Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-12-19T17:14:06Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-12-19T17:14:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07613.pdf: 5555459 bytes, checksum: 0047c9f052248797761d648268e841ba (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No presente trabalho foram estudadas as propriedades mecâncias (resistência à tração e porcentagem de alongamento na ruptura e resistência à perfuração), propriedades ópticas, permeabilidade ao gás oxigênio e ao vapor d\'água, migração total em simulante aquoso (ácido acético 3%) e gorduroso (n- heptano), e a formação de produtos voláteis da radiólise, com vistas à avaliar o efeito da radiação ionizante (raios gama e feixe de elétrons) em filmes flexíveis mono e multicamadas comerciais, fabricados no Brasil para a indústria de produtos cárneos. Os filmes estudados foram: um monocamada de polietileno de baixa densidade (LDPE) e um multicamadas coextrusado composto de polietileno de baixa densidade (LDPE), copolímero de etileno e álcool vinílico (EVOH) e poliamida (PA), ou seja, a estrutura: LDPE/EVOH/PA. As irradiações foram realizadas em uma fonte de 60Co do tipo Gammacell e em um acelerador de elétrons do tipo eletrostático (l,5MeV), com doses de até 30 kGy, na temperatura ambiente e presença de ar. As alterações nas propriedades foram avaliadas de acordo com a dose de radiação aplicada, oito dias após a irradiação e novamente, dois a três meses após a irradiação. Os resultados mostraram que as reações de cisão predominaram sobre as reações de reticulação para ambos os filmes estudados, irradiados com raios gama ou com feixe de elétrons. As variações observadas em função da irradiação, nas propriedades avaliadas não limitam a aplicação final desses filmes, uma vez que não ultrapassaram o limite de segurança especificado pelo fabricante em nenhuma dose e período em que foram estudadas. Concluiu-se que os filmes estudados podem ser utilizados, sob o ponto de vista das propriedades avaliadas, como embalagens para produtos pasteurizáveis por radiação e radioesterilizáveis usando irradiadores gama ou aceleradores de elétrons, nas doses de radiação estudadas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-12-19T17:14:06Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-12-19T17:14:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A decomposição natural da borracha é muito lenta, devido às suas estruturas vulcanizadas serem extremamente reticuladas formando uma rede tridimensional, tornando o reprocessamento desse material extremamente difícil. O presente trabalho tem como principal objetivo o estudo da aplicação da radiação gama como forma de desvulcanização para a reciclagem/reaproveitamento. Foi avaliada a interação de elastômeros com a radiação ionizante de fonte gama investigando-se as alterações nas propriedades físico-químicas dos materiais. Foram utilizadas formulações de borracha NBR (copolímero de Acrilonitrila-Butadieno) e EPDM (terpolímero etileno-propileno-dieno), provenientes da indústria de borracha, reticuladas por mistura convencional à base de enxofre. Foram preparados master-batch com pó de borracha (refugo industrial) e borracha virgem. O material processado (master-batch) foi irradiado em fonte de 60Co nas doses de 50, 100, 150 kGy e taxa de dose de 5 kGy h-1, à temperatura ambiente. O material irradiado foi incorporado nas formulações clássicas à base de enxofre. As formulações foram caracterizadas por: espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise térmica (TG e DTG), tensão na ruptura, alongamento na ruptura, dureza, resistência à abrasão, reometria e inchamento. Os resultados mostraram uma predominância de cisão de cadeia na dose de 50 kGy para a borracha EPDM. Para a borracha nitrílica foi observada a predominância de cisão de cadeia na dose de 100 kGy. Estes resultados mostram a possibilidade do uso da radiação gama para o reaproveitamento/reciclagem das borrachas EPDM e nitrílica. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Marco Antonio Oliveira da Silva (maosilva@ipen.br) on 2017-11-01T17:02:12Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2017-11-01T17:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este trabalho apresenta um estudo prático da aplicação do conceito Leak Before Break (LBB), usualmente aplicado em usinas nucleares, em uma tubulação fabricada a partir de aço AISI 316LN soldada com a utilização de eletrodo revestido AISI 316L. O LBB é um critério fundamentado em análises de mecânica da fratura, que considera que um vazamento proveniente de uma trinca, presente em uma tubulação, possa ser detectado por sistemas de detecção de vazamento, antes que esta trinca alcance um tamanho crítico que implique na falha da tubulação. Na tubulação estudada, foram realizados ensaios mecânicos de tração e análises de Ramberg-Osgood, bem como ensaios de tenacidade à fratura para a obtenção da curva de resistência J-R do material. Os ensaios foram realizados considerando o metal base, a solda e a zona termicamente afetada (ZTA), nas temperaturas de operação de uma planta nuclear. Para as propriedades mecânicas encontradas nos ensaios foram realizadas análises de carga limite para se determinar o tamanho da trinca que cause um vazamento detectável e, também, o seu tamanho crítico que cause a falha por colapso plástico. Para o tamanho crítico de trinca encontrado na solda, região que apresentou a menor tenacidade, foram realizadas análises de Integral J e de módulo de rasgamento T, considerando falha por rasgamento dúctil. Os resultados demonstram um comportamento bem definido entre o metal base, a ZTA e a solda, onde o metal base apresenta um comportamento altamente tenaz, a solda um comportamento pouco tenaz e a ZTA apresentou propriedades mecânicas intermediárias entre o metal base e a solda. Utilizando o software PICEP, foram determinadas as curvas de taxa de vazamento versus tamanho de trinca e também o tamanho crítico da trinca, considerando análise por carga limite. Observou-se que, após certo tamanho de trinca, a taxa de vazamento do metal base é muito maior do que para a ZTA e solda, para um mesmo comprimento de trinca. Isso ocorre porque é esperado que a trinca cresça de forma mais arredondada no metal base, devido à sua maior tenacidade. O menor tamanho crítico de trinca foi encontrado para o metal base para trincas circunferenciais. Para as análises de Integral J realizadas na solda, foi demonstrado que a falha por rasgamento dúctil não ocorrerá nas condições consideradas e essa hipótese foi sedimentada pela análise de mecânica da fratura elasto-plástica (MFEL) com o uso do diagrama J/T. Dessa forma, pode-se concluir que a tubulação estudada estaria apta a ser empregada em um circuito primário de um reator que utilizasse o critério de LBB, nas condições de carregamento e geometria consideradas. Adicionalmente, concluiu-se que nessas condições apenas o modo de falha por colapso plástico é esperado. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Aços microligados pertencem à classe dos aços ARBL contendo baixa ou média quantidade de carbono e pequena adição de elementos de liga tais como Mn, Nb, Mo, V e Ti. A variedade microestrutural desses aços pode ser obtida dependendo da temperatura de conformação, taxa de resfriamento e composição química. Os tratamentos intercríticos e isotérmicos produzem microestruturas multifásicas com diferentes quantidades de ferrita, martensita, bainita e austenita retida. A presença de diferentes fases nestes materiais, com morfologias distintas, pode afetar de modo significativo seu comportamento mecânico, afetando, por exemplo, o fechamento da trinca e resultando em mudanças na taxa de crescimento da mesma. O objetivo deste trabalho é avaliar as propriedades de tração e a resistência ao crescimento da trinca por fadiga de um aço microligado RD 480 com 0.08%C-1, 5%Mn (p), correlacionando-as com suas características microestruturais. Esse aço, desenvolvido recentemente pela CSN (Companhia Siderúrgica Nacional), é considerado promissor como alternativa para substituir o aço de baixo carbono utilizado em componentes de rodas na indústria automotiva. Distintas condições microestruturais foram obtidas por meio de tratamentos térmicos seguidos de resfriamento em água. As condições de tratamento intercrítico e têmpera simples foram escolhidas para se avaliar a resistência à propagação da trinca por fadiga. Os resultados dos ensaios foram sintetizados em termos da taxa de crescimento da trinca (da/dN) versus a variação do Fator Intensidade de Tensão (_K) no ciclo de carregamento. Para descrever o comportamento das trincas foram utilizados dois modelos: a equação convencional de Paris e um novo modelo exponencial que mostra o comportamento não linear das curvas de fadiga. Os resultados mostraram que uma microestrutura combinando ferrita de aspecto acicular e fases duras (martensita/bainita) resultou em menores taxas de crescimento da trinca. No entanto, a melhor combinação entre as propriedades de tração (limite de escoamento, resistência e ductilidade) e fadiga foi obtida com uma microestrura bifásica contendo martensita dispersa em uma matriz ferrítica. Observou-se uma transição nas curvas de crescimento da trinca para todas as condições tratadas termicamente e, por conta disto, as curvas das condições microestruturais bifásicas e multifásicas foram melhores modeladas quando divididas em duas regiões. As superfícies de fratura dessas amostras, bem como o caminho percorrido pela trinca, foram analisados via MEV e MO. / Microalloyed steels are a class of HSLA steels with low or medium carbon content and small additions of alloy elements such as Mn, Nb, Mo, V and Ti. A variety of microstructures in microalloyed steels can be obtained depending on the deformation temperature, cooling rate and chemical composition. Heat treatments and isothermal transformation on these materials, with various temperatures and holding times, produce multiphase microstructures with different amounts of ferrite, martensite, bainite and retained austenite. These different phases, with distinct morphologies, are determinant of the mechanical behavior of the steel and can, for instance, affect crack closure or promote crack shielding, thus resulting in changes on its propagation rate under cyclic loading. The aim of this study is to evaluate the tensile properties and resistance to fatigue crack growth in a microalloyed steel RD 480 with 0.08%C-1, 5% Mn (wt), correlating with their microstructural characteristics. This steel, recently developed by CSN (Companhia Siderurgica Nacional), is being considered as a promising alternative to replace low carbon steel in wheel components for the automotive industry. Distinct microstructural conditions were obtained by means of heat treatments followed by water quench. The intercritical treatment and quenching conditions were chosen to evaluate the strength to crack propagation. The crack propagation test results were summarized in terms of FCG rate (da/dN) versus stress intensity factor range (?K) curves. In order to describe the FCG behavior, two models were tested: the conventional Paris equation and a new exponential equation developed for materials showing non-linear FCG behavior. The results showed that a microstructure combining aspect acicular ferrite and hard phases (martensite / bainite) resulted in lower rates of crack growth. However, the best combination between the tensile properties (yield stress, tensile strength and ductility) and fatigue was obtained with a dual phase steel microstructure containing martensite dispersed in a ferrite matrix. It was observed a transition in the crack growth curves for all heat treated conditions, so the curves of the dual and multiphase microstructural conditions were better modeled by dividing them in two regions. The fracture planes of the fatigued specimens, as well as the crack path, were examined using a scanning electron microscope (SEM) and optical micrography (OM).

L'objectif de la thèse a été d'explorer différentes voies de dispersion de charges graphitiques dans des élastomères de type polyisoprène dans le but d'améliorer les propriétés mécaniques et barrière. Pour augmenter les interactions entre le graphite et l'élastomère et donc diminuer les interactions entre charges, les charges graphitiques ont été modifiées chimiquement. Le graphite a été préalablement oxydé pour obtenir du graphite oxydé (GO) contenant des groupements époxyde, hydroxyle et acide carboxylique, susceptibles de servir comme sites d'ancrage de molécules et de chaînes polymères. Afin d'améliorer la compatibilité du GO avec la matrice polyisoprène, des amines et des alkoxysilanes ainsi que des chaînes polyisoprène ont été greffées sur le GO. Des taux de greffage variant de 4 à 50 % en poids ont été obtenus selon la technique de fonctionnalisation utilisée. Une expansion thermique du GO a aussi été étudiée et a conduit à la formation d'une structure graphitique poreuse. Des composites polyisoprène contenant 15 pce de ces charges graphitiques modifiées ont ensuite été préparés et ont montré une diminution de la perméabilité à l'air (-70 % pour les composites graphite traité thermiquement, par rapport à ceux chargés uniquement en noir de carbone) ainsi qu'une amélioration des propriétés mécaniques. Enfin, l'utilisation de liquides ioniques comme agents dispersants a été étudiée. Des composites caoutchouc-graphite avec 1 % en poids de liquides ioniques ont montré un renforcement plus élevé (+ 25 % pour la contrainte à 300 % d'élongation) tout en conservant un allongement à la rupture similaire par rapport à des composites contenant uniquement du noir de carbone / The aim of this study was the investigation of various dispersion methods for graphite-based fillers in elastomers such as polyisoprene, to enhance mechanical and barrier properties. To increase graphite-rubber interactions and so decrease filler-filler aggregation, graphite-based fillers have been chemically modified. Graphite was previously oxidized into graphite oxide (GO), bearing epoxide, hydroxyl and carboxylic acid groups, which could further act as anchor sites for molecules and polymer chains. To increase the compatibility between GO and the polymeric matrix, amines and alkoxysilanes, as well as polymer chains, were grafted on GO. Grafting contents between 4-50 wt% were obtained, depending on the functionalization technique which was used. A thermal modification path of GO was also investigated and led to the formation of porous graphite structure. Polyisoprene composites containing 15 phr of these graphite-based fillers were prepared and showed decreased air permeability (-70 % for composites containing thermally-treated graphite filler, as compared to those containing carbon black only) as well as enhanced tensile properties. Finally, the use of ionic liquids as dispersing agents was investigated. Natural rubber – graphite composites with 1 wt% of ionic liquid displayed enhanced reinforcement (+ 25 % for the stress at 300 % strain) while maintaining similar strain at break to composites containing carbon black only

The flexural and tensile properties of visually graded southern yellow pine lumber were modeled. Longitudinal and transverse vibration techniques and proof-loading bending tests were used to assess the flexural and tensile properties of southern pine lumber. The properties evaluated were dynamic modulus of elasticity (dMOE), static modulus of elasticity (Eb), tension modulus of elasticity (Et), and ultimate tensile stress (UTS). The tensile properties were evaluated in the direction parallel to the grain. This study presents the results of tests conducted on No. 2 2 × 6 and 2 × 10 southern pine lumber of two different lengths (14 ft. and 16 ft.). The results of the analysis show that nondestructive testing techniques are excellent to assess Et and Eb. Moderate relationships were found between dMOE and UTS and between Eb and UTS. Improvements in the prediction of UTS were done with the inclusion of additional parameters into the model. The combination of dMOE, density, and frequency domain area (FDA) generated the highest coefficient of determination for UTS. The distributions of flexural and tensile properties were analyzed for the goodness of fit. Normal distribution was found for Eb data whereas the lognormal distribution was the best fit for the tensile properties.

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