Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-08T17:23:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoTeoresZr.pdf: 4957615 bytes, checksum: 1e8f0347b97949f3aeb3346502d15100 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-01T16:41:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoTeoresZr.pdf: 4957615 bytes, checksum: 1e8f0347b97949f3aeb3346502d15100 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-01T16:41:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EfeitoTeoresZr.pdf: 4957615 bytes, checksum: 1e8f0347b97949f3aeb3346502d15100 (MD5) Previous issue date: 2010 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho objetiva desenvolver uma análise da influência do Zr na modificação de características importantes em ligas de Al-EC-Si para aplicação como condutor de energia elétrica, almejando obter-se propriedades termorresistentes. Para a realização deste estudo, as ligas foram obtidas por fundição direta em lingoteira metálica em formato “U”, a partir do Al-EC, fixando-se na base o teor de 0,7% de Si, e em seguida, variando-se diferentes teores de Zr. Com o intuito de precipitar as partículas de segunda fase chamadas de dispersóides, que tem como principal característica a retenção da microestrutura deformada quando exposta a altas temperaturas, foi necessário submeter as ligas a um tratamento térmico de 310 ºC durante 24 horas afim de provocar o surgimento dos finos dispersóides de Al₃Zr. Foram estabelecidas duas etapas para obtenção dos resultados: A ETAPA I composta da solidificação, usinagem e deformações obtidas com as ligas, gerando os fios que foram utilizados em todos os ensaios. A ETAPA II repete os mesmos procedimentos adotados na ETAPA I, porém é feito um tratamento térmico de 310ºC por 24 horas antes da deformação. A caracterização das amostras dos fios de cada liga quanto à termorresistividade, que obedeceu a exigência da COPEL (Companhia Paranaense de Energia), sendo submetidos à temperatura de 230 ºC por uma hora e foram feitos também tratamentos térmicos na temperatura de 310 e 390ºC, com a finalidade de se avaliar a estabilidade térmica das ligas estudadas. Verificou-se de maneira geral que teores crescentes de Zr provocam um refinamento de grão e aumentam o LRT e a estabilidade térmica da liga, tanto na ETAPA I quanto na ETAPA II. Foi observado ainda que na ETAPA I, a condutividade foi bastante afetada pelos teores de Zr, e que a inserção do tratamento térmico da ETAPA II melhorou a capacidade de conduzir energia elétrica na liga, particularmente para o diâmetro que sofreram maior deformação. / This paper aims to develop an analysis of the influence of Zr in the modification of important characteristics of Al-EC-Si alloys used in electrical conductors, aiming to obtain heat resistant properties. For this study, the alloys were obtained by direct casting in a U-shaped ingot mold, from the Al-EC, with a base Si content of 0,7%, and then varying with different amounts of Zr. Intending o precipitate second phase particles called dispersoid, whose main characteristic is the retention of the deformed microstructure when exposed to high temperatures, it was necessary to submit the alloys to a heat treatment of 310 ºC for 24 hours in order to cause the appearance of fine dispersoids of Al₃Zr. Two steps were established to obtain the results: The Step I was composed of solidification, machining and deformation obtained with the alloys, generating the wires used in all tests. The Step II repeats the same processes adopted in the Step I, however a heat treatment of 310 ºC for 24 hours was made before deformation. The heat resistance characterization of the specimens of each alloy followed the requirements of COPEL (Companhia Paranaense de Energia Elétrica ) when submitted to temperatures of 230 ºC for 24 hours, and heat treatments at temperatures of 310 ºC and 390 ºC were also made to evaluate the thermal stability of the alloys. In general, it was observed that crescent contents of Zr results in a grain refinement and a increase of the Ultimate Tensile Strength and thermal stability of the alloy, both in the Step I and Step II. It was also observed that in Step I, the electrical conductivity was severely affected by the Zr contents and the addition of heat treatment in Step II increased the electrical conductivity of the alloy, particularly to diameters that suffered higher deformation.

Este trabalho visa analisar a influência das taxas de resfriamento e temperatura no último passe de laminação a quente de fio máquina de um aço DIN 41Cr4 sobre a microestrutura obtida após a laminação e a sua correlação com aquela resultante do tratamento térmico de esferoidização. Foi avaliado a influência da microestrutura prévia de laminação nos tempos e taxa de resfriamento do tratamento térmico necessários para garantir adequada microestrutura do aço DIN 41Cr4. Foram aplicados conceitos de laminação termomecânica através da variação dos parâmetros: temperatura no último passe de laminação (acabador) e após o último passe de laminação (formador de espiras); velocidade das esteiras do “cooling conveyor” e consequente tempo de permanência das espiras sobre a região de ventiladores e alguns parâmetros no ciclo de tratamento térmico: tempo em patamar e taxa de resfriamento durante a produção de fio máquina redondo de bitolas entre 15,88mm e 16,15mm. A avaliação da resposta às variações impostas ao processo foi realizada através de análises metalográficas de microestrutura no material laminado e no material esferoidizado (grau de esferoidização), descarbonetação e de ensaios de propriedades mecânicas como dureza e tração. A partir dos resultados buscou-se determinar a influência dos parâmetros de laminação na microestrutura do material laminado e a influência desta na resposta ao tratamento térmico de esferoidização. Foram analisadas oito diferentes condições e os resultados mostraram que maiores taxas de resfriamento resultam em microestruturas mais refinadas proporcionando uma simplificação no tratamento térmico, atendendo as propriedades desejáveis no produto final (fio máquina redondo esferoidizado). / This work aims to analyze the influence of the cooling rate, the temperature of the finishing pass and at the coil-forming during hot rolling of DIN 41Cr4 steel wire rod on the microstructure and its influence on plateau times and cooling rate during the spheroidizing heat treatment. For this study thermomechanical rolling concepts were applied through the variation of some hot rolling parameters such as: temperature at the finishing pass and at the coils-former, the cooling conveyor belts velocity and some parameters in the heat treatment cycle: soak temperature and cooling rate during the production of round wire rod with 15,88 mm and 16,15 mm diameter. The evaluation response to changes imposed on the process was evaluated by metallographic analysis of microstructure in hot rolled and spheroidized material (spheroidizing degree), hardness, decarburization and tensile test. Eight rolling conditions and cooling rates were analyzed and results showed that higher cooling rates result in finer microstructures allowing a reduction in heat treatment time to achieve the desirable properties in the final product (spheroidized round wire rod).

As estruturas metal-óxido-semicondutor (MOS) são o coração dos transistores de efeito de campo. O estudo e caracterização físico-química desses dispositivos foram a chave para o avanço da tecnologia do Si na indústria microeletrônica. Hoje, a ciência busca novos materiais para a produção de dispositivos de alta mobilidade. Um dos materiais visados é o Ge, pois apresenta mobilidade de cargas superior ao Si (duas vezes para elétrons e quatro vezes para lacunas). Porém, a interface Ge/GeO2 é de natureza reativa, limitando seu uso na construção de tais dispositivos. Muitos esforços têm sido feitos para superar as limitações. Entre eles, encontram-se a passivação da superfície do Ge a partir de solução aquosa de (NH4)2S, previamente a deposição do dielétrico. Outra etapa do processamento desse material na indústria a ser investigada são os tratamentos térmicos posteriores à deposição: a caracterização de estruturas MOS de Pt/HfO2/Ge submetidas a tratamentos térmicos levaram a melhoria das propriedades elétricas. Nesse sentido, o trabalho tem como objetivos investigar o papel da passivação sulfídrica em estruturas dielétrico/Ge e a influência do eletrodo de Pt nas estruturas Pt/HfO2/Ge quando submetidas a tratamentos térmicos. / The heart of field effect transistors is the metal-oxide-semiconductor (MOS) structure. Physico-chemical characterization of the materials employed in such structures enabled the development of Si technology. Nowadays, in order to build high mobility devices, new material are needed. Ge is an alternative material, since its carrier mobilities are higher than those of Si (almost two times for electrons and four times higher for holes). However, the GeO2/Ge interface is not thermally stable, which is a problem for its use on electronic devices. Many attempts to enhance this stability were already investigated. Among them, sulfur passivation of the Ge surface was employed using (NH4)2S aqueous solution prior to the deposition of dielectric layers. Another important step in the fabrication of MOS structures is post-deposition annealing. Pt/HfO2/Ge MOS structures presented improved electrical characteristics following post deposition annealing. The main objectives of this work are to investigate the role of sulfur passivation on dielectric/Ge structures and the influence of Pt electrode in Pt/HfO2/Ge structures submitted to post deposition annealing.

O objetivo deste trabalho foi de otimizar o processo de fabricação da placa reforçadora de solo, fabricada pelo processo de injeção sob baixa pressão em liga de alumínio. Atualmente, a liga utilizada no processo é a SAE 305 (AA 413) e problemas de falha do componente em campo tem sido reportados pelos clientes. As peças estudadas referem-se às placas acessórias utilizadas para fornecer sustentação durante a entrada e saída de vaus por carros de combate do Exército Brasileiro, anteriormente adquiridas no mercado internacional e agora produzidas internamente. O estudo focou na alteração da composição química da liga, baseado na liga de alumínio da peça importada, tratamento de banho com modificação do silício, refino de grão e modificação no projeto do molde permanente. Adquiriu-se junto ao fornecedor a liga de Al9Si0,3Mg visando a fabricação das peças com tratamento térmico T6. Para obtenção das propriedades mecânicas foram realizados ensaios de tração, dureza Brinell e impacto. Para caracterização metalúrgica foram realizados ensaios metalográficos com auxílio de microscopia óptica. Verificou-se que a presença de magnésio na liga Al-Si exclusivamente com tratamento térmico T6, alterou o comportamento mecânico da peça melhorando seus resultados. O tratamento de banho com modificador de silício a base de sódio não produziu resultados significativos. Finalmente, realizou-se simulação do preenchimento da molde via software CAE Click2Cast, modo injeção de baixa pressão, para caracterização dos defeitos e sugestões de melhoria no sistema de alimentação. Deste trabalho, conclui-se que as melhores propriedades mecânicas de resistência a tração e dureza foram obtidas com a alteração da liga SAE 305 para a liga Al9Si0,3Mg com tratamento térmico T6 e que para atingir melhores resultados deve-se introduzir ao processo um novo molde permanente com refrigeração e alimentação adequada da peça. / The objective of this research was to optimize the manufacturing process of the reinforcing plate of soil, manufactured by the injection process under low pressure in Al-Si alloy. Currently, the alloy used in the process is SAE 305 (AA 413) and mechanical resistance problems, when used in the field, have been reported by customers. Currently, the alloy used in the process is SAE 305 (AA 413) and field component failure problems have been reported by customers. The studied pieces refer to the accessory plates used to provide support during the entry and exit of vats by tanks of the Brazilian Army, previously acquired in the international market and now produced internally. The study focused on the alteration of the chemical composition of the alloy, based on the aluminum alloy of the imported part, bath treatment with silicon modification, grain refining and modification in the permanent mold design. The Al9Si0.3Mg alloy was purchased from the supplier to manufacture the T6 heat treated parts. To obtain the mechanical properties tensile tests, Brinell hardness and impact were performed. For metallurgical characterization, metallographic tests were performed with the aid of light microscopy. It was verified that the presence of magnesium in the Al-Si alloy exclusively with T6 heat treatment, altered the mechanical behavior of the part improving its results. Bath treatment with sodium silicon modifier did not produce significant results. Finally, the mold filling simulation was carried out using CAE Click2Cast software, low pressure injection mode, to characterize the defects and suggestions for improvement in the feed system. From this work, it was concluded that the best mechanical properties of tensile strength and hardness were obtained with the change of the SAE 305 alloy to the Al9Si0.3Mg alloy with T6 thermal treatment and that to achieve better results a new permanent mold with cooling and proper feeding of the part.

Em trabalhos anteriores de nosso grupo de pesquisa foram desenvolvidos fios supercondutores nanoestruturados de Nb3Sn com introdução de centros de aprisionamento artificiais (CAAs) de Cu(Sn), numa tentativa de melhorar as propriedades supercondutoras. Porém, os perfis de tratamentos térmicos utilizados não foram otimizados. No presente trabalho as amostras desses fios compósitos foram utilizadas para otimização dos perfis de tratamentos térmicos visando determinar a influência destes perfis no processo de difusão atômica, reação e formação de fases nestes supercondutores nanoestruturados, e, com isso, otimizar a capacidade de transporte de corrente desses materiais. As micrografias e as análises composicionais obtidas produziram um conjunto de informações sobre os mecanismos de difusão e formação da fase supercondutora de Nb3Sn. As amostras foram analisadas quanto às suas propriedades e características supercondutoras. Com as medidas de transporte e magnetização pôde-se obter o comportamento global do supercondutor e o comportamento de cada filamento individual de Nb3Sn, respectivamente. Os compósitos otimizados apresentaram valores de temperatura crítica Tc próximos de 17 K, valores de Bc2 da ordem de 18 T, e densidades de corrente crítica tão altas quanto 1750 A/mm² a 4,2K e 12 T. Os máximos das curvas de força de aprisionamento aconteceram em campos magnéticos tão altos quanto 10 T, aproximadamente 0,5 Bc2, em distinção ao valor de 4,5 T (cerca de 0,2 Bc2) para Nb3Sn convencional, deslocamento que demonstra mudanças no comportamento de aprisionamento de fluxo nestes materiais. Um comportamento inédito e importante, que mistura os mecanismos de aprisionamento de fluxo devido aos contornos de grãos e as fases normais, está presente e pôde ser quantificado em detalhe. A análise dos comportamentos de todas as amostras possibilitou um entendimento satisfatório da influência dos CAAs na fase supercondutora e da influência do efeito de proximidade no aprisionamento de fluxo e nas propriedades de transporte destes materiais. / In previous works of our research group it was shown the development of Nb3Sn nanostructured superconducting wires with introduction of artificial pinning centers (APCs) of Cu(Sn), in an attempt to improve the superconducting properties. However, the used heat treatment profiles were not optimized. In the present work samples of these composite wires were used to optimize the heat treatment profile aiming to determine the influence of these profiles on the processes of atomic diffusion, reaction and formation of phases in these nanostructured superconductors and, consequently, optimize the transport properties of these materials. The obtained micrographs and compositional analysis gave a set of information about the diffusion mechanisms and formation of the Nb3Sn superconducting phase. The samples were analyzed in relation to their superconducting properties and characteristics. The transport and magnetization measurements showed the global behavior of the superconductor and the behavior of each individual Nb3Sn filament, respectively. The optimized composites presented values of critical temperature Tc around 17 K, values of Bc2 around 18 T, and critical current densities as large as 1750 A/mm2 at 4,2 K and 12 T. The peaks of the pinning force curves, occurred at magnetic fields as large as 10 T, approximately 0.5 Bc2, in distinction to the value of 4.5 T (about 0.2 Bc2) for conventional Nb3Sn, displacement that demonstrates changes on the flux pinning behavior in these materials. An inedit and important behavior, which mixes the flux pinning mechanisms due to the grain boundaries and to the normal phases, is present and could be quantified in detail. The behavior analysis of all samples enable a satisfactory understanding of the APCs influence on the superconducting phase and of the influence of the proximity effect on the flux pinning and on the transport properties of these materials.

O fósforo (P) tem sido um dos fatores mais limitantes da produção agrícola em solos de exploração recente, bem como nos solos há tempo utilizados e cuja fertilidade não é mantida. Tradicionalmente, o uso de fontes de P de elevada solubilidade tem auxiliado no aumento da fertilidade desses solos proporcionando acréscimos na produtividade das culturas. No entanto, o processo de fabricação desses fertilizantes requer o uso de rochas fosfáticas com baixa quantidade de impurezas metálicas como ferro e alumínio. Essa exigência tem levado as indústrias a descartarem quantidades elevadas de resíduo fosfático, no qual se encontram os minerais do grupo da crandallita. A busca de fontes alternativas de P para a produção agrícola encontra-se dentro do contexto de aproveitamento racional de recursos minerais existentes bem como de avançar no conhecimento de condições agronômicas que maximizem sua utilização pelas plantas. Para tanto, coletaram-se amostras do rejeito da mineração de depósitos fosfáticos de importância nacional (Catalão-GO, Juquiá-SP e Tapira-MG) contendo fosfatos aluminosos do grupo da crandallita, objetivando-se avaliar a capacidade desses minerais, após tratamento térmico, em disponibilizar P para plantas em solos sob condição de inundação e de pH próximo à neutralidade e determinar sua eficiência agronômica relativa em comparação à uma fonte padrão de P, relacionando-a com as suas características químicas e mineralógicas. O material coletado foi submetido ao tratamento térmico sob diferentes temperaturas para avaliar o efeito sobre a solubilidade e transformação morfológica. O material tratado foi: (i) misturado a amostras de terra com diferentes valores de pH para avaliar o comportamento de dissolução, (ii) submetido a teste de hidrólise em solução aquosa com valores de pH distintos e (iii) avaliado como fonte de P para as culturas do arroz-de-sequeiro e arroz inundado. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: (i) o tratamento térmico dos fosfatos aluminosos do grupo da crandallita com temperaturas ao redor de 500 ºC aumenta sua solubilidade em solução de citrato neutro de amônio e promove modificações na estrutura cristalina dos minerais, (ii) a liberação de P desses minerais é bastante reduzida em solução aquosa com valores de pH entre 4 e 8, (iii) a dissolução dos fosfatos aluminosos do grupo da crandallita calcinados em condição de solo é maior quando o valor de pH está próximo à neutralidade, comparado ao levemente ácido e (iv) que a adição dessas fontes de P ao solo promoveu resposta significativa na produção de matéria seca, na quantidade de P acumulado pela parte aérea das plantas e no rendimento de grãos de plantas de arroz-de-sequeiro e inundado, contudo não tão eficiente quanto a fonte padrão de P. / Phosphorus (P) has been one of the most limiting factors for crop production in recent cultivated soils as well as in old cropped soils in which fertility is not maintained. Traditionally, the application of high solubility P sources has helped to raise soil fertility providing increase of crop yield. However, the manufacturing process of water-soluble P fertilizers requires the use of phosphate rocks with low quantity of metal impurities as iron and aluminum. This requirement has forced the fertilizer industry to discard great amounts of phosphate residue, in which the aluminous phosphates of the crandallite group can be found. Searching alternative P sources for crop production meets the context of rational use of existing mineral resources as well as move forward on the knowledge of agronomic conditions to maximize P uptake by plants. Therefore, samples of the mine residue from phosphate deposits of great relevance (Catalão-GO, Juquiá-SP e Tapira-MG) with aluminous phosphates of the crandallite group were collected and thermal treated, aiming to evaluate their ability to provide P to plants in soils under flooding condition and with pH around neutrality, to determine their relative agronomic effectiveness compared to a standard P source, and relate it with their chemical and mineralogical properties. The material collected was submitted to a thermal treatment under different temperatures to evaluate its effect on solubility and morphology. Treated material was (i) mixed to soil samples with different pH values to evaluate its dissolution, (ii) submitted to a hydrolysis test in aqueous solution with distinct pH values, and (iii) evaluated as a P source to upland rice and flooded rice. According to the obtained results, it was concluded that: (i) the thermal treatment of aluminous phosphates of the crandallite group with temperatures around 500 ºC increase its solubility in neutral ammonium citrate solution and cause alterations on the crystalline structure of minerals, (ii) P released from these mineral is very low in aqueous solution with pH ranging from 4 to 8, (iii) dissolution of aluminous phosphates of the crandallite group under soil conditions is higher when soil pH is around neutrality, compared to low acidity, and (iv) the addition of these P sources to soil significantly increased dry matter yield, P uptake by plants, and grain yield of upland rice and flooded rice, however not as much as for the standard P source.

Este estudo investigou a aplicação de um AnSBBR operado de forma descontínua e/ou descontínua alimentada com agitação mecânica, no processo de produção de hidrogênio a partir da codigestão de vinhaça e melaço. O desempenho do processo foi avaliado em função da eficiência de remoção da matéria orgânica, da estabilidade, e dos índices de desempenho referentes à produtividade e ao rendimento molar do hidrogênio e à composição do biogás gerado. Foram avaliadas a influência dos seguintes parâmetros: composição (codigestão com sacarose ou melaço) e concentração afluente, tempo de ciclo, suplementação de micronutrientes (completa/parcial/ausência), tipo de alimentação (batelada/batelada alimentada) e a necessidade do tratamento do inóculo. O sistema estudado se mostrou estável e a codigestão da vinhaça e melaço viável para produção de hidrogênio. Os melhores resultados foram obtidos na condição em que o reator foi operado em batelada (tempo de alimentação 5% do tempo de ciclo), afluente com concentração 6000 mgDQO.L-1 e composição 67% vinhaça e 33% melaço, tempo de ciclo de 3 horas, ausência da suplementação de micronutrientes e foi realizado tratamento térmico do inóculo. Nesta condição a produtividade molar foi de 13,5 mol H2.m-3.d-1 e metano não foi produzido. As demais condições mostraram que o aumento da porcentagem de vinhaça no afluente e a operação em batelada alimentada prejudicaram a produção de hidrogênio. O aumento da concentração da matéria orgânica do afluente, a diminuição do tempo de ciclo, a ausência da suplementação de micronutrientes e a realização do tratamento térmico do inóculo favoreceram a produtividade e rendimento molares de hidrogênio. / A mechanically stirred anaerobic batch and/or fed-batch reactor, containing biomass immobilized on inert support (AnSBBR) was investigated as to its ability to produce hydrogen from the co-digestion of vinasse and molasses. Process performance was assessed in terms of organic matter removal efficiency, stability, and of performance indicators related to hydrogen productivity and molar yield and to composition of the generated biogas. The effects of the following parameters have been assessed: influent composition and concentration (co-digestion with sucrose or molasses), cycle length, micronutrient supplementation (complete/partial/absence), feeding strategy (batch or fed-batch) and need for pre-treatment of the inoculum. The system showed to be stable and the co-digestion of vinasse and molasses showed to be feasible. The best results were obtained at the following conditions: 3-h cycle sequencing batch (feed time equaled 5% of cycle length), influent concentration of 6000 mgCOD.L-1 containing 67% vinasse and 33% molasses, preheating of the inoculum, and with no micronutrient supplementation. At this condition, the molar yield was 13.5 mol H2.m-3.d-1, and no methane was produced. The remaining conditions showed that increase in vinasse content in the influent and fed-batch operation were detrimental to system performance. The increase in organic matter concentration, reduction in cycle length, no micronutrient supplementation and inoculum preheating favored productivity and molar hydrogen yield.

Materiais compostos de matriz metálica (CMM) vêm sendo estudados para diversas aplicações. Entretanto, pouco estudo é apresentado na sua confecção a partir de materiais reciclados. Este trabalho teve como objetivo a caracterização de um material composto de matriz metálica (CMM), utilizando material reciclado como matéria prima. Foram usados aparas de chapas de liga de alumínio 2024 descartados para a matriz e carbeto de silício (SiC) como reforço, sendo a produção realizada através do processo de fabricação com base na técnica de conformação por spray para possível aplicação em componentes automotivos. Foi realizado o tratamento térmico do material e a caracterização, determinando as propriedades de dureza, resistência mecânica, resistência ao desgaste, MEV e EDS. Foram ensaiadas amostras do material composto fundido e extrudado, bem como de ferro fundido de uma peça automotiva e da liga de alumínio 2024. Observou-se que o CMM ainda precisa de melhorias no processo de produção para obter propriedades de dureza e resistência que permitam que ele possa ser usado como um substituto para o ferro fundido, porém o mesmo apresentou melhores propriedades quando comparado com o material da matriz. / Metal matrix composites (MMC) have been studied for several applications. However, little study is presented in its manufacture from recycled materials. This study aimed to characterize a metal matrix composite (MMC), using recycled material as raw material. Were used aluminum alloy 2024 plates clippings discarded for the matrix and silicon carbide (SiC) as reinforcement, being the production accomplished through the manufacturing process based on the technique of spray forming for possible application in automotive components. The thermal treatment and the characterization of the materia was accomplished, determining the properties of hardness, mechanical strength, wear resistance, SEM and EDS. Were tested samples of the cast and extruded composite material, as well as cast iron of an automotive part and aluminum alloy 2024. It was observed that the MMC still needs improvements in the production process to obtain properties of hardness and strength that allows it to be used as a substitute forcast iron, but it presented better properties when compared with the matrix material.

O tratamento térmico sob baixa umidade (TTBU) induz modificações estruturais nos grânulos de amido, com conseqüente modificação de propriedades como a digestibilidade enzimática e as propriedades de pasta. O TTBU clássico é realizado em fornos convencionais a ar e é bastante moroso. Recentemente melhorias têm sido propostas ao método, visando satisfazer aos requerimentos práticos para a aplicação em escala industrial. A aplicação de microondas em diversos setores vem crescendo e tem como vantagens a economia de espaço e tempo, devido ao tipo e eficiência da energia. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do TTBU realizado em forno microondas sobre as propriedades estruturais e funcionais de amidos de batata-doce e de mandioquinha-salsa e compará-las com as propriedades desses mesmos amidos tratados pelo método convencional. Os amidos foram extraídos dessas tuberosas e submetidos à modificação física, nas umidades de 25 e 35%, em forno convencional (90ºC/16horas) e em microondas (35 a 90ºC/1 hora). Os amidos tratados foram avaliados quanto à composição macromolecular (amilose), aparência superficial do grânulo por microscopia eletrônica de varredura (MEV), cristalinidade (raio-x), digestibilidade enzimática ( -amilase pancreática de suíno), fator de expansão e propriedades de pasta (RVA). O TTBU não alterou a aparência superficial dos amidos ao microscópio. Após a modificação física, o teor de amilose do amido de batata-doce tratado no microondas não se diferenciou do amido natural, porém apresentou menor teor do que o amido tratado em forno em ambas as umidades. O amido de mandioquinha-salsa tratado em forno convencional permaneceu com o mesmo teor do amido natural, já o tratamento por microondas aumentou o teor de amilose. O TTBU aumentou a suscetibilidade enzimática dos grânulos, sendo o amido de batata-doce o mais suscetível à ação da enzima pelo tratamento em forno e o amido de mandioquinha-salsa pelo microondas. A umidade das amostras pareceu afetar mais que o tipo de tratamento térmico. Sob maior umidade, os amidos tiveram maior aumento da suscetibilidade enzimática. Embora tenham ocorrido alterações nos difratogramas de raio-x mais ou menos intensas em função dos tratamentos, os padrões de cristalinidade dos amidos de batata-doce (CB) e de mandioquinha-salsa (B) permaneceram inalterados após os tratamentos sob quaisquer das condições estudadas. Os grânulos de amido das tuberosas tratados por TTBU apresentaram redução do fator de expansão. A expansão foi menor no forno convencional do que no microondas. O tratamento térmico alterou as propriedades de pasta dos amidos, aumentando, de um modo geral, a temperatura de pasta, o tempo de pico, a viscosidade final e a tendência à retrogradação e diminuindo o pico de viscosidade e a quebra. As alterações conferidas pelo TTBU foram variáveis com o tipo de tratamento térmico, o teor de umidade e com a fonte de amido. Considerando que a qualidade de um amido é definida em função de sua finalidade de uso, pode-se optar dentre os tratamentos estudados, a intensidade de modificação desejada para o mesmo. / The heat moisture treatment (HMT) induces structural modifications on the granules of starch with consequent modification of properties such as the enzymatic digestibility as well as the paste properties. The classic HMT is run in air conventional ovens and is very slow. Recently improvements have been proposed to the method by aiming to satisfy the practical requirements for the application in industrial scale. The application of the microwave in several sectors has been growing and presents as advantages the economy of room and time due to the type and efficiency of the energy. In this way, the objective of this work has been to evaluate the effect of the HMT made in microwave on the structural and functional properties of the sweet potato and peruvian carrot starches and compare them to the properties of the same starches treated by the conventional method. The starches have been extracted from these tuberoses and when at 25 and 35% moisture, submitted to physical modification in conventional oven (90ºC/16 hours) and in microwave oven (35 to 90ºC/1 hours). The treated starches have been evaluated regarding their macromolecular (amylose), granules surface appearance by scanning electron microscope (SEM), crystallinity (xrays), enzymatic digestibility (porcine pancreatic -amyilase), swelling factor and paste properties (RVA). The HMT has not changed the surface appearance of the starched through microscope. After the physical modification, the amylose content of the sweet potato starch treated in microwave oven has not been different from the natural starch, however presented less content than the starch treated in microwave oven at both moistures. The peruvian carrot starch treated in conventional oven remained with the same content of the natural starch, but the treatment in microwave has increased the amylose content. The HMT has increased the granules enzymatic susceptibility; the sweet potato starch is the most susceptible to the action of the enzyme by the treatment in oven and the peruvian carrot starch by the microwave oven, The moisture of the samples seemed to affect more than the type of heat treatment. Under higher moisture, the starches has had highest increase to enzymatic susceptibility. Although more or less intense alterations in the x-rays diffractograms have occurred due to the treatments, the crystallinity patterns of the sweet potato (CB) and peruvian carrot (B) starches remained unchanged after the treatments under any of the studied conditions. The tuberoses granules starches treated by HMT have presented reduction on the sweeling factor. The sweeling has been lower in conventional oven than in microwaves. The heat treatment has changed the starches paste properties, in a general way, increasing the paste temperature, peak time, final viscosity and setback and decreasing the viscosity peak and breakdown. The alterations checked by the HMT have been variable according to the type of heat treatment, moisture content and source of starch. Considering that the quality of a starch is defined in conformity with its use purpose, it can be chosen the type of treatment among the studied ones and the intensity of desired modification for the starch.

Estágio realizado na empresa Traterme Tratamentos Térmicos, Lda. - e orientado pelo Eng. J. Alexandre Silva / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012