk. To investigate the anti-gelling action of HU we used bovine collagen type I and lyophilized commercial hemoglobins crosslinked with glutaraldehyde as suspension. The techniques used in this study were optical and scanning electron microscopy, thermal analysis by DSC and rheological. The microscopy show structural differences between gels when hydroxyurea is added, these results corroborated with rheometer and viscosimeter assays. The method of temperature-modulated DSC called StepScan gave characteristics of the behavior of the samples based on the change in heat capacity of the gels on the addition of hydroxyurea. Through the experimental results it can be inferred that the addition of hydroxyurea influence the gelation of the gels studied therefore hypothesized process can has effect in the polymerization of sickle hemoglobin in cases of sickle cell anemia patients.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-10T20:40:12Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoParâmetrosGeométricos.pdf: 3279047 bytes, checksum: 05e8b311e3577f7c708fc8c4ef5b2f28 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-14T12:25:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoParâmetrosGeométricos.pdf: 3279047 bytes, checksum: 05e8b311e3577f7c708fc8c4ef5b2f28 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-14T12:25:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AvaliaçãoParâmetrosGeométricos.pdf: 3279047 bytes, checksum: 05e8b311e3577f7c708fc8c4ef5b2f28 (MD5) Previous issue date: 2014 / Colunas de revestimento (casing) utilizadas em exploração/produção de petróleo e gás natural são submetidas a pressões e temperatura cada vez maiores, portanto necessitam de alta resistência mecânica e alta tenacidade para suportar as solicitações mecânicas como tração, pressão interna e externa, torção, flexão e fadiga. Para a formação das colunas de revestimento, os tubos são unidos por conexão rosca-luva, que são pontos críticos para a integridade estrutural. As propriedades mecânicas e a estrutura de aço API 5CT grau P110 foram avaliadas por meio de ensaio de tração, impacto Charpy e análise metalográfica em microscópio óptico. Simulações por Método dos Elementos Finitos (MEF) foram empregadas em dois modelos de conexão API, do tipo rosca-luva, equivalentes a tubos de 13 3/8″. As simulações tiveram os seguintes objetivos: comparar a resistência à falha por tração, comparar a concentração de tensão e deformação plástica localizada, e ainda avaliar se alterações geométricas nas luvas ou no perfil das roscas são eficientes para reduzir a concentração de tensão e os seus reflexos em outros modos de falha, ou seja, um estudo parametrizado por MEF. Os resultados indicam que a conexão do tipo API Buttress possui melhor desempenho que a API Short Round em relação à resistência ao carregamento trativo, porém, as duas conexões padronizadas apresentaram alta concentração de tensões na região do último filete encaixado. Dentre as alterações geométricas propostas, a usinagem de chanfros nos filetes extremos do tubo e da luva foi eficiente na obtenção de distribuição de tensões mais uniforme na conexão Buttress, além de reduzir os valores de concentração de tensão e deformação plástica localizada. As modificações da geometria da luva mostraram-se ineficientes na melhoria do desempenho das conexões, pois as variações que promoveram distribuição de tensões mais uniforme aumentaram a tendência de separação tubo-luva. No geral, os resultados obtidos nos modelos numéricos permitem compreender, em parte, como os tipos de conexões influenciam o desempenho de colunas de revestimento de poços de hidrocarbonetos e como acontece o desenvolvimento de conexões proprietárias a partir de modificações das conexões padronizadas. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Casing strings are subjected to high pressures under increasing oil well depths, so they increasingly require high strength and good toughness in order to support the stresses, external and internal pressure, bending and fatigue. The casing string is formed by pipes connected by threaded and coupled connections, the threads acts as stress raisers and fatigue damages can arise from that. A seamless API 5CT P110 steel was characterized by tensile test, Charpy impact and optical metallographic analysis. FEA models of casing threaded and coupled connections were carried out to investigate and compare two API threaded and coupled connections under make up torque, tensile and internal pressure. A parametric study was performed on the numeric models to determine the influence of some geometric features on the behavior of the threaded connections. For this parametric study, the API Buttress threaded and coupled connection was used as reference. The results showed that the API Buttress connection support higher tensile loads than the API Short Round, however both standard threaded and coupled connections showed high stress concentration in the last engaged thread and a non uniform stress distribution over the threads. A conical groove opening into the crests of the initial threads of the coupling and into the last threads of the tube was efficient in reducing the stress concentration of the connection and promoting a better relative thread load distribution, the local plastic deformation have been reduced as well. The changes in the overall geometry of the coupling that reduced its stiffness resulted in increases openness of the threads. The parametric study illustrated how proprietary connections are developed based on API standard and how the failure modes are related.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-11T20:04:26Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ReaproveitamentoLamaAciaria.pdf: 209900 bytes, checksum: b358bc013e2625720f7d6aeb02d30123 (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: a pedido on 2014-12-12T14:57:07Z (GMT) / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-16T15:05:51Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ReaproveitamentoLamaAciaria.pdf: 3813101 bytes, checksum: 39291c25e9ea6e017b3c0956bd69bf9f (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-15T17:33:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ReaproveitamentoLamaAciaria.pdf: 3813101 bytes, checksum: 39291c25e9ea6e017b3c0956bd69bf9f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-15T17:33:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ReaproveitamentoLamaAciaria.pdf: 3813101 bytes, checksum: 39291c25e9ea6e017b3c0956bd69bf9f (MD5) Previous issue date: 2006 / Neste trabalho são apresentados os resultados de um estudo sobre a incorporação de lama de aciaria com baixo teor de ferro metálico à massa argilosa para fabricação de cerâmica vermelha e a análise das propriedades tecnológicas deste material com a variação da temperatura de queima. Os corpos-de-prova cerâmicos foram confeccionados com 2, 5, 10, 20 e 30% em peso de lama de aciaria com baixo teor de ferro metálico obtida pela técnica de ultrassonagem no Centro de Treinamento e Transferência de Tecnologia – CT3, Fundação Gorceix, Ouro Preto e massa argilosa da União das Cerâmicas UNICER, Santa Gertrudes, São Paulo. Os materiais obtidos foram queimados nas temperaturas de 1000, 1050 e 10750C e determinadas as propriedades físico-mecânicas de absorção de água; porosidade e massa específica aparente, retração linear e tensão de ruptura à flexão, em função da temperatura de queima e do conteúdo de resíduo. Os resultados indicaram que a adição de lama de aciaria em diferentes formulações à massa argilosa modifica as propriedades tecnológicas e que os materiais cerâmicos obtidos a partir dessas formulações têm potencial para serem empregados na fabricação de produtos de cerâmica vermelha. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work presents the results of a study on the incorporation of de of furnace waste with low teor of metallic iron at clay mass to fabrication of red ceramic and the analysis of the technological properties of this material with the variation of the firing temperature. The ceramic probe material were confeccionated with 2, 5, 10, 20 and 30% wt % of furnace waste with low teor of metallic iron obtained by ultrassonage technical at Centro de Treinamento e Transferência de Tecnologia – CT3, Fundação Gorceix, Ouro Preto and clay mass of União das Cerâmicas UNICER, Santa Gertrudes, São Paulo. The materials obtained were fired at temperatures of 1000, 1050 e 10750C and determined the physical-mechanical properties of water absorption; apparent porosity and specific mass, linear retraction and module rupture at flexion, as a function of firing temperature and content of waste. The results suggests that the addition of furnace waste in different formulations to the clay mass modifies the technological properties and that ceramic probe materials obtained presents to be utilized to fabrication of red ceramic products.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-10-19T19:57:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoCristaisMistos.pdf: 5236470 bytes, checksum: a7596819392f0e06dbde0256deef1c04 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-26T11:49:52Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoCristaisMistos.pdf: 5236470 bytes, checksum: a7596819392f0e06dbde0256deef1c04 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T11:49:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoCristaisMistos.pdf: 5236470 bytes, checksum: a7596819392f0e06dbde0256deef1c04 (MD5) Previous issue date: 2015

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-10-23T17:52:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudosFenomenológicosAssociados.pdf: 4165620 bytes, checksum: 1002624df2444041f79b368ff9a18d58 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-26T13:00:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudosFenomenológicosAssociados.pdf: 4165620 bytes, checksum: 1002624df2444041f79b368ff9a18d58 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T13:00:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_EstudosFenomenológicosAssociados.pdf: 4165620 bytes, checksum: 1002624df2444041f79b368ff9a18d58 (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um novo produto para uso na sinterização, denominado minipelota, com diâmetro entre 3 e 8 mm, proveniente da aglomeração de finos de minério de ferro e silicato de sódio líquido, produzida através de pelotamento em discos e endurecida em temperaturas de 100 a 550ºC. Investigou-se a influência da temperatura e da atmosfera de secagem sobre a resistência mecânica da minipelota e o uso de nanomateriais de carbono como alternativas tecnológicas capazes de maximizar as propriedades mecânicas da minipelota, através da formação de nanocompósitos de alto desempenho. A minipelota foi submetida à secagem em atmosferas constituídas de ar atmosférico e/ou CO2. Durante o processo de secagem, observou-se a influência da temperatura e da atmosfera sobre a resistência à compressão da minipelota após exposição à água, assim como na morfologia do silicato de sódio, evidenciando uma dependência entre elas. Do ponto de vista microestrutural, observou-se o crescimento de filamentos aciculares de carbonato de sódio mono-hidratado sobre os filmes de silicato de sódio durante a secagem, em temperaturas entre 200ºC e 300ºC. Em atmosferas ricas em CO2, observou-se uma formação mais intensa dos filamentos aciculares. Esses filamentos são solúveis em água, formam-se na presença de CO2 e influenciam a qualidade final do filme de silicato de sódio formado após secagem. O uso de CO2 durante a secagem do silicato de sódio mostrou-se eficiente para a redução do teor de sódio do filme de silicato (via formação de carbonato de sódio). A menor presença de íons sódio na estrutura do silicato contribuiu para a formação de filmes com maior grau de polimerização e menor solubilidade. O uso de nanomateriais de carbono associados ao silicato de sódio promoveu ganhos da ordem de 285% sobre a resistência a compressão da minipelota. A dispersão dos nanomateriais ao silicato de sódio via ultrassom, potencializada pelo tempo de repouso dos nanomateriais no silicato de sódio foi fundamental para promover a formação de nanocompósitos de alta resistência mecânica. Esse novo produto apresentou propriedades físicas, químicas e metalúrgicas adequadas para transporte e manuseio, além de excelente desempenho nas sinterizações de minério de ferro. _________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work presents the development of a new product for use in sintering, called minipellets, with a diameter between 3 and 8 mm, from the agglomeration of iron ore fines and liquid sodium silicate, produced by balling discs and cured at temperatures ranging from 100 to 550°C. In this study the influence of the drying temperature and atmosphere on the mechanical strength of the minipellets, and the use of carbon nanomaterials as a technological solution to maximize the mechanical properties of minipellets by the formation of high-performance nanocomposite was investigated. The minipellets were submitted to drying/cure at temperatures between 100°C and 550°C and gaseous atmosphere consisting of air and/or carbon dioxide. During the drying/cure processes, it was observed a strong influence of both temperature and atmosphere on the compression strength after exposure to water, as well as on the morphology of the sodium silicate. The use of carbon dioxide atmosphere during drying proved to be effective to achieve an increase of the compression strength after exposure to water. However, from the microstructure point of view, the growth of acicular filaments of sodium carbonate monohydrate on sodium silicate films during drying was observed at temperatures between 200°C and 300°C. In CO2-rich atmospheres, a more intense formation of acicular filaments was observed. These filaments formed in the presence of CO2 are water-soluble, and influence the final quality of the sodium silicate film formed after drying. The use of CO2 during sodium silicate drying proved to be effective in reducing the sodium content of the silicate film (via formation of sodium carbonate). The lower presence of sodium ions in the silicate structure contributes to the formation a film with a higher degree of polymerization and lower solubility. The use of carbon nanomaterials associated with sodium silicate promoted gains of about 285% over the compression strength of minipellets. The dispersion of nanomaterials in sodium silicate via ultrasound, boosted by the rest period of nanomaterials in the sodium silicate was essential to promote the formation of high strength nanocomposites. This new product has physical, chemical and metallurgical properties suitable for shipping and handling, and excellent performance in the sintering process.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-10-13T20:46:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComparativoComportamento.pdf: 4220568 bytes, checksum: b80a4e44e6f319dbcc3acd8e922c9cdc (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-26T13:03:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComparativoComportamento.pdf: 4220568 bytes, checksum: b80a4e44e6f319dbcc3acd8e922c9cdc (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T13:03:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_EstudoComparativoComportamento.pdf: 4220568 bytes, checksum: b80a4e44e6f319dbcc3acd8e922c9cdc (MD5) Previous issue date: 2015 / A indústria ferroviária tem como um dos principais modos de falhas a fratura por fadiga iniciada no boleto de trilhos e com sentido de propagação transversal em direção à alma e patim do trilho, gerando paralisação da via permanente e muitas vezes acidentes de proporções catastróficas. Três tipos de trilhos (aços) premium (alta resistência mecânica) foram estudados pela caracterização metalúrgica e mecânica, principalmente por intermédio de conceitos da Mecânica de Fratura, através dos ensaios de propagação de trinca por fadiga (da/dN x ΔK) e de tenacidade à fratura (KIC). Os aços estudados foram: 1. tratado térmicamente no boleto e microligado ao vanádio, 2. tratado térmicamente no boleto e hipereutetóide e 3. tratado térmicamente na profundidade do boleto. Nos resultados obtidos o aço tratado térmicamente no boleto e hipereutetóide mostrou-se com o melhor desempenho em relação a propagação de trinca por fadiga, além de mostrar-se com maior tenacidade à fratura. Desta forma, o aço tratado térmicamente no boleto e hipereutetóide pode utilizar ciclos mais longos (espaçados) de manutenção preventiva como inspeção por ultrassom, esmerilhamento e substituição, tornando-se o mais recomendado a ser adotado na via permanente entre os aços estudados. _________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The railway industry has as a major failure modes fatigue fracture started in the rail head and with direction of propagation to the web and base of rail, causing interruption of railway and often accidents of catastrophic proportions. Three types of rails (steel) premium (high strength) were studied by metallurgical and mechanical characterization, principally by concepts of Fracture Mechanics, through the crack fatigue propagation tests (da / dN x ΔK) and of Fracture Toughness (KIC). The steels studied were: 1. Heat treated in rail head and micro alloyed by vanadium, 2. Heat treated in rail head and hypereutectoid and 3. Heat treated in the depth of rail head. In the results obtained the steel heat treated in rail head and hypereutectoid showed with the best performance in relation to the crack propagation fatigue, and showed with better fracture toughness. The steel heat treated in rail head and hypereutectoid needs longer cycles (spaced) of preventive maintenance inspection as ultrasound, grinding and replacement, becoming the most recommended to be adopted in railway between the studied steels.