A presente dissertação descreve o desenvolvimento e análise de um experimento concebido para avaliar a contribuição de materiais de fricção sobre vibrações induzidas na superfície de um disco de freio. O aparato proposto é equipado com um excitador modal (shaker), utilizado para promover e controlar o sinal de excitação que foi aplicado sobre os materiais de fricção avaliados. A resposta dessa excitação na superfície do disco de freio foi mensurada através de acelerômetros. Além da aplicação sobre o experimento proposto, foram avaliados o coeficiente de atrito e a distribuição de asperezas da superfície das oito amostras utilizadas. A característica modal do disco utilizado foi descrita através das suas frequências naturais, amortecimento e formas modais, parâmetros identificados através da aplicação de análise modal experimental. O experimento proposto foi utilizado para identificar as principais características de resposta do disco quando a excitação é realizada através do material de fricção. Essa condição também foi comparada com aquela em que a excitação foi aplicada diretamente no disco A métrica mais adequada para avaliação desse experimento foi identificada como o valor médio da magnitude da Função Resposta em Frequência (FRF), calculado através do estimador H3. O aparato proposto se mostrou capaz de identificar diferenças nas amostras avaliadas quanto à propensão dessas à produção de vibrações na superfície do disco. As amostras foram avaliadas no experimento proposto nas condições sem e com filme tribológico sobre a sua superfície, as quais correspondem ao estado das amostras antes e depois, respectivamente, do processo de caracterização do coeficiente de atrito destas, utilizando o tribômetro do LATRIB/UFRGS. Foi observado que as amostras com filme produziram maior vibração do que as amostras sem filme. Os resultados obtidos demonstraram uma forte correlação entre a propensão das amostras à produção de vibrações e a distribuição de asperezas da superfície das amostras. Esses resultados indicam que materiais de fricção com superfícies planas são capazes de transmitir mais vibração à superfície do disco do que aqueles com superfícies mais rugosas. / The present work describes the development and analysis of an experimental apparatus designed to evaluate the contribution of friction materials in vibrations induced on the surface of a brake disc. The proposed apparatus is equipped with a modal exciter (shaker), which was used to promote and control the excitation signal applied in the evaluated friction material. The response of this excitation in the disc surface was measured with accelerometers. The eight samples evaluated in this study was also characterized in terms of its friction coefficient and the asperity distribution of its surface. The modal characteristic of the disc was described in terms of its natural frequencies, damping and modal shapes, whose parameters were obtained by application of experimental modal analysis. The proposed apparatus was used to identify the main characteristics of the disc response when the excitation is applied throw the friction material. This case was also compared to the condition in which the disc was excited directly by the shaker. The most adequate metric to evaluate this experiment was selected as the mean value of the Frequency Response Function (FRF) spectrum, calculated by the H3 estimator The proposed apparatus showed being capable of identifying differences between the evaluated samples, regarding its propensity to produce vibrations on the disc surface. The samples were evaluated in with and without tribological film deposited on its surface. It was shown that the analyzed samples had the vibration increased with tribological film compared to the condition without the film. The obtained results demonstrated a strong correlation between the samples propensity to the production of vibration and the asperity distribution of the samples surfaces. These results indicate that friction materials with flat surfaces are capable to transmit more vibrations to the disc surface than those samples with rough asperity distribution.

Submitted by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-12-02T19:36:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TRIBOLOGIA DE CERÂMICOS DISSIMILARES NO.pdf: 7403196 bytes, checksum: 22b2132478934764c9aa01e05e7a0198 (MD5) / Approved for entry into archive by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2015-12-30T10:46:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TRIBOLOGIA DE CERÂMICOS DISSIMILARES NO.pdf: 7403196 bytes, checksum: 22b2132478934764c9aa01e05e7a0198 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-30T10:46:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TRIBOLOGIA DE CERÂMICOS DISSIMILARES NO.pdf: 7403196 bytes, checksum: 22b2132478934764c9aa01e05e7a0198 (MD5) Previous issue date: 2015 / Sob determinadas condições, o deslizamento de cerâmicos lubrificados com água apresenta ultrabaixo coeficiente de atrito (μ<0,01), o que caracteriza um estado de superlubricidade. A elevada capacidade de carga e eficiência energética destes tribossistemas, além do reduzido impacto ambiental, são características superiores aos tradicionais pares tribológicos metálicos lubrificados a óleo. Pares similares de nitreto de silício (Si3N4) ou carbeto de silício (SiC) foram amplamente estudados e são apontados como os de melhor performance tribológica, enquanto que pares similares de cerâmicos óxidos, como alumina (Al2O3) e zircônia (ZrO2), geralmente apresentam baixo desempenho (baixa capacidade de carga e alto coeficiente de atrito) em condições de lubrificação com água. A literatura é escassa no que se refere aos pares cerâmicos dissimilares deslizando em água e, também, quanto à natureza do fenômeno de superlubricidade. Neste contexto, uma investigação do comportamento tribológico de sete diferentes combinações de cerâmicos dissimilares, óxidos (Al2O3, ZrO2 e alumina tenacificada por zircônia - ZTA) e não-óxidos (Si3N4 e SiC), na configuração esfera sobre disco foi realizada com o objetivo de identificar pares de materiais e condições operacionais onde superlubricidade ocorre, assim como determinar mecanismos de desgaste e regimes de lubrificação vigentes. No estudo de lubrificação, a verificação experimental de um modelo que considera efeitos da topografia superficial e de forças interfaciais de dupla camada elétrica foi realizado. Dos sete pares estudados, cinco apresentaram superlubricidade (Si3N4-SiC, Si3N4- Al2O3, Si3N4-ZTA, Al2O3-SiC e ZrO2-SiC), sendo que para os últimos três não havia relatos na literatura. Em uma ampla faixa de cargas e velocidades, os dois outros pares (ZrO2-Al2O3 e ZrO2-ZTA) apresentaram transições entre regimes de desgaste moderado e severo, com respectivas transições no comportamento do atrito. Quanto à pressão média de contato, parâmetro que pode ser interpretado como a capacidade de carga de um mancal, o par ZrO2-SiC foi superior, com a magnitude pelo menos duas vezes maior que os demais pares. Da verificação do modelo de lubrificação, concluiu-se que todos os pares que apresentaram superlubricidade operaram em regime de lubrificação mista. De modo geral, a sustentação hidrodinâmica, auxiliada por efeitos da topografia superficial, foi importante na capacidade de carga do filme lubrificante, enquanto que forças eletrocinéticas de dupla camada elétrica foram desprezíveis. Para estes pares, mecanismos de desgaste triboquímicos propiciaram a formação de tribofilmes nas superfícies em deslizamento. A manutenção de coeficientes de atrito tão baixos, mesmo em regime de lubrificação mista, suporta a ideia de que tribofilmes são imprescindíveis para a ocorrência do fenômeno. / Under certain conditions, the sliding of ceramic materials under water lubrication shows ultra-low friction coefficient (μ<0,01), which characterizes a state of superlubricity. The high load capacity and energetic efficiency of these tribosystems, together with its reduced ambiental impact, are superior characteristics if compared to the traditional oil-lubricated metallic tribological pairs. Similar pairs of silicon nitride (Si3N4) or silicon carbide (SiC) were widely studied and are pointed as having the greatest tribological performance, while similar pairs of oxide ceramics, such as alumina (Al2O3) and zirconia (ZrO2), usually show poor performance (low load capacity and high friction coefficient) in water-lubricated conditions. Literature is scarce concerning to dissimilar ceramic pairs sliding in water and in explanations about the nature of the superlubricity phenomenon. In that context, an investigation of the tribological behavior of seven different combinations of dissimilar ceramic materials, oxide (Al2O3, ZrO2 and zirconia-toughened alumina – ZTA) and non-oxide (Si3N4 and SiC), using ballon- disc test configuration was performed with the objective of identifying pair of materials and operational conditions where superlubricity occurs as well as to determine present wear mechanisms and lubrication regimes. In the study of lubrication, an experimental verification of a model that incorporates effects from surface topography and electrical double layer forces was done. Of the seven studied pairs, five showed superlubricity (Si3N4-SiC, Si3N4- Al2O3, Si3N4-ZTA, Al2O3-SiC and ZrO2-SiC), noting that for the last three listed there were no previous reports in the literature. For a wide range of normal loads and sliding speeds, the other two pairs (ZrO2-Al2O3 and ZrO2-ZTA) showed transitions between mild and severe wear regimes, with respective transitions on frictional behavior. Regarding to mean contact pressure, a parameter that can be interpreted as the load capacity of a bearing, the pair ZrO2-SiC was superior, with the magnitude at least two times greater than the others. From the verification of the lubrication model, the conclusion was that every pair that showed superlubricity operated at a regime of mixed lubrication. In a general way, hydrodynamic pressure, assisted by effects of the surface topography, was important in determining the load capacity of the lubricating fluid film, while electrokinetic forces were negligible. For these pairs, tribochemical wear mechanisms led to the formation of tribofilms on the sliding surfaces. Maintaining ultra-low friction coefficients, even in mixed lubrication regime, support the idea that the tribofilms are vital for the occurrence of the phenomenon.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5191.pdf: 20369925 bytes, checksum: 0749af81c511635ef963712b018be602 (MD5) Previous issue date: 2013-04-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The plasma nitriding treatment improves mechanical, tribological and corrosion resistance, due to the formation of a nitrided layer consisting of an iron and chromium nitrides and a phase, with an undefined structure, known as expanded austenite (&#947;N). The layer properties are influenced by the nitriding parameters, and the aim of this thesis is to study the influence of gas nitriding pressure in AISI 316L stainless steel. For this purpose, samples of this material were nitrided during 4 hour at 400 ºC in 80% H2 and 20% N2 atmosphere under variable pressures (3 and 7 Torr). Optical and Scanning Electron Microscopy, Vickers microhardness, cytotoxicity, roughness and wear tests, Mössbauer spectroscopy (MS) and X-ray diffraction (XRD) were used to analyze the mechanical, tribological, structural and potential application as a biomaterial in the nitrided samples. The results showed that the halo´s width, formed due to edge effect in the edge sample region, decreases with pressure increase, while their mechanical and tribological properties are not influenced. In the others samples regions, the layer thickness, surface roughness and mass loss reduction in wear test increased with pressure increase until 6 Torr sample and the surface hardness increased with pressure. MS techniques and the grazing angle XRD showed the same phases formed: &#947;N, &#949;, &#945;-FeNi and &#949;-Fe2+XN in all samples and also &#945;"-Fe16N2, &#948;-Fe2N phase in 5-7 Torr samples. These phases indicated that the iron nitrides are responsible for the increase in surface hardness and coefficient of friction increased, where the reduction of &#949; phase concentration increases the coefficient value. The XRD fits shows that the most appropriate &#947;N structure is FCC with stacking faults with nitrogen concentration depth distribution. This distribution and structure, explain the anomalous large expansion and position in the (200) plane, respectively. The cytotoxicity test showed that the nitrided did not present any toxic effect. The sample nitrided at 6 Torr showed the best combined nitriding properties. / O processo de nitretação a plasma melhora a resistência mecânica, tribológica e de corrosão dos materiais, devido à formação de uma camada nitretada composta por nitretos de ferro e crômio, além de uma fase com estrutura ainda indefinida, conhecida como austenita expandida (&#947;N). As propriedades dessa camada são influenciadas pelos parâmetros da nitretação, sendo que o propósito desta tese é estudar a influência do parâmetro referente à pressão do gás nitretante em amostras de aço inoxidável AISI 316L. Para tal, amostras desse material foram nitretadas em atmosfera de 80% de H2 e 20% de N2, sob pressões variáveis (3 a 7 Torr), durante 4 horas a 400 ºC. Microscopia Óptica e Eletrônica de Varredura, Microdureza Vickers, Ensaios de Rugosidade e Desgaste, Espectroscopia Mössbauer (EM), Difração de Raios X (DRX) e Citotoxicidade foram utilizadas para analisar as propriedades mecânicas, tribológicas, estrutural e da potencial aplicação como biomaterial das amostras nitretadas. Os resultados mostraram que a largura do halo formado nas bordas, devido ao efeito de borda no processo, diminui com a pressão, enquanto suas propriedades mecânicas e tribológicas não são influenciadas. Nas demais regiões das amostras, o aumento da pressão resulta no aumento da dureza, e até a pressão de 6 Torr houve o aumento da espessura da camada e rugosidade, e diminuição da massa perdida no desgaste. As técnicas de EM e DRX a ângulo rasante apresentaram as mesmas fases formadas: &#947;N, &#945;-FeNi e &#949;-Fe2+XN em todas as amostras; &#945;"- Fe16N2 e &#948;-Fe2N a partir de 5 Torr. Essas fases indicaram que os nitretos de ferro são os responsáveis pelo aumento da dureza superficial e do coeficiente de atrito, onde a redução da concentração da fase &#949;, aumenta o valor desse coeficiente. Os ajustes dos difratogramas da fase &#947;N indicaram que a estrutura mais apropriada foi a CFC com falha de empilhamento, juntamente com uma distribuição da concentração de nitrogênio ao longo da camada. Essa distribuição e estrutura, explicam a largura e o deslocamento do plano (200) em relação aos outros, respectivamente. Os ensaios de citotoxicidade mostraram que as amostras nitretadas não apresentam caráter tóxico. A amostra nitretada a 6 Torr foi a que apresentou as melhores propriedades combinadas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:34:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-10-19Bitstream added on 2014-06-13T19:04:56Z : No. of bitstreams: 1 goncalves_vd_dr_guara.pdf: 2777682 bytes, checksum: 5d4369fe1e30d71b1e79eccb5580ba09 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de análise de imagens de partículas de desgaste encontradas em óleos lubrificantes de equipamentos industriais. Para tanto, foi utilizado um sistema de aquisição de imagem para capturar imagens de amostras de óleo retidas em membranas de filtro e, também, desenvolvida uma metodologia analítica que faz a classificação quantitativa e qualitativa das partículas, relacionando-as ao modo de desgaste na qual foram geradas. Para a classificação quantitativa utilizou-se a norma ISO 4406 e para a qualitativa, a análise por meio de Redes Neurais Artificiais. O sistema aplicado consiste em uma câmera digital, um microscópio óptico monocular, um sistema de filtragem de óleo e dois programas computacionais desenvolvidos para realização da análise automatizada das imagens das partículas de desgaste obtidas. Foram utilizados óleos minerais de redutores de máquinas industriais no processo de obtenção de amostras. As partículas de desgaste foram analisadas pelo processo de microscopia óptica para obtenção da imagem da amostra relacionada ao desgaste. Os resultados obtidos mostraram que o sistema de análise desenvolvido realiza a classificação individual das partículas, através de Redes Neurais Artificiais, com uma eficiência de até 96%, além de analisar as múltiplas partículas contidas nas amostras, exibindo um relatório de acompanhamento e evolução do desgaste. Os programas computacionais desenvolvidos para essa análise possuem interface gráfica de fácil utilização. Eles podem ser amplamente utilizados no estudo e avaliação das partículas de desgaste obtidas de amostras de óleos industriais em empresas ou em universidades para fins educacionais. O sistema pode ser utilizado para análise de superfícies de metais obtidos pelo processo de metalografia ou na análise de imagens de microorganismos obtidas... / This paper describes the development of an image analysis system for wear particles found in industrial equipment lubricating oil. Hence, it was utilized an image acquisition system to capture image samples of the oil held in filter membranes. An analytical methodology was also developed to classify the particles quantitatively and qualitatively, relating them to the wear mode where they had been generated. The ISO 4406 standard was applied for quantitative classification and Artificial Neural Networks were used for qualitative classification analysis. The applied system consists of a digital camera, a monocular optical microscope, one oil filtering system and two software programs developed to perform the automated analysis of the acquired wear particles images. Mineral oils of gearbox industrial machines were used in the process of achieving the samples. The wear particles were analyzed by an optical microscopy system, to obtain the sample image related to the wear. The results showed that the analysis system that was developed classifies the individual particles through Artificial Neural Networks with 96% accuracy, in addition to analyzing the multiple particles contained in the samples and generating an evaluation report and wear evolution. The software programs developed for the analysis have a graphical interface easy to use. They can be used in the study and evaluation of the wear particles obtained from industrial oil samples in the companies or in the universities for educational purposes. The system can be applied to analyze the surface of metals acquired by metallographic processes or in the image analysis of microorganisms acquired from blood samples, opening a wide field of application within universities and researches.

Investigam-se no presente trabalho as relações entre a composição superficial e as propriedades mecânicas e tribolõgicas de aços carbono implantados com nitrogenio. Os resultados dos testes de propriedades mecanicas e tribolõgicas foram extraídos da literatura. A análise da composição su perficial fdi realizada através da espectroscopia Wissbauer de elétrons de conversão (CEMS) e de raios-X de conversão (CXMS). Recozimentos em alto vácuo foram realizados para simular o aumento de temperatura nos processos tribolõgicos reais. Os resultados obtidos mostram que hã uma tendência para pre cipitação de carbonitretos de ferro, finamente distribuídos, em aços carbono implantados com nitrogénio. A quantidade de carbono pré-existente desempenha um papel relevante nessa tendência. Mostra-se que a melhoria das propriedades mecânicas e tribo lOgicas de aços carbono implantados com nitrogenio e fundamentalmente devida ao mecanismo de endurecimento por precipitação. Mostra- se também que a persistencia do efeito protetor em profundida des muito maiores do que a camada implantada, está associada com a difusão do nitrogenio liberado pela decomposição térmica dos com postos superficiais. / The relationships between the surface composition and the mechanical and tribological properties of carbon steels implanted with nitrogen were investigated. The results from the mechanical and tribological tests were extracted from the literature. The surface composition analysis was. performed with the conversion electron and X-ray Mdssbauer spectroscopy (CENS and CXMS). Thermal annealing was performed in high vacuum, in order to simulate the temperature increase in real tribological processes. The obtained results shown the tendency to iron carbonitrides precipitation, finely dispersed, induced by nitrogen implantation into carbon steels. The amount of carbon pre-existent plays a relevant rõle in this trend. It is shown that the improved mechanical and tribological performance of nitrogen-implanted carbon steels are mainly due to the precipitation hardening mechanism. It is shown also that the persistence of the protective action at greater depths is associated with the in-diffusion of nitrogen released by thermal decomposition of the compounds formed at the surface.

Este trabalho avaliou in vitro a ação de estímulos triboquímicos que simulam o ciclo mastigatório na resistência ao cisalhamento de duas resinas compostas Filtek P90®- 3M ESPE (P) e Z250®-3M ESPE (Z) com e sem presença de contaminação salivar, assim como a liberação de íons e a qualidade e a quantidade do desgaste produzido. A amostra foi composta por 12 grupos experimentais (n=5): P1 e Z1, sem contaminação/contra dente decíduo; P2 e Z2, com contaminação/contra dente decíduo; P3 e Z3, sem contaminação/contra dente permanente; P4 e Z4, com contaminação/contra dente permanente; P5 e Z5 sem contaminação (controle); P6 e Z6 com contaminação (controle). Ensaios de tribocorrosão foram efetuados na configuração pino-placa de deslizamento linear alternativo, na presença da solução de saliva artificial, carga de 3N e frequência de 1Hz, totalizando 900 ciclos de desgaste durante 15 minutos. As pistas de desgaste foram caracterizadas por MEV, EDX e XRD e o volume de desgaste por análise da variação de massa. A MEV demonstrou que os grupos Z apresentaram maior quantidade de desgaste quando comparados aos grupos P e que os antagonistas de dente permanente apresentaram maior quantidade de resíduos do material desgastado que os antagonistas em dentes decíduos. A análise por XRD não apresentou variação na caracterização de nenhuma das amostras quando se comparou os espécimes antes e após a realização dos experimentos. Na análise por EDX observou-se picos correspondentes aos elementos Ítrio e Silício para os antagonistas dos grupos P e de Zircônia para os dos grupos Z. Os dados obtidos pelo ensaio de nanoendentação não apresentaram diferença estatisticamente significante para nenhum dos grupos estudados (ANOVA e Teste de Duncan p&le;0,05). Nenhuma diferença estatisticamente significante foi encontrada pelos corpos de prova em resina composta ou antagonistas em nenhum dos grupos estudados quando da análise da variação de massa. Os valores de resistência ao cisalhamento foram: P1 11,20 (±1,44); P2 9,28 (±1,88); P3 8,94 (±1,03); P4 5,76 (±1,47); P5 17,50 (±3,28); P6 15,31 (±1,19); Z1 12,17 (±1,56); Z2 9,60 (±1,56); Z3 10,79 (±3,33); Z4 9,14 (±2,06); Z5 9,77 (±2,27) e Z6 9,22 (±1,98). Os valores de resistência ao cisalhamento foram menores para os grupos P submetidos à contaminação salivar. Na análise de ICP-MS maior liberação de íons Cálcio foi constatada em todos os grupos. A liberação de íons Fosfato foi observada na solução resultante do ensaio tribológico do corpo de prova em resina composta P90 contra antagonista dente permanente. Conclui-se que não há alterações químicas na superfície das resinas após o ensaio mecânico de desgaste e a resina composta P90 apresentou os menores valores de resistência ao cisalhamento em comparação com a resina Z250. A contaminação salivar interferiu negativamente nos valores de resistência ao cisalhamento quando a resina composta P90 foi avaliada. Dente utilizado como contra corpo não teve sua superfície alterada pela incorporação de resíduos de desgaste da resina composta, mantendo o módulo de elasticidade e a nanodureza, sendo que o desgaste ocorreu de forma mais acentuada nas restaurações de resina composta Z250. A liberação de íons Cálcio foi maior que a de íons Fosfato em todas as situações analisadas e a liberação de íons Fosfato foi maior na situação em que o corpo de prova em resina composta P90 foi submetido ao ensaio tribológico contra antagonista dente permanente. O ciclo mastigatório interferiu na resistência ao cisalhamento da resina composta P90. / This study evaluated in vitro the action of tribochemical stimuli simulating the masticatory cycle on the shear bond strength of two composite resins Filtek P90®- 3M ESPE (P) and Z250®-3M ESPE (Z) - with and without salivary contamination, as well as the release of ions and the quality and amount of composite resin/tooth wear. Twelve experimental groups (n=5) were formed: P1 and Z1, without contamination/against primary tooth; P2 and Z2, with contamination/against primary tooth; P3 and Z3, without contamination/against permanent tooth; P4 and Z4, with contamination/against permanent tooth; P5 and Z5, without contamination (control); P6 and Z6, with contamination (control). Tribocorrosion assays were performed using the pin-on-plate configuration under linear reciprocating sliding, in the presence of an artificial saliva solution and under 3 N load and 1 Hz frequency, totalizing 900 wear cycles during 15 minutes. The wear was characterized by SEM, EDX and XRD analyses and the wear volume was determined by mass variation analysis. The SEM analysis showed that the Z groups presented less wear than the P groups, and that the permanent tooth antagonists presented more worn material residues than the primary tooth antagonists. The XRD analysis did not reveal variation in the characterization of any of the samples, comparing the specimens before and after the experiments. The EDX analysis revealed peaks corresponding to the elements yttrium and silicon for the P groups\' antagonists and zircon for the Z groups\' antagonists. Data from the nanoindentation test did not show statistically significant difference for any of the groups (ANOVA and Duncan test p&le;0.05). For the mass variation analysis, no statistically significant difference was found between the composite resin specimens or antagonists in any of the groups. The shear bond strength results were: P1 11.20 (±1.44); P2 9.28 (±1.88); P3 8.94 (±1.03); P4 5.76 (±1.47); P5 17.50 (±3,28); P6 15,31 (±1.19); Z1 12.17 (±1.56); Z2 9,60 (±1.56); Z3 10.79 (±3.33); Z4 9.14 (±2.06); Z5 9.77 (±2.27) and Z6 9.22 (±1.98). The shear bond strength values were lower in the P groups subjected to salivary contamination. The ICP-MS analysis revealed greater calcium ion release in all groups. Regarding phosphate ion, greater release was observed in the solution resulting from the tribological assay when the P90 composite resin specimens were tested against permanent tooth antagonists. In conclusion, there were no chemical alterations on resin surface after the mechanical wear assay and P90 composite resin presented lower shear bond strength values than Z250 composite resin. Salivary contamination affected negatively in the shear bond strength values when P90 resin composite was evaluated. Teeth used as counterbody did not have their surface altered by the incorporation of composite resin wear residues, maintaining the modulus of elasticity and nano-hardness, and the wear was more accentuated in the Z250 composite resin restorations. There was greater release of calcium ions compared with phosphate ions in all analyzed situations and the release of phosphate ions increased when P90 was subjected to tribological assay against a permanent tooth antagonist. Tribochemical stimuli simulating the masticatory cycle interfered with the shear strength of composite resin P90.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2915.pdf: 6861793 bytes, checksum: 76539b54569a8fd74709e00486c01bab (MD5) Previous issue date: 2009-12-17 / Universidade Federal de Minas Gerais / Aiming at the improvement of the wear resistance of a glass former composition, the Fe66B30Nb4, the alloy was modified with the addition of Ti, resulting in the theoretical compositions: Fe63B29Nb4Ti4 (SF1) and Fe65B30Nb4Ti1 (SF2). These compositions were spray formed from the melts into two small deposits each one with different set of processing parameters. The crystalline microstructures obtained were characterized by optical microscopy, SEM/EDS, XRD, DSC and chemical analysis of Nb, Ti (by optical spectroscopy) and N (by thermal conductivity). Also, a melt spun ribbon was produced with the Fe65B30Nb4Ti1 alloy. This procedure provided some information about metastable phases which could form in the deposits: borides, sub-borides and amorphous phase. Finally, several hardness and DSRW wear tests were conducted. Materials weight losses were discussed in comparison to high chromium white cast iron. The spray formed deposit of Fe65B30Nb4Ti1, produced with the SF2 parameters set up, presented 51% less mass loss when comparing with high chromium white cast iron. The rapidly cooled Fe63B29Nb4Ti4 alloy presented a worse wear resistance result than the slowly cooled Fe65B30Nb4Ti1 alloy. Some factors which could have influenced these results were discussed. / Buscando-se um material mais resistente ao desgaste a liga Fe66B30Nb4, normalmente utilizada para formacao de vidros metalicos, foi modificada com a adicao de 1 e 4 % at. de Ti resultando nas composicoes teoricas Fe65B30Nb4Ti1 e Fe63B29Nb4Ti4 , denominadas CS2 e CS1, respectivamente. Cada uma destas composicoes foi processada por conformacao por spray com parametros diferentes, resultando em dois depositos cristalinos com graus teoricos de resfriamento e microestruturas diferenciados. A microestrutura destes depositos foi estudada por microscopia otica, MEV/EDS, DRX, DSC e foi feita analise quimica de Nb e Ti por espectrometria otica e N por termocondutividade. Por melt spinning foi fabricada uma fita da liga Fe65B30Nb4Ti1, a mesma usada na CS2, que forneceu informacoes sobre as fases metaestaveis possiveis: boretos, sub-boretos e fase amorfa. Tambem foram realizados ensaios de dureza e desgaste roda de borracha (DSRW), conforme a norma ASTM G 65, nos materiais obtidos por conformacao por spray. Na condicao de supostamente menor resfriamento a resistencia ao desgaste do material resultante da CS2, a liga Fe65B30Nb4Ti1, foi superior por um fator multiplicativo proximo de 2 em relacao ao ferro fundido branco alto cromo. Processada em condicoes, em que como esperado, resultaram em maior refinamento microestrutural a liga da CS1 Fe63B29Nb4Ti4 apresentou comportamento bastante inferior ao material da CS2, liga Fe65B30Nb4Ti1. Alguns fatores que podem ter influenciado estes resultados sao discutidos.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-05-30T14:03:26Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3595054 bytes, checksum: 5660310170d823982bf9be6c6ce622e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-30T14:03:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3595054 bytes, checksum: 5660310170d823982bf9be6c6ce622e0 (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / By the excellent properties that present, the quasicrystals come if showing excellent protectors of metallic surfaces and their study as surface coatings is growing increasingly. In this work, was sprayed quasicrystals for methods HVOF an HVOF, in Steel substrata 1020, covers and aluminum.. In some samples, a Cu9Al4 alloy was sprayed between the substratum and the quasicristalino covering, to try to improve the adherence of the covering to the substratum and to protect the Quasicrystalline layer of contaminations. The coverings were characterized by the technique of DRX, optical microscopy and SEM. The study of microhardness and nanohardness in the surfaces of sprayed coverings was made. Finally, a tribological study of coatings was accomplished to evaluate the behavior of wear and friction of the layers and the adherence between them and substrata. These results will provide the basis for the use of these materials in parts and equipment used in industries. The layers obtained for LVOF had showed to one high degree of oxidation and a bad adherence with the substratum. The coverings obtained for HVOF had showed one high micro-hardness, with values between of 600 and 800HV. The values of nano hardness and modulus of elasticity that was found in the coatings are in accordance with the values found in literature. For the test of risk with spherical tip of 800μm, the critical loads of the risks were of 20N, for all the samples with exception of the Al-Qc sample. It did not have pullout in respect to substrate of coverings with 100μm of thickness and the results of the risk essays, was the same, independent of its nature, indicating that, for a thickness of 100μm, the quasicrystalline coatings behave as a massive material, facilitating the protection of the interfaces. Through the simulation tests, we could see that during the tests, for coatings with thicknesses of 100μm, the interfaces practically remain intact and they do not suffer plastic deformations. The simulation results corroborate with the tests of risks confirming that for a thickness of 100μm, the coverings behave as a massive material, independent of the nature of the substratum. / Pelas excelentes propriedades que apresentam, os quasicristais vem se mostrando ótimos protetores de superfícies metálicas e seu estudo como revestimentos superficiais vem crescendo cada vez mais. Neste trabalho aspergimos quasicristais pelos métodos LVOF e HVOF, em substratos de Aço 1020, cobre e alumínio. Em algumas amostras, um intermetálico de Cu9Al4 foi aspergido entre o substrato e o revestimento quasicristalino, para tentar melhorar a aderência do revestimento ao substrato e proteger os revestimentos quasicristalinos de contaminações. Os revestimentos foram caracterizados pela técnica de DRX, microscopia ótica e MEV. Foi feito o estudo de micro e nanodureza nos revestimentos aspergidos. Por último, foi realizado um estudo tribológico nos revestimentos, para se avaliar o comportamento de atrito, desgaste das camadas e aderência entre elas e os substratos. Estes resultados darão base para o uso desses materiais em peças e equipamentos utilizados nas indústrias. As camadas obtidas por LVOF mostraram um alto grau de oxidação e uma aderência ruim com o substrato. Os revestimentos obtidos por HVOF mostraram uma elevada microdureza, com valores entre 600 e 800HV. Os valores de nanodureza e módulo de elasticidade encontrados nos revestimentos estão de acordo com os valores encontrados na literatura. Pelo ensaio de risco com ponta esférica de 800μm, a carga crítica dos riscos foi de 20N, para todas as amostras com exceção da amostra Al-Qc. Não houve descolamento em relação aos substratos, dos revestimentos com 100μm de espessura e os resultados dos ensaios de risco foram os mesmos, independentemente da sua natureza, indicando que, para uma espessura de 100μm, os revestimentos quasicristalinos se comportam como um material maciço, facilitando a proteção das interfaces. Através dos ensaios de simulação, pudemos ver que, para revestimentos com espessuras de 100μm, as interfaces não sofreram deformações plásticas. Os resultados de simulação confirmaram que, para uma espessura de 100μm, os revestimentos se comportam como um material maciço, independente da natureza do substrato.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rubens Hesse.pdf: 64321 bytes, checksum: a761cfb66e07c3e388e2d73e31c432c5 (MD5) Previous issue date: 2000-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na presente dissertação de mestrado faz se, inicialmente, uma revisão do estagio atual de desenvolvimento das teorias do atrito e do desgaste, seguido de uma classificação dos principais tipos de desgastes onde se destacam os seguintes tipos de desgaste: abrasão, adesivo e químico. São também abordadas as principais técnicas de tratamento superficial empregadas pela engenharia de superfície tais como os processos PVD e CVD. Aborda-se alguns aspectos da norma ASTM G99 95 que regulamenta o ensaio de desgaste do tipo pino sobre disco no qual os materiais são ensaiados aos pares sob condições nominalmente abrasivas e o volume desgastado é medido mediante a sua pesagem, ou ainda, é calculado através do volume do perfil do sulco formado no disco. Ë dada uma atenção especial ao desenvolvimento e construção do equipamento de ensaio de desgaste do tipo pino sobre disco onde apresentamos a estrutura, o conjunto de acionamento e controle e obtenção de dados. Como trabalho de laboratório são feitos vários testes experimentais de desgaste de pinos de aço rápido HSS revestido pelo processo PVD com TiCN, e pinos de metal duro WC sem e com nitretação por plasma. O ensaio de desgaste foi feito sobre base de chapas de aço para fins elétricos empregados na fabricação de estatores e rotores de motores elétricos fornecidos por três fabricantes diferentes. Utilizou-se para tal o ensaio normalizado ASTM G99 95 de pino sobre disco. O objetivo foi avaliar o desempenho tribológico destes materiais. Para isso compara-se as taxas de desgaste do material dos pinos em função da distancia percorrida de 2400 m sobre um disco de aço para fim elétrico, bem como a influencia do tamanho do grão para a chapa ensaiada. Além disso, investigou se a variação do coeficiente de desgaste K calculado pela equação de Archard com o aumento da carga normal do pino. Os resultados experimentais demonstram uma melhora significativa do desempenho tribilógico do HSS revestido com TiAlN e do WC nitretado se comparado ao WC sem tratamento.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo dos Santos Kawakame .pdf: 65888 bytes, checksum: 2f5ae4e9100a54a3a0cb9c307711929f (MD5) Previous issue date: 2003-04-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Devido as grandes mudanças ocorridas neste ultimo século, presenciamos um maior numero de componentes em polímeros de engenharia substituindo os metais mais tradicionais em diversas aplicações, obtendo se em muitos casos maiores vantagens como redução de custos de manutenção, ganho em peso, maior liberdade de projeto. Citamos alguns exemplos de aplicações: mancais auto lubrificantes, guias lineares, selos mecânicos,buchas, gaiolas de rolamento, correias transportadoras, engrenagens, polias. Estes componentes por sua vez são cada vez mais solicitados nos aspectos de resistência à fadiga e resistência ao desgaste. No presente trabalho realizou-se um estudo do desgaste de polímeros e compósitos, utilizando se um conjunto de testes num equipamento do tipo pino contra disco. Foram escolhidas como variáveis a carga e a velocidade de deslizamento. Os mecanismos de atrito e desgaste em polímeros são brevemente revistos e apresentados através de esquemas ilustrativos. Os ensaios foram feitos em diversos materiais poliméricos com diferentes lubrificantes sólidos incorporados. Para esta seleção, levou-se em consideração principalmente suas características auto lubrificantes, tanto da matriz polimérica, quanto das cargas. Foram ensaiados discos de PTFE puro, PTFE + grafite, PTFE + MoS2 + fibra de vidro, PTFE + bronze, Nylon 6.6 + 30% fibra de vidro, Nylon + 5% de grafite contra pinos em aço SAE 1045 temperado. Também foram ensaiados pinos de PTFE + MoS2 + fibra de vidro, Nylon 6.6 puro, Nylon 6.6 + grafite contra disco SAE 1045. Em todas os ensaios foram formadas partículas de material desgastado e filme finos depositados na contraface do pino, sendo que estes filmes formados definiram o mecanismo de desgaste. Através de uma analise das micrografias por microscopia eletrônica de varredura chega- se às seguintes conclusões: o atrito e desgaste em polímeros diferem fundamentalmente do que ocorre nos metais e cerâmicas, embora sejam devidos aos mesmo micromecanismos de desgaste: microsulcagem, microusinagem e delaminação. Um fator muito importante na resistência ao desgaste de polímeros e compósitos é sua forte dependência da umidade relativa do ambiente e da carga total normal. Dentre os materiais testados o compósito polimérico aditivado de PTFE com o grafite ou aditivado com o Bissulfeto de Molibdênio juntamente com o reforço de fibra de vidro a maior resistência ao desgaste por deslizamento.