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Desempenho de ferramenta para calibração a frio tratada superficialmente

Silva, Anderson Marek da January 2018 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo relacionado a três estados de superfície aplicados em um substrato de aço ferramenta AISI H13 temperado e revenido utilizado no processo de calibração a frio para a fabricação de forjados de precisão, os quais posteriormente processados transformam-se em componentes de um semieixo homocinético. O foco deste trabalho foi demostrar através da aplicação de tratamentos de superfície o aumento do desempenho em termos de resistência ao desgaste na interface da superfície da ferramenta em análise e também correlacionar com o seu custo benefício do produto final, visto que o critério para avaliação de vida útil depende diretamente do dimensional final do forjado. Para a comparação e o teste industrial foram estipuladas três condições diferentes de superfície para serem avaliadas. A primeira sem revestimento, a segunda com modificação superficial pelo processo de nitretação gasosa e a terceira com revestimento Dúplex PVD a base de CrTiN. A caracterização das amostras foram realizadas com o auxílio de microscopia eletrônica de varredura, análises metalográficas de microestrutura e dureza. A partir dos resultados obtidos foi constatado que o revestimento Dúplex aplicado em ferramentas para calibração a frio apresentou o melhor desempenho em relação às outras duas condições propostas. O revestimento Dúplex obteve um ganho de 400% em vida útil de ferramentas correlacionado a melhor resistência ao desgaste e, além disso, uma melhor performance em seu comportamento dimensional perante ao processo aplicado. Como segunda alternativa, as ferramentas com o processo de nitretação gasosa atingiram uma redução de 17% nos custos de ferramentas por peças produzidas e acréscimo de 20% em vida útil de ferramentas, apresentando uma melhora em relação as ferramentas sem tratamento de superfície. / This work presents a study related to three surface states applied on a quenching and tempered AISI H13 tool steel substrate used in the cold calibration process for the manufacture of precision forgings, which are subsequently processed into components of a halfshafts. This dissertation aims at demonstrating, through the application of surface treatments, the increase in the wear resistance performance of the tool under analysis and correlating this with cost benefit in the final product, since the end life criterion for the tools depends directly on the dimensions of the forged part. For comparison and industrial testing three different surface conditions were stipulated for evaluation. The first uncoated, the second with surface modification by the gas nitriding process and the third with PVD duplex coating based on CrTiN. The characterization of the samples was carried out with Optical and Scanning Electron Microscopy, Metallographic Analysis of the Microstructure and Hardness Tests. According with obtained results it was verified that the treatment duplex coating applied in tools for cold calibration presented the best performance in relation to the other two conditions proposed. The duplex coating obtained a gain of 400% in tool life correlated to better resistance to wear and, in addition, a better performance in its dimensional behavior in relation to the previous condition without surface treatment. As a second alternative, the tools treated by the gas nitriding process achieved a 17% reduction in tooling costs per parts produced and a 20% increase in tool life, showing an improvement over tools without surface treatment.
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Titânio revestido com recobrimento de matriz híbrida contendo hidroxiapatita visando a diferenciação osteogênica de células-tronco mesenquimais

Boniatti, Rosiana January 2016 (has links)
O titânio comercialmente puro (Ti-Cp) e suas ligas destacam-se como biomateriais metálicos devido a sua biocompatibilidade sendo amplamente utilizados. Buscando aprimorar o sucesso clínico dos implantes de Ti-Cp em longo prazo, é necessário revestir a sua superfície, proporcionando uma eficiente ancoragem mecânica do implante com o tecido ósseo. Dentre os diversos revestimentos superficiais destacam-se os revestimentos híbridos orgânicos-inorgânicos à base de precursores alcóxidos de silício, obtidos via processo sol-gel. Para que ocorra uma satisfatória adesão do revestimento no substrato, precisa-se levar em consideração a natureza e a preparação da superfície metálica antes da aplicação deste revestimento. Na etapa inicial do trabalho, pré-tratamentos superficiais foram propostos previamente à aplicação dos revestimentos buscando aumentar a aderência entre o titânio e este revestimento híbrido. Utilizou-se três diferentes pré-tratamentos na superfície do Ti-Cp: o "piranha" (ácido sulfúrico e peróxido de hidrogênio), o "kroll" (ácido fluorídrico, ácido nítrico e água) e o "hidróxido de sódio". Em sequência, aplicou-se por processo de dip-coating sobre as superfícies tratadas, um revestimento híbrido produzido a partir dos precursores alcóxidos de silício tetraetoxisilano (TEOS) e metiltrietoxisilano (MTES), obtido pelo processo de sol-gel. Em uma segunda etapa, sobre a superfície do Ti-Cp com o pré-tratamento superficial que proporcionou uma maior aderência do revestimento híbrido ao titânio, aplicou-se por dip-coating, um revestimento híbrido à base de precursores alcóxidos de silício TEOS e MTES com adição de partículas de hidroxiapatita buscando aprimorar a diferenciação celular sobre o revestimento híbrido. O pré-tratamento com o hidróxido de sódio promove o melhor resultado dentre os pré-tratamentos, pois o revestimento híbrido aplicado posteriormente apresenta recobrimento regular e adesão ao substrato de Ti-Cp. Os resultados morfológicos por MEV-FEG mostraram um revestimento híbrido com boa dispersão da hidroxiapatita e um recobrimento regular e adesão ao substrato de Ti-Cp. Nos resultados biológicos Ti-Cp revestido com TEOS/MTES com a presença de partículas de hidroxiapatita obteve uma adesão celular semelhante ao Ti-Cp sem tratamento. Porém este mesmo revestimento não propiciou a proliferação e diferenciação celular. Os resultados indicaram que a combinação de fatores como a sua superfície hidrofóbica (91°) e a presença da hidroxiapatita no revestimento tornou a superfície desorganizada, acarretando em uma superfície com comportamento desfavorável para o desenvolvimento das células-tronco mesenquimais. / Commercially pure titanium (cp-Ti) and its alloys stand out among the metallic materials due to their biocompatibility being widely used in biomaterials. In order to improve the clinical success of cp-Ti implants in the long term, it is necessary to coat the surface, providing an efficient mechanical anchoring of the implant with the bone tissue. Among the various surface coatings are the hybrid coatings based on silicon alkoxide precursors, obtained by the sol-gel process, however, considering the nature and the preparation of the metal surface prior to the application of this coating. In the initial stage of the work, surface pre-treatments were proposed prior to the application of the coatings seeking to increase the adhesion between the titanium and this hybrid coating. Three different pretreatments were used on the cp-Ti surface: "piranha" (sulfuric acid and hydrogen peroxide), "kroll "(hydrofluoric acid, nitric acid and water) and "sodium hydroxide". Subsequently, a hybrid coating produced by the tetraethoxysilane silicon (TEOS) and methyltriethoxysilane (MTES) precursors obtained by the sol-gel process was applied by the dip-coating process onto the treated surfaces. In a second step, on the surface of the cp-Ti with the surface pretreatment that gave a greater adhesion of the hybrid coating to the titanium, dip-coating, a hybrid coating based on precursors silicon alkoxides TEOS and MTES with the addition of hydroxyapatite particles to enhance cell differentiation on the hybrid coating. Pretreatment with sodium hydroxide promotes the best result among the pre-treatments, since the hybrid coating applied afterwards presents regular coating and adhesion to the cp-Ti substrate. The morphological results by SEM-FEG showed a hybrid coating with good dispersion of the hydroxyapatite and a regular coating and adhesion to the cp-Ti substrate. In the biological results Ti-Cp coated with TEOS / MTES with the presence of hydroxyapatite particles obtained a cell adhesion similar to Ti-Cp without treatment. However, this same coating did not promote cell proliferation and differentiation. The results indicated that the combination of factors such as its hydrophobic surface (91°) and the presence of the hydroxyapatite encapsulated in the coating rendering the surface disorganized led to a surface with unfavorable behavior for the development of mesenchymal stem cells.
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Tratamento de superfície por oxidação à plasma eletrolítico para viabilizar o uso de implantes biomédicos: da Telessaúde para o SUS / Surface treatment by plasma electrolytic oxidation to viabilize the use of biomedical implants: from Telessaúde to SUS

Paiva, Ana Karenina de Oliveira 23 March 2018 (has links)
Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-05-03T22:29:48Z No. of bitstreams: 1 AnaKareninaDeOliveiraPaiva_DISSERT.pdf: 827570 bytes, checksum: 54cd7a519a5117b82729598fcbd25a05 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-05-14T20:48:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AnaKareninaDeOliveiraPaiva_DISSERT.pdf: 827570 bytes, checksum: 54cd7a519a5117b82729598fcbd25a05 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T20:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaKareninaDeOliveiraPaiva_DISSERT.pdf: 827570 bytes, checksum: 54cd7a519a5117b82729598fcbd25a05 (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Com base nos princípios constitucionais de integralidade e equidade, tornou-se necessário viabilizar a incorporação dos procedimentos ortodônticos e implante dentário pelo setor público de saúde. Um estudo realizado pelo Ministério da Saúde verificou a redução no componente cariado de 35%, a redução desse índice viabilizou a introdução desses implantes no Sistema Único de Saúde (SUS). Apesar da implementação para no máximo 6 implantes por paciente nos centros de especialidades odontológicas, o custo do tratamento superficial de implantes ainda é elevado e impacta no preço final para indústria. Com o objetivo de resolver esse problema, foi utilizado o método de tratamento de superfície de Oxidação por Plasma Eletrolítico (PEO). Tratou-se 18 cilindros de titânio grau II, com 3 mm de diâmetro e 25 mm de comprimento. O tempo de tratamento utilizado foi de 1, 8 e 16 minutos. A solução eletrolítica estava na temperatura ambiente e a tensão aplicada foi de 290 V. Após os tratamentos, as amostras foram caracterizadas por Fluorescência de Raios-X (FRX), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por Espectroscopia de Raios-X e Energia Dispersiva (EDS). Em seguida foi feito Microscopia de Força Atômica (AFM) para caracterização da textura superficial. Identificou-se neste trabalho através das análises químicas pela Fluorescência de Raios-X a presença do TiO2 na superfície da amostra. Verificou-se no MEV que os revestimentos exibem uma característica porosa, apresentando uma interface bem aderida e sem presença de espaços vazios. Nas imagens do AFM observou-se que com o aumento do tempo de tratamento houve uma maior rugosidade e aumento da homogeneidade da distribuição dos cristais cerâmicos na superfície. Nos ensaios de molhabilidade apresentaram um ângulo de molhamento menor para as amostras com o tratamento por PEO com tempo de 1 e 8 minutos. Conclui-se que a técnica por Oxidação por Plasma Eletrolítico mostrou-se eficaz na deposição de um revestimento cerâmico, melhorando a qualidade da superfície reduzindo o custo do tratamento superficial, diminuindo o valor final do implante para implementação no SUS. / Based on the constitutional principles of integrality and equity, it became necessary to enable the incorporation of orthodontic procedures and dental implant by the public health sector. A study carried out by the Ministry of Health verified the reduction in the caries component of 35%, the reduction of this index made possible the introduction of these implants in the Unified Health System (Sistema Único de Saúde - SUS). Despite the implementation for a maximum of 6 implants per patient in dental specialty centers, the cost of surface treatment of implants is still high and impacts on the final price for the industry. In order to solve this problem, the surface treatment method of Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) was used. They were treated with 18 cylinders of grade II titanium, 3 mm in diameter and 25 mm in length. The treatment time was 1, 8 and 16 minutes. After the treatments, the samples were characterized by X-Ray Fluorescence (FRX), Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Spectroscopy of X-rays and Dispersive Energy (ESD). Afterwards, it was made Atomic Force Microscopy (AFM) to characterize the surface texture. The presence of TiO2 on the surface of the sample was identified by X-Ray Fluorescence in this work. It was verified in the SEM that the coatings exhibit a porous characteristic, presenting an interface well adhered and without presence of empty spaces. In the images of the AFM, it was observed that with the increase of the treatment time there was a greater roughness and increase of the homogeneity of the distribution of the ceramic crystals in the surface. In the wettability tests they presented a lower wetting angle for the samples with PEO treatment with time of 1 and 8 minutes. It is concluded that the Plasma Electrolytic Oxidation technique proved to be effective in the deposition of a ceramic coating, improving the quality of the surface reducing the cost of surface treatment, reducing the final value of the implant for implementation in the SUS.
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Análise do desgaste na interface do aço rápido AISI M2 nitretado a plasma formando pares tribológicos com materiais metálicos

Travi, Lucas January 2016 (has links)
acarretar em uma série de fenômenos que irão desgastar ambas. O emprego de conceitos tribológicos de forma a reduzir a taxa de desgaste nas superfícies de ferramentas e melhorar o acabamento superfícial de peças produzidas fez com que tratamentos superficiais e revestimentos. Entre os tratamentos superficiais, um dos mais aplicados é a nitretação a plasma, que consiste em criar uma camada de nitretos, aumentando a dureza e resistência ao desgaste do material, podendo ele ser feito com corrente direta (método convencional) e gaiola catódica, um método deenvolvido para reduzir as heterogeneidades. Dureza e resistência ao desgaste são conceitos normalmente confundidos, mas há uma série de outros parâmetros que devem ser considerados, como o aspecto topográfico da superfície. Alguns pesquisadores concluíram que a superfície nitretada com gaiola catódica possuía um aspecto lisoe não atacada por bombardeamento iônico como a nitretada via processo convencional. Este trabalho comparou diferentes parâmetros de nitretação a plasma, caracterizando não só a superfície através de medições de microdureza Vickers e rugosidade superficial média, como também o desgaste através da formação de diferentes pares tribológicos com materiais metálicos (alumínio, aço inoxidável e aço baixo carbono), através de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Foi possível concluir que camadas nitretadas com menor rugosidade superficial pós-tratamento associadas a um incremento de dureza superficial reduziram o coeficiente de atrito do sistema tribológico, além disso, foi evidente a redução de material aderido na superficie nitretada com gaiola catódica para as esferas de aço inoxidável e alumínio. / The mechanical contact between two surfaces and its relative movement promotes a range of phenomena that will causes wear in both materials. The use of tribological concepts to reduce wear rate on tool surfaces and improve the surface finish of pieces produced brought the development of surface treatments and coatings. Between the surface treatments, plasma nitriding is one of the most applied, which consists in the creation of a nitrided layer that improves surface hardness and wear resistance, it may be carried out by direct current (conventional) or cathodic cage, a method developed to reduce heterogeneities. Hardness and wear resistance are concepts often related, but there are other parameters to be considered, as the surface topography. Some researchers showed that the cathodic cage plasma nitrided surface is smooth and non-attacked by sputtering as the direct current plasma nitrided surface. This work compared different plasma nitriding parameters of the AISI M2 tool steel, characterizing the surface by Vickers microhardness and average roughness and the wear by the creation of different tribopairs with metallic materials (aluminum, stainless steel and low carbon steel) using optical microscopy and scanning electron microscopy techniques. The plasma nitrided surfaces with smaller surface roughness obtained lower friction coefficient for its tribological systems, besides that, it was evident the smaller material adhesion on the cathodic cage plasma nitrided surface for the tribopairs created with the aluminum and stainless steel.
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Desempenho de ferramenta para calibração a frio tratada superficialmente

Silva, Anderson Marek da January 2018 (has links)
Este trabalho apresenta um estudo relacionado a três estados de superfície aplicados em um substrato de aço ferramenta AISI H13 temperado e revenido utilizado no processo de calibração a frio para a fabricação de forjados de precisão, os quais posteriormente processados transformam-se em componentes de um semieixo homocinético. O foco deste trabalho foi demostrar através da aplicação de tratamentos de superfície o aumento do desempenho em termos de resistência ao desgaste na interface da superfície da ferramenta em análise e também correlacionar com o seu custo benefício do produto final, visto que o critério para avaliação de vida útil depende diretamente do dimensional final do forjado. Para a comparação e o teste industrial foram estipuladas três condições diferentes de superfície para serem avaliadas. A primeira sem revestimento, a segunda com modificação superficial pelo processo de nitretação gasosa e a terceira com revestimento Dúplex PVD a base de CrTiN. A caracterização das amostras foram realizadas com o auxílio de microscopia eletrônica de varredura, análises metalográficas de microestrutura e dureza. A partir dos resultados obtidos foi constatado que o revestimento Dúplex aplicado em ferramentas para calibração a frio apresentou o melhor desempenho em relação às outras duas condições propostas. O revestimento Dúplex obteve um ganho de 400% em vida útil de ferramentas correlacionado a melhor resistência ao desgaste e, além disso, uma melhor performance em seu comportamento dimensional perante ao processo aplicado. Como segunda alternativa, as ferramentas com o processo de nitretação gasosa atingiram uma redução de 17% nos custos de ferramentas por peças produzidas e acréscimo de 20% em vida útil de ferramentas, apresentando uma melhora em relação as ferramentas sem tratamento de superfície. / This work presents a study related to three surface states applied on a quenching and tempered AISI H13 tool steel substrate used in the cold calibration process for the manufacture of precision forgings, which are subsequently processed into components of a halfshafts. This dissertation aims at demonstrating, through the application of surface treatments, the increase in the wear resistance performance of the tool under analysis and correlating this with cost benefit in the final product, since the end life criterion for the tools depends directly on the dimensions of the forged part. For comparison and industrial testing three different surface conditions were stipulated for evaluation. The first uncoated, the second with surface modification by the gas nitriding process and the third with PVD duplex coating based on CrTiN. The characterization of the samples was carried out with Optical and Scanning Electron Microscopy, Metallographic Analysis of the Microstructure and Hardness Tests. According with obtained results it was verified that the treatment duplex coating applied in tools for cold calibration presented the best performance in relation to the other two conditions proposed. The duplex coating obtained a gain of 400% in tool life correlated to better resistance to wear and, in addition, a better performance in its dimensional behavior in relation to the previous condition without surface treatment. As a second alternative, the tools treated by the gas nitriding process achieved a 17% reduction in tooling costs per parts produced and a 20% increase in tool life, showing an improvement over tools without surface treatment.
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A influência da superfície bioativa de implante na osseointegração. Estudo comparativo em cães / The effect of a biofunctionalized implant surface on the osseointegration. A histomorphometric study in dogs

Barros, Raquel Rezende Martins de 30 October 2009 (has links)
Entre as diferentes propriedades de uma superfície capazes de influenciar a deposição óssea ao redor de implantes, suas composições químicas e bioquímicas podem interferir no processo de reconhecimento a partir do tecido ósseo circundante. O presente trabalho se propôs a investigar se a funcionalização de superfícies de implante poderia influenciar a deposição óssea ao redor de implantes em um modelo animal. Para tanto, quatro grupos experimentais com mesma topografia microtexturizada, porém variando quanto à adição ou não de uma concentração de peptídeo bioativo foram testados. Metodologicamente, os pré-molares mandibulares bilaterais de 8 cães foram extraídos e após 12 semanas, foram instalados 6 implantes em cada cão, constituindo uma amostra de 48 implantes. Durante o período cicatricial de 2 meses, uma marcação policromática fluorescente foi realizada com o intuito de investigar a dinâmica de remodelação óssea. Estes marcadores ósseos foram administrados no terceiro dia após a instalação dos implantes, bem como após 1, 2, 4 e 6 semanas. A análise histomorfométrica revelou que a superfície microtexturizada modificada pela adição de uma baixa concentração peptídica obteve maior densidade óssea adjacente (54,6 ± 16,6%) quando comparada aos outros grupos (microtexturizada + veículo de hidroxiapatita = 46,0 ± 21,0%, somente microtexturizada = 45,3 ± 11,3% e microtexturizada com adição de alta concentração peptídica = 40,7 ± 15,3%), no entanto estas diferenças numéricas não foram estatisticamente significantes (p>0,05). Adicionalmente, em relação à análise de fluorescência, a comparação entre grupos demonstrou uma diferença estatisticamente significante em favor da superfície composta pela baixa concentração do peptídeo bioativo na área adjacente aos implantes no período de 4 semanas (p<0,001). Pode-se concluir que a funcionalização da superfície de implantes pode interferir na aposição óssea, em particular na densidade óssea, ressaltando que diferentes concentrações peptídicas podem conduzir a diferentes resultados. Dentro do padrão de remodelação óssea observado entre superfícies microtexturizadas, sendo estas funcionalizadas ou não, aquelas com baixa concentração do peptídeo bioativo estudado favoreceram a formação óssea adjacente aos implantes quando comparadas às demais no período avaliado. / Among the different surface properties that influence the bone apposition around implants, the chemical or biochemical composition may interfere in its acceptance by the surrounding bone. The aim of this study was to investigate if a biofunctionalization of implant surface influences the bone apposition in a dog model and to compare it with other surfaces, such as a microstructured created by the grit-blasting/acid-etching process. The mandibular bilateral premolars of 8 dogs were extracted and after 12 weeks each dog received 6 implants, totaling 48 implants in the experiment. All the 4 experimental groups had the same microrough topography with or without some biofunctionalization treatment. After histomorphometric analysis it was observed that the modified microstructured surface with a low concentration of the bioactive peptide provided a higher adjacent bone density (54.6%) when compared to the other groups (microstructured + HA coating = 46.0%, microstructured only = 45.3% and microstructured + high concentration of the bioactive peptide = 40.7%), but this difference was only numeric and not statistically significant. The fluorescence analysis showed that bone remodeling is an active process resulting from the alternation of resorptive and formative activities. A similar pattern of bone remodeling was observed among the microstructured surfaces, biofunctionalized or not; however the addition of an adhesive peptide in low concentration favored the bone formation adjacent to the implants when compared to the other surfaces during the period evaluated. In conclusion the biofunctionalization of the implant surface could interfere in the bone apposition around implants in particular in terms of bone density and different concentrations of bioactive peptide lead to different results.
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Pré-tratamentos superficiais para a liga AA2024-T3 e seu efeito sob o tratamento à base de cromo (VI) atualmente utilizado no setor aeronáutico para inibição de corrosão.

Carlos Mateus Soares de Faria 15 February 2005 (has links)
Superfícies da liga AA2024-T3 foram tratadas por quatro pré-tratamentos utilizando diferentes soluções aquosas contendo agentes oxidantes (ácido nítrico e ácido nítrico mais bromato) e/ou complexantes (bromato mais amônia e ácido nítrico mais nitrato de amônio). Posteriormente, essas superfícies foram submetidas a um tratamento com solução aquosa contendo Cr(VI) (ALODINE 1200S) para modificação e conseqüente formação de um filme contendo cromo. Após modificação com solução aquosa contendo Cr(VI), as superfícies pré-tratadas com soluções aquosas contendo oxidantes foram denominadas de ALOD e ALODsa, enquanto que aquelas pré-tratadas com as soluções aquosas contendo complexantes foram chamadas de ALODsb e ALODsaNH4NO3. Ensaios eletroquímicos, de névoa salina, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS) foram utilizados para verificar a eficácia de proteção contra corrosão dos tratamentos realizados nas superfícies da liga. Os resultados de EDS mostram uma maior incorporação de cromo nas superfícies cujo poder oxidante da solução utilizada no pré-tratamento da liga de alumínio, antes da modificação com a solução contendo Cr (VI), foi aumentado pela adição de bromato (ALODsa). Os ensaios eletroquímicos mostram que os filmes formados sobre as superfícies ALODsa são os que oferecem melhor proteção da liga quanto à corrosão. Essas superfícies apresentam potencial de corrosão (Ecorr) mais nobres, valores de densidade de corrente de corrosão (jcorr) menores e valores de resistência à polarização (Rp) mais elevados. Os resultados de EIS de superfícies da liga de alumínio AA2024-T3 que sofreram modificação CCC concordam com a tendência observada utilizando ensaios potenciodinâmicos, ou seja, a resistência da reação de transferência, inversamente proporcional ao jcorr, assim como a resistência do filme é maior para as superfícies ALODAsa do que para as demais superfícies. Independente do tipo de pré-tratamento inicial, todas as superfícies modificadas posteriormente com ALODINE 1200S passaram no teste de névoa salina.
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Modificação das propriedades mecânicas do polietileno de ultra-alto peso molecular por implantação iônica por imersão em plasma de nitrogênio.

André Ricardo Marcondes 17 November 2005 (has links)
Neste trabalho são apresentados os resultados obtidos com a implantação iônica de nitrogênio por imersão em plasma (IIIP ou 3IP) do polietileno de ultra-alto peso molecular (PEUAPM). Um dos principais objetivos do tratamento foi o de promover a melhora das propriedades mecânicas do PEUAPM, principalmente a dureza e o módulo de elasticidade. Tais propriedades foram melhoradas a partir de alterações estruturais, induzidas na superfície do polímero, quando submetido ao bombardeamento por íons de nitrogênio por imersão em plasma. Verificou-se, através da espectroscopia Raman e da espectroscopia de fotoelétrons excitados por raio-X, que a implantação forçada de íons energéticos no polímero causa o rompimento, em sua grande maioria, de ligações carbono-hidrogênio, levando à desidrogenação do material em sua superfície. Em decorrência da desidrogenação do material, e da conseqüente alteração no modo de hibridização de grande parte dos átomos de carbono, que passam de carbonos sp2 para carbonos sp3, há a formação de ligações cruzadas entre cadeias carbônicas adjacentes. Esse fenômeno é associado à formação de uma fina camada de material muito duro sobre a superfície do polímero chamado Carbono tipo Diamante (DLC). A técnica de nanoindentação foi usada para se determinar a dureza e módulo de elasticidade após o tratamento e a técnica AFM usada para se verificar as alterações de rugosidade na superfície do material. Além de se constatar a formação do DLC e a melhora de algumas propriedades mecânicas do material, o trabalho se estende um pouco além, buscando determinar a influência da intensidade dos pulsos e do tempo do tratamento na formação do DLC, com o intuito de apresentar informações que possam indicar ou sugerir condições ótimas de tratamento do PEUAPM por 3IP de nitrogênio.
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Estudo da interface de compósitos termoplásticos estruturais processados a partir de moldagem por compressão a quente e suspensões poliméricas.

Liliana Burakowski Nohara 21 December 2005 (has links)
O principal desafio na tecnologia de processamento de materiais compósitos estruturais é a obtenção de uma adequada interface/interfase entre o reforço e a matriz. Um método para modificar e controlar as propriedades físicas desta região interfacial é pela aplicação de um sizing (recobrimento) na superfície do reforço, antes de sua impregnação com a matriz polimérica. Atualmente, as poliimidas (PI) têm sido utilizadas como sizing, devido às suas altas temperaturas de transição vítrea (210 - 430C ou superior) e de decomposição (> 500C). Outra forma de utilização das PI como interfase está no emprego de uma técnica de processamento de compósitos termoplásticos bastante inovadora: a pré-impregnação via suspensão polimérica. Esta técnica envolve a impregnação do reforço, pelo contato deste em uma suspensão aquosa das partículas davmatriz polimérica de impregnação. Uma vez que, a fabricação de compósitos termoplásticos é dificultada pela alta viscosidade das matrizes fundidas, este método mostra-se bastante atrativo como uma alternativa às técnicas tradicionais de processamento. Além disso, a utilização do precursor da PI, os poli(ácido âmico) (PAA), como agentes responsáveis para promover a suspensão das partículas da matriz polimérica no sistema de pré-impregnação, oferece a vantagem deste, atuar como formador da região interfacial em compósitos. O objetivo do presente trabalho é comparar duas técnicas de processamento de compósitos termoplásticos: por moldagem por compressão a quente e por suspensão polimérica e analisar a influência da região interfacial formada na resistência ao cisalhamento interlaminar (ILSS) dos compósitos preparados. Neste trabalho foram feitas cinco diferentes sínteses de PAA para a utilização no processo de pré-impregnação via suspensão polimérica, pela variação dos dianidridos (BTDA e PMDA) e das diaminas (DHPr, ODA, DDS, Bis-P). O sucesso das síntese e da conversão dos PAA em PI foi confirmado por análise de DSC, TG, MEV, FTIR, GPC e RMN de sólidos. A partir dos PAA sintetizados foram preparadas suspensões com os polímeros PEEK, PPS, PEI e nylon 6/6, que foram utilizadas na preparação de pré-impregnados com tecidos de fibras de carbono. Os resultados de ILSS dos laminados obtidos pelas duas técnicas mostram que, de uma maneira geral, as PI formaram uma região interfacial que melhorou a adesão da fibra de carbono com as matrizes poliméricas estudadas.
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Ativação superficial do elastômero EPDM via tecnologia de plasma.

Joana Heller Moraes 27 November 2006 (has links)
A aplicação de materiais poliméricos na indústria aeroespacial tem destacada relevância, principalmente as borrachas altamente carregadas que podem ser usadas como proteções térmicas de câmaras propulsoras de mísseis e foguetes a propelente sólido. Entretanto, um desafio tecnológico para sua aplicação que ainda persiste, é a adesão satisfatória entre a borracha e os materiais poliméricos usados como adesivos (liner de poliuretano) ou propelentes sólidos (combustíveis de foguetes). A escolha da borracha vulcanizada a base de etileno-propileno-dieno monômero (EPDM) se deve à capacidade de incorporar elevada quantidade de cargas ablativas associadas a boas propriedades mecânicas e de processamento, além de queimar liberando produtos de natureza atóxica, o que viabiliza sua aplicação em sistemas bélicos e espaciais. Por outro lado, sua natureza apolar não permite obter bom nível de adesão entre ao liner ou ao propelente sólido, ambos a base de poliuretano (PU). A fim de resolver esse problema, o tratamento por plasma frio é considerado um processo muito atrativo para melhorar esta adesão, por ser um processo rápido de ativação da superfície, eficiente e ecologicamente sustentável. Neste trabalho, o processo de ativação da superfície do EPDM é realizado em um reator tipo RIE (reactive íon etching) operando a 13,56 MHz com gás de N2, Ar e misturas N2/Ar e N2/H2/Ar, em diferentes condições de pressão, potência de RF (rádio frequência), tempo de exposição, fluxo e composição da entrada de gás (proporção entre N2 e Ar e proporção entre N2, H2 e Ar). Para investigar a influência dos parâmetros na modificação da superfície da borracha, as amostras foram analisadas por técnicas de Goniometria, Microscopia de Força Atômica (AFM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Foto-eletrônica de Raios-x (XPS), Teste de Tração Normal, Análises Térmicas e Análise das Propriedades Mecânicas. Os resultados mostram que o processo assistido à plasma favorece a formação de novos grupos funcionais polares que aumentam a energia e diminuir a rugosidade da superfície, realçando as características adesivas da borracha. Conclui-se que o tratamento da borracha vulcanizada EPDM com plasma de N2/Ar e N2/H2/Ar tende a ser um processo promissor e alternativo no tratamento de superfícies para ampliação da adesividade deste material e substituição da borracha nitrílica vulcanizada (NBR) em consideradas aplicações. Esse efeito é produzido como resultado de múltiplas ações superficiais que o plasma produz (homogeneização e diminuição da rugosidade, ativação superficial e limpeza de superfície).

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