Nos últimos anos com o crescente apelo por tecnologias limpas novos revestimentos de conversão têm sido estudados como uma alternativa a processos convencionais que apresentam inconvenientes ambientais. Entre esses, destacam-se os revestimentos obtidos pela imersão de peças metálicas em soluções contendo íons de titânio, zircônio, cério entre outros e costumam ser denominados comercialmente por nanocerâmicos, devido a sua característica cerâmica e espessura na ordem de nanômetros. No presente trabalho foi realizado um estudo da influência das variáveis de processo pH da solução, tempo de imersão, temperatura e concentração dos reagentes, sobre a resistência à corrosão de camadas convertidas à base dos ácidos hexafluorozircônico e hexafluorotitânico no aço galvanizado. Também se buscou o arranjo de parâmetros ótimo para essas variáveis, a fim de maximizar a proteção contra corrosão do revestimento à base de zircônio e titânio e realizar uma comparação com os processos de cromatização hexavalente e trivalente. Os resultados mostraram que o tempo de imersão na solução de conversão é a variável que mais afeta a qualidade da camada obtida e possui forte interação com as concentrações dos respectivos ácidos e com o pH. Já a temperatura, não apresenta influência significativa para a camada depositada dentro dos limites testados. O revestimento nanocerâmico obtido foi inferior em termos de proteção contra corrosão quando comparado à cromatização hexavalente. Em relação à cromatização trivalente, ele possui propriedades anticorrosivas superiores inicialmente, mas perde rapidamente tais propriedades, enquanto que o cromatizado trivalente se mantém por mais tempo. Entretanto, o revestimento nanocerâmico à base de Zr e Ti aumenta consideravelmente a resistência à corrosão do aço galvanizado. / In recent years with the rising demand for clean technologies new conversion coatings have been studied as an alternative to conventional processes that presents environmental risks. These coatings are obtained by dipping metal substrates in solutions containing ions of titanium, zirconium, cerium and others, and they are usually named as nanoceramics due to its ceramic properties and thickness in order of nanometers. The presented study investigated the influence of process variables solution pH, immersion time, temperature and reagent concentration on the corrosion resistance of a converted layer based on hexafluorozirconic hexafluorotitanic acids carried on hot dip galvanized steel substrates. Also the optimal arrangement of parameters for these variables was obtained in order to maximize corrosion protection of the coating based on zirconium and titanium and perform a comparison with hexavalent and trivalent chromate processes. The results showed that the immersion time in conversion solution is the main variable that affects the converted layer quality and has strong interactions with acid concentrations and pH. However, the temperature did not present significant influence on the corrosion resistance within the tested range. The nanoceramic coating obtained was inferior in terms of corrosion protection when compared to hexavalent chromate. Comparing to trivalent chromate, it has superior anticorrosive properties initially, but quickly loosed its properties while trivalent chromate coating maintained its properties for longer time. Although, the nanoceramic coating based on Zr and Ti considerably increases the corrosion resistance of galvanized steel.

Il est généralement admis que les films à base de carbone constituent d'excellentes alternatives pour augmenter la résistance à l'usure et/ou accroître les propriétés lubrifiantes des alliages métalliques. Communément, les films de carbone sont obtenus par des procédés en phase vapeur. Cependant, ces procédés présentent certaines contraintes de mise en oeuvre et représentent des investissements lourds. L’électrodéposition est, dans la plupart des développements industriels, une alternative très intéressante en raison principalement de son faible coût d’exploitation. Mais dans le cas spécifique de l’élaboration de films de carbone obtenus par électrodéposition en milieu organique, les faibles vitesses de dépôt semblent une limitation qui nécessite de mener des recherches sur des électrolytes à plus forte conductivité ionique. L'addition de liquides ioniques, comme électrolyte support, dans un électrolyte organique pourrait contribuer à une augmentation de la conductivité de celui-ci et permettre un accroissement de la vitesse de dépôt. Dans ce contexte, le présent travail a pour but d’évaluer l'effet de l’addition d’un liquide ionique protique, le Lactate de 2-HydroxyEthanolAmine (2HEAL), à un électrolyte organique, le N,N-DiMéthylFormamide (DMF),sur les caractéristiques de films de carbone déposés par électrodéposition sur un substrat en alliage de titane Ti6Al4V. Nous montrons que l'addition de liquide ionique dans une solution de DMF augmente en effet la conductivité des électrolytes en permettant d’appliquer des densités de courant plus élevées et d’atteindre des vitesses et épaisseurs de dépôt élevées. Nous mettons également en évidence que la concentration en liquide ionique dans l’électrolyte influence fortement la morphologie de surface des dépôts et la structure du film de carbone déposé avec une augmentation de la teneur d’atomes de carbone hybridés sp³. Le film carboné à la surface de l’alliage de titane obtenue par cette voie présente une amélioration significative de la résistance à l'usure tant par rapport aux films obtenus sans addition de liquides ioniques que par rapport au substrat non revêtu. / É sabido que filmes de carbono são excelentes alternativas para aumentar a resistência ao desgaste e/ou aumento das propriedades lubrificantes de ligas metálicas. Geralmente, os filmes de carbono são obtidos por processos em fase de vapor. No entanto, estes processos têm certas limitações de implementação e representam grandes investimentos. A eletrodeposição é na maior parte das vezes uma alternativa industrial atraente, principalmente por causa de seu baixo custo operacional, mas, no caso específico da deposição de filmes de carbono produzidos por eletrodeposição em meio orgânico, as taxas de deposição são muito baixas, o que gera uma limitação que requer um estudo aprofundado sobre eletrólitos com maior condutividade iônica. A adição dos líquidos iônicos, como eletrólito suporte, num eletrólito orgânico pode contribuir para um aumento na condutividade do mesmo e permitir o aumento da taxa de deposição. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da adição de um líquido iônico prótico, o lactato de 2-hydroxietanolamina (2HEAL), em um eletrólito orgânico, a N,N-dimetilformamida (DMF), sobre as características dos filmes de carbono depositados por eletrodeposição em um substrato de liga de titânio Ti6Al4V. Observou-se que a adição de líquido iônico, em uma solução de DMF aumenta, efetivamente, a condutividade do eletrólito e acarreta a geração de maiores densidades de corrente de deposição e, consequentemente, taxas de deposição mais elevadas, originando filmes com maiores espessuras de camada. Também foi demonstrado que a concentração de líquido iônico no eletrólito influencia fortemente a estrutura e a morfologia superficial dos filmes de carbono depositados, com um aumento na quantidade de hibridizações sp³. A presença de carbono na superfície da liga de titânio, contribui para uma melhoria significativa da sua resistência ao desgaste em comparação com os filmes produzidos sem a adição de líquidos iônicos. / It is generally accepted that carbon films are excellent alternatives for increasing the wear resistance and/or increasing the lubricating properties of metal alloys. Commonly, the carbon films are obtained by vapor phase processes. However, these processes have certain limitations of implementation and represent large investments. The electrodeposition is in most industrial development an attractive alternative mainly because of its low operating cost, but in the specific case of the carbon film deposition by electrodeposition in an organic medium, low deposition rates seem a limitation that requires research on electrolytes with higher ionic conductivity. The addition of ionic liquids, as a support electrolyte, in an organic electrolyte may contribute to an increase in the conductivity thereof and allows an increase of the deposition rate. In this context, this work aims to evaluate the effect of adding a protic ionic liquid, 2-HydroxyEthanolAmine Lactate (2HEAL), in an organic electrolyte, N,N-DiMethylFormamide (DMF), on the characteristics of obtained carbon films electrodeposited on a substrate of Ti6Al4V titanium alloy. It was indeed observed that the addition of ionic liquid in a DMF solution increases the conductivity of the electrolyte and allows the application of higher current densities leading to higher deposition rate and higher film thicknesses. It was also demonstrated that the ionic liquid concentration in the electrolyte strongly influences the surface structure and the morphology of the deposited carbon film with a relative increase in amount of sp³-hybridized carbon atoms. The presence of the carbonaceous film at the surface of the titanium alloy contributes to a significant improvement in its wear resistance to wear compared to films produced without the addition of ionic liquids or compared to the bare substrate.

Neste trabalho, acetato de celulose em pó foi modificado com óxido de titânio (Acel/TiO2) e utilizado como matriz para a realização de estudos eletroquímicos. A quantidade de TiO2 incorporado na matriz de acetato de celulose foi de 1,8 mmol g-1. Sobre a superfície da fibra do material modificado com o óxido metálico, Acel/TiO2, foram imobilizados três corantes orgânicos; azul de metileno (AM), azul de meldola (AMeld) e azul de toluidina (AT), resultando em três materiais denominados de Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT. As propriedades eletroquímicas dos materiais foram estudadas através das técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Os estudos eletroquímicos do material, Acel/TiO2/AM indicaram que o potencial médio da espécie eletroativa imobilizada é E0 = 225 mV vs ECS (Eletrodo Calomelano Saturado). O material apresentou alta estabilidade química, visto que não foi observado lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz, mesmo após 100 ciclos de experimentos. O estudo da estabilidade do material após 100 ciclos redox demonstrou que não ocorre lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz modificada. O tipo de solução de eletrólito suporte bem como o pH não afetaram significativamente as intensidades de corrente de pico que permaneceram praticamente constante. O material Acel/TiO2/AM foi utilizado como matriz para a preparação de eletrodos à base de pasta de carbono e foi aplicado como um novo sensor eletroquímico que se mostrou eficiente na determinação de ácido ascórbico em produtos comerciais. As propriedades eletroquímicas dos materiais Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT foram otimizadas utilizando um planejamento fatorial completo 24 com dois pseudo pontos centrais (n= 20 experimentos). Os fatores experimentais escolhidos para os procedimentos de otimização foram aqueles que afetam a reversibilidade do processo de transferência de elétrons. Duas respostas das propriedades dos sistemas foram investigadas: a separação dos potenciais de pico, ΔE [ΔE = Epa - Epc], e a razão entre as correntes, Ipa/Ipc , onde Ipa e Ipc são as intensidades de corrente de pico anódico e catódico, respectivamente. Para a resposta Ipa/Ipc, não foi observado nenhum efeito significativo em relação à reversibilidade do sistema. As melhores condições de reversibilidade eletroquímica do sistema estudado foram: o eletrodo quimicamente modificado Acel/TiO2/AMeld, pH 7,0, [KCl] = 1,0 mol L-1 e velocidade de varredura de 10 mV s-1. Estas condições foram aplicadas na determinação do cofator NADH. As propriedades eletrocatalíticas do Acel/TiO2/AMeld para oxidar o cofator NADH são bastante satisfatórias e o sistema eletródico apresenta uma boa sensibilidade para o NADH. / In this work, the cellulose acetate surface was modified with titanium dioxide and used as matrix for electrochemical studies. The content of TiO2 incorporated in the cellulose acetate matrix resulted in 1,8 mmol g-1. On the fiber surface of the titanium dioxide, Acel/TiO2, modified material three organics dyes were immobilized; methylene blue; meldola blue and toluidine blue, resulting in the materials assigned as Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT. The electrochemical properties of these materials were studied through cyclic voltammetric and chronoamperometric techniques. The electrochemical studies of Acel/TiO2/AM indicated that the medium potential of the electroactive species immobilized is E0 = 225 mV vs SEC. The material present high chemical stability, since leaching of the electroative species from the matrix surface has not been observed, even after 100 experimental cycles. The type and the pH of the solution did not affect the intensities of current peak that remained practically constant. The material Acel/TiO2/AM was used as matrix for the preparation of carbon paste electrodes and it was applied as a new sensor that shows to be efficiencty for ascorbic acid determination in commercial products. The electrochemical properties of the materials Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT were optimized using a factorial design 24 with two pseudo central points (n= 20 experiments). The chosen experimental factors for the optimization procedure were those that affect the reversibility of the electron transfer process. Two responses of the system properties were investigated: the peak potentials separation, ΔE [ΔE = Epa - Epc], and the current ratio, Ipa/Ipc, where Ipa and Ipc are the anodic and cathodic current intensities, respectively. For the response Ipa/Ipc, any significant effect has been observed in relation to the reversibility of the system. The best electrochemical reversibility conditions were: using the Acel/TiO2/AMeld electrode, pH 7.0; 1.0 mol L-1 KCl as supporting electrolyte and scan rate of 10.0 mV s-1. Afterwards, the Acel/TiO2/AMeld modified electrode was tested as amperometric sensor for NADH determination, presenting good sensitivity.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Física, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2013-11-21T20:28:39Z No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Rejected by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br), reason: oi on 2013-11-21T20:30:08Z (GMT) / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2013-11-21T20:36:01Z No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2013-11-26T19:12:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-26T19:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Uma nova matriz vítrea com composição química nominal, LBA: 50Li2O . 45B2O3 . 5Al2O3 (mol%), sem dopantes intencionais e dopada com TiO2 e/ou Nd3+, foi sintetizada pelo tradicional método de fusão e suas propriedades físicas foram investigadas pelas técnicas de Análise Térmica Diferencial (DTA), Absorção Óptica (AO), Fotoluminescência (PL), Espectroscopia Raman (ER), Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de Raios-X (DRX) e por cálculos realizados com base na teórica JMAYK e na Teoria de Judd-Ofelt (JO). Foi investigado a cinética de cristalização da matriz LBA, não dopada, bem como as fases cristalinas formadas (LiBO2 e Li3AlB2O6) durante o processo de tratamento térmico a 450°C, por intervalos de tempo crescentes, na faixa de 1h a 7h. Cálculos JMAYK, conjuntamente com Medidas de AFM, revelaram que a cristalização inicia-se preferencialmente na superfície e evolui para o volume em função do tempo de tratamento. Os parâmetros térmicos e a energia de ativação do sistema vítreo LBA foram obtidos pelo Método Não Isotérmico de análise de reações térmicas. Também foi investigada a cinética de cristalização da matriz LBA, não dopada e dopada com concentrações crescentes de xTiO2 (x = 0; 0,5; 1,0; 1,5; ...; 5,0)(wt%) , bem como as fases cristalinas formadas (LiBO2, LiAlO2 e LiTiO2), durante o processo de tratamento térmico na primeira e na segunda temperatura de máximo da cristalização, TC1 e TC2, por intervalos de tempo crescentes. Análises térmicas e estruturais evidenciaram uma competição entre fases cristalinas, LiAlO2 - LiTiO2, devido à co-dopagem com TiO2. A matriz vítrea LBA proposta neste trabalho, foi sugerida como meio hospedeiro para íons de neodímio, a fim de investigar a influência da variação do campo cristalino nos parâmetros espectroscópicos deste sistema. Para obter tais parâmetros, utilizou-se a Teoria de Judd-Ofelt. Foram calculados os parâmetros de intensidade, Ω9; probabilidade de emissão espontânea, (( "#/ , %)´); a taxa de ramificação, ( "#/ , %)´); a seção eficaz de emissão +(,, ,´); eficiência quântica (,); o tempo de vida radiativo 056 e a qualidade espectroscópica, 7. A codopagem com TiO2 modificou o ambiente químico e promoveu variação significativa da qualidade espectroscópica. Além disso, diminui a intensidade de absorção da “banda água” (OH). Está é uma importante fonte de supressão de luminescência (quenching). Foi investigado a devitrificação da matriz LBA, um importante passo na elucidação da estrutura vítrea, bem como, sugerimos a aplicação em sistemas fotônicos, quando dopada com Nd3+ e/ou codopada com TiO2. Por fim, nós esperamos que estes resultados possam incentivar novas pesquisas sobre esta matriz vítrea utilizando outras técnicas de caracterização. _________________________________________________________________________ ABSTRACT / A new glass matrix with chemical nominal composition, LBA: 50Li2O . 45B2O3 . 5Al2O3 (mol%) without intentional doping and doped with TiO2 and/or Nd3+ was synthesized by the traditional fusion method and their physical properties were investigated by the Differential Thermal Analysis, Optical Absorption, Photoluminescence, Micro Spectroscopy Raman, Atomic Microscopy Force and X-ray Diffraction techniques, and by the calculation performed on the basis of JMAYK and Judd-Ofelt (JO) theories. Were investigated crystallization kinetic of undoped LBA matrix, as well as, crystalline phase formed (LiBO2 e Li3AlB2O6) during heat treatment process at 450°C, by increasing time intervals in the range of 1 to 7 hour. Calculations JMAYK together with AFM measurements revealed that the crystallization starts and progresses preferentially at the surface for volume as a function of treatment time. Thermal parameters and the activation energy of the glass system LBA were obtained by Non-Isothermal analysis method of thermal reactions. Was also investigated the crystallization kinetics of the matrix LBA, doped and undoped, with increasing concentrations of xTiO2 (x = 0; 0,5; 1,0; ...; 5,0)(wt%), as well as, the crystalline phases formed (LiBO2, LiAlO2 e LiTiO2) during the heat treatment process on the first and second maximum temperature of crystallization, TC1 and TC2, for increasing time intervals. Thermal and structural analysis revealed a competition between crystalline phases, LiAlO2 - LiTiO2 due to presence with TiO2. The glassy matrix LBA proposed in this work was tested as a host medium, for neodymium ions in order to investigate the influence of the XI variation in the crystal field on the spectroscopic parameters of this system. For these, we used the Judd-Ofelt theory. They were calculated the intensity parameters, Ω9; the spontaneous emission probability, (( "#/ , %)´); the branching rate, ( "#/ , %)´); the effective emission section, +(,, ,´); the quantum efficiency, (,); the radiative life time, 056; and spectroscopic quality, 7. The presence of TiO2 modifies the environment and promotes significant variation of spectroscopic quality. It also decreases the absorption intensity of the “water” band (OH). This is an important source of suppression of luminescence (quenching). Was investigated the devitrification of LBA matrix, an important step in the elucidation of the glassy structure, as well as, we suggest the application in photonic systems, when doped with Nd3+ and/or doped with TiO2. Finally, we hope that these results will encourage further research on this glass matrix using other characterization techniques.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2014. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-15T11:39:00Z No. of bitstreams: 1 2014-MatheusSerradeHolanda.pdf: 3586279 bytes, checksum: f4230d2a852ae95eaf1670a9d62e4cb8 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-24T14:52:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014-MatheusSerradeHolanda.pdf: 3586279 bytes, checksum: f4230d2a852ae95eaf1670a9d62e4cb8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-24T14:52:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014-MatheusSerradeHolanda.pdf: 3586279 bytes, checksum: f4230d2a852ae95eaf1670a9d62e4cb8 (MD5) / Fibras de TiO2 dopadas com európio e/ou cério foram produzidas através do método de electrospinning e calcinadas a 500 e a 700 °C. Análises de MEV mostraram que fibras com diâmetro médio de 294 nm foram obtidas e analises de MET mostram que, ao serem dopadas, as fibras são formadas por cristalitos de menor tamanho. Analises EDS mostram que a distribuição do dopante na fibra foi homogênea. Os difratogramas apresentam a presença de diferentes fases cristalográficas e mostram que a temperatura de 500 °C é ideal para a formação da fase anatase, ativa para fotocatálise, e que, para a formação dessa fase, é ideal uma baixa porcentagem do dopante e um dopante de menor raio iônico. As fibras dopadas com európio apresentam picos de excitação e de emissão característicos. Os testes de fotocatálise revelaram que as fibras dopadas apresentam um maior poder de degradação dos poluentes orgânicos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / TiO2 fibers doped with europium and/or cerium were produced by electrospinning method and calcined at 500 °C and 700 °C. SEM analysis showed that fibers with average diameter of 294 nm were obtained and TEM analysis showed that, by being doped, the fibers are formed by smaller crystallites. EDS analysis pointed out that a homogeneous distribution of the dopant on the fibers was achieved. The difratogramas presented different crystallographic phases and showed that the temperature of 500 ° C is ideal for the formation of anatase phase, active for photocatalysis, and that, for the formation of this phase is ideal a low percentage of doping and a smaller ionic radius doping. Europium doped fibers present excitation and emission characteristic signals. Photocatalysis tests revealed that the doped fibers have greater power of degradation of inorganic pollutants.

Este trabalho consiste no estudo de juntas soldadas de ligas metálicas Odontológicas, Titânio comercialmente puro e liga de ouro, aplicada em próteses sobre implantes, empregando processo de soldagem a laser. A caracterização destes biomateriais e das juntas soldadas foram feitas por meio de técnicas de análise química, análise metalográfica utilizando-se microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura - MEV, com espectroscopia por espalhamento de energia dispersiva de raios X-EDX , espedroscopia por comprimento de onda de raios X - WDX, mapeamento elementar, / difratometria de raios X. Foi estudado também a dureza, correlacionando-as com a microestrutura e composição química. Realizou-se ensaios caracterizando o processo de corrosão nos metais base e nas juntas soldadas, em solução de NaCI 0,15 mol L<sup-1 , utilizando técnica eletroquímica; curva de polarização potenciodinâmica. Na região do cordão de solda, a microestrutura do titânio comercialmente puro foi do tipo martensítica, e na liga ouro paládio, apresentou uma morfologia dendrítica. No titânio, a dureza no metal base foi de 199 HV, menor do que a dureza no cordão de solda, que foi de 421 HV, devido a presença da microestrutura martensítica. Na liga de ouro a dureza no metal base foi de196 HV, maior do que a dureza no cordão de solda, que foi de 103 HV, devido à microestrutura dendrita. Na caracterização da resistência à corrosão os resultados obtidos demonstraram uma menor resistência à corrosão no cordão de solda para ambos os biometeriais no meio estudado / This work comprises the study of odontological metallic welded joints, commercially pure titanium and gold alloys, applied to prothesis on implants, employing laser welding process. The characterization of these biomaterials and welded joints was made by means of chemical and metallographic analysis, by using optical and scanning electron microscopy (SEM) technique with Energy Dispersive X Rays analysis (EDX), elemental mapping, and X-Ray Difractometry. Experimental tests were carried out characterizing the corrosion process in metal base and welded joints, in NaCI solution 0.15 mo L-1, using electrochemical techniques, potentiodynamic polarization curve. The correlation among hardness, microstructure and chemical composition was aiso studied. In the welding region, the commercially pure titanium microstructure type found was a martensitic one, and in the gold palladium alloy, it presented a dendritic morphology. In titanium, the hardness in the base metal was 199 HV, smaller than the hardness in welding region, which was 421 HV, due to the presence of the martensitic microstructure. In the gold alloy, the hardness in the base metal was 196 HV, greater than the one found in the welding region, which was 103 HV, due to the dendritic microstructure. In the characterization of resistance to corrosion, the results showed a smaller resistance to the corrosion in the welding area for both biomaterials in the studied environment

Existe, por parte da comunidade industrial e científica, uma incessante procura por revestimentos protetores mais resistentes a ambientes cada vez mais agressivos, como aquele encontrado pelas ferramentas de injeção de alumínio. Uma das tendências que surge para aumentar a vida útil destas ferramentas é a de produzir filmes finos compostos por diversas camadas, cada qual tendo sua função especifica; um exemplo deste tipo de revestimento é aquele composto por camada de adesão, camada intermediária e camada de trabalho. Neste trabalho, foi proposto estudar a utilização do nitreto de titânio e alumínio (Ti,Al)N, tanto como camada intermediária quanto de trabalho, uma vez que este apresenta alta dureza, grande resistência ao desgaste e superior resistência à oxidação. Para a camada intermediária, foram depositados filmes finos tipo multicamadas (TixAl1-x)N/(TiyAly-1)N, (Ti,Al)N/TiN e (Ti,Al)N/AlN, com variação na estrutura cristalina e na espessura das camadas individuais, pois dependendo da quantidade de alumínio adicionado ao sistema, o (Ti,Al)N apresenta mudanças em algumas de suas propriedades, como estrutura cristalina, dureza e resistência mecânica. Os filmes finos monolíticos de (Ti,Al)N e suas multicamadas foram depositadas por magnetron sputtering reativo e caracterizados quanto ao crescimento cristalino, estequiometria, espessura das camadas individuais, dureza e módulo de elasticidade. Na segunda parte deste trabalho, a fim de avaliar a camada de trabalho, é apresentada uma nova técnica de caracterização in-situ, que avalia as reações químicas que ocorrem entre o alumínio e os materiais selecionados. Foram comparados entre si o aço AISI H13, os revestimentos nitreto de titânio, nitreto de cromo, e três diferentes composições de (Ti,Al)N, a fim de verificar qual material apresenta o comportamento mais inerte em contato ao alumínio a altas temperaturas. Para tanto, foram utilizadas as técnicas de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e difração de raios X (XRD).

O objetivo deste trabalho foi a produção e caracterização de componentes sinterizados de titânio para aplicação biomédica, obtidos através do processo de fabricação chamado de Moldagem de Pós por Injeção ( MPI ), ou “Metal Injection Molding” ( MIM ) na língua inglesa. Para a produção dos componentes de titânio, utilizou-se de pós de hidreto de titânio produzidos pelo processo de Hidretação-Dehidretação ( HDH ), no Laboratório de Transformação Mecânica - UFRGS. Foram realizados ensaios para a caracterização dos componentes sinterizados quanto às suas propriedades mecânicas, resistência à corrosão, características morfológicas e de biocompatibilidade. Este trabalho concentra-se no desenvolvimento e produção de componentes para área odontológica ( implantodontia ) e médica, visando a implementar a técnica de Moldagem de Pós por Injeção ( MPI ) de hidreto de titânio para aplicação na produção de implantes, tendo em vista que, atualmente, este processo não é utilizado para tal fim. Para as análises de biocompatibilidade foram produzidos parafusos corticais para utilização como implantes. Após a caracterização morfológica e química dos implantes produzidos foram realizados ensaios in vitro de corrosão e in vivo de biocompatibilidade onde foi possível observar algumas características da superfície do implante como, por exemplo, a susceptibilidade à corrosão por frestas e elevado recobrimento ósseo do implante.

Neste trabalho, acetato de celulose em pó foi modificado com óxido de titânio (Acel/TiO2) e utilizado como matriz para a realização de estudos eletroquímicos. A quantidade de TiO2 incorporado na matriz de acetato de celulose foi de 1,8 mmol g-1. Sobre a superfície da fibra do material modificado com o óxido metálico, Acel/TiO2, foram imobilizados três corantes orgânicos; azul de metileno (AM), azul de meldola (AMeld) e azul de toluidina (AT), resultando em três materiais denominados de Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT. As propriedades eletroquímicas dos materiais foram estudadas através das técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Os estudos eletroquímicos do material, Acel/TiO2/AM indicaram que o potencial médio da espécie eletroativa imobilizada é E0 = 225 mV vs ECS (Eletrodo Calomelano Saturado). O material apresentou alta estabilidade química, visto que não foi observado lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz, mesmo após 100 ciclos de experimentos. O estudo da estabilidade do material após 100 ciclos redox demonstrou que não ocorre lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz modificada. O tipo de solução de eletrólito suporte bem como o pH não afetaram significativamente as intensidades de corrente de pico que permaneceram praticamente constante. O material Acel/TiO2/AM foi utilizado como matriz para a preparação de eletrodos à base de pasta de carbono e foi aplicado como um novo sensor eletroquímico que se mostrou eficiente na determinação de ácido ascórbico em produtos comerciais. As propriedades eletroquímicas dos materiais Acel/TiO2/AMeld e Acel/TiO2/AT foram otimizadas utilizando um planejamento fatorial completo 24 com dois pseudo pontos centrais (n= 20 experimentos). Os fatores experimentais escolhidos para os procedimentos de otimização foram aqueles que afetam a reversibilidade do processo de transferência de elétrons. Duas respostas das propriedades dos sistemas foram investigadas: a separação dos potenciais de pico, ΔE [ΔE = Epa - Epc], e a razão entre as correntes, Ipa/Ipc , onde Ipa e Ipc são as intensidades de corrente de pico anódico e catódico, respectivamente. Para a resposta Ipa/Ipc, não foi observado nenhum efeito significativo em relação à reversibilidade do sistema. As melhores condições de reversibilidade eletroquímica do sistema estudado foram: o eletrodo quimicamente modificado Acel/TiO2/AMeld, pH 7,0, [KCl] = 1,0 mol L-1 e velocidade de varredura de 10 mV s-1. Estas condições foram aplicadas na determinação do cofator NADH. As propriedades eletrocatalíticas do Acel/TiO2/AMeld para oxidar o cofator NADH são bastante satisfatórias e o sistema eletródico apresenta uma boa sensibilidade para o NADH. / In this work, the cellulose acetate surface was modified with titanium dioxide and used as matrix for electrochemical studies. The content of TiO2 incorporated in the cellulose acetate matrix resulted in 1,8 mmol g-1. On the fiber surface of the titanium dioxide, Acel/TiO2, modified material three organics dyes were immobilized; methylene blue; meldola blue and toluidine blue, resulting in the materials assigned as Acel/TiO2/AM, Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT. The electrochemical properties of these materials were studied through cyclic voltammetric and chronoamperometric techniques. The electrochemical studies of Acel/TiO2/AM indicated that the medium potential of the electroactive species immobilized is E0 = 225 mV vs SEC. The material present high chemical stability, since leaching of the electroative species from the matrix surface has not been observed, even after 100 experimental cycles. The type and the pH of the solution did not affect the intensities of current peak that remained practically constant. The material Acel/TiO2/AM was used as matrix for the preparation of carbon paste electrodes and it was applied as a new sensor that shows to be efficiencty for ascorbic acid determination in commercial products. The electrochemical properties of the materials Acel/TiO2/AMeld and Acel/TiO2/AT were optimized using a factorial design 24 with two pseudo central points (n= 20 experiments). The chosen experimental factors for the optimization procedure were those that affect the reversibility of the electron transfer process. Two responses of the system properties were investigated: the peak potentials separation, ΔE [ΔE = Epa - Epc], and the current ratio, Ipa/Ipc, where Ipa and Ipc are the anodic and cathodic current intensities, respectively. For the response Ipa/Ipc, any significant effect has been observed in relation to the reversibility of the system. The best electrochemical reversibility conditions were: using the Acel/TiO2/AMeld electrode, pH 7.0; 1.0 mol L-1 KCl as supporting electrolyte and scan rate of 10.0 mV s-1. Afterwards, the Acel/TiO2/AMeld modified electrode was tested as amperometric sensor for NADH determination, presenting good sensitivity.

Tratamentos superficiais permitem aliar as características selecionadas do material base às características do revestimento a ser formado. Neste aspecto, fenômenos eletroquímicos como a corrosão e passividade foram explorados neste trabalho a fim de promover a modificação das ligas Ni-Ti com vistas a diminuir a quantidade de níquel presente na superfície deste material. Desta forma, o estudo do comportamento eletroquímico da liga Ni-Ti, titânio e níquel foi realizado em diversos meios, sendo que, através da comparação dos resultados obtidos, tratamentos eletroquímicos foram propostos para a modificação superficial da liga Ni-Ti. Diversos métodos de análises foram utilizados na quantificação das modificações superficiais advindas dos tratamentos empregados, assim como na seleção de tratamentos a serem investigados em duas distintas aplicações: biomédicas – buscando aumentar a biocompatibilidade da liga Ni-Ti; e em eletrólise – buscando alcançar uma maior eficiência na produção de hidrogênio com o uso de eletrodos a base de Ni-Ti. Ensaios in vitro e em solução de Hank demonstram uma satisfatória biocompatibilidade da liga Ni- Ti mesmo sem a aplicação de tratamentos superficiais, também pôde ser verificada a influência negativa da rugosidade na biocompatibilidade dos materiais testados, a exceção do titânio. Os testes realizados utilizando a liga Ni-Ti como eletrodo na eletrólise de meios aquosos revelaram, através de parâmetros eletroquímicos, o efeito benéfico dos tratamentos superficiais utilizados, trazendo um ganho na eficiência de eletrólise sobre eletrodos Ni-Ti superficialmente modificados. / Surface treatments allow the combination between selected characteristics of the bulk material and the coating to be created. In this aspect, electrochemical phenomena, as corrosion or passivity were investigated to induce surface modification over Ni-Ti alloys, aiming to reduce the nickel concentration present on the material’s surface. For this reason, the study of the Ni-Ti alloy electrochemical behavior was carried out comparing the electrochemical behavior of the alloy with that of the pure elements (nickel and titanium) and the results were used to delimitate electrochemical treatments for Ni-Ti alloys. Different kind of analyses were used in the characterization of the surface modifications produced by the employed treatments. The surface treatments suggested in this work were tested in two different applications: biomedical – surface treatment to improve the biocompatibility of Ni-Ti alloys; and electrolysis – to develop catalytic activity for the hydrogen evolution reaction on Ni-Ti electrodes. The in vitro and Hank’s solution experiments showed a satisfactory biocompatibility for Ni-Ti, even without the use of any surface treatment. The results also demonstrated the negative influence of the roughness on the biocompatibility for all the tested materials, excluding for titanium. The proposed Ni-Ti surface treatment also resulted in the improvement of the efficiency of hydrogen evolution reaction on this material.