Células termogalvânicas são dispositivos eletroquímicos termoconversores onde dois eletrodos, não necessariamente idênticos quimicamente ou reversíveis, são mantidos em temperaturas diferentes. A diferença de temperatura entre os eletrodos cria uma diferença de potencial que pode ser utilizada para extrair corrente para um circuito externo. Deste modo, ocorre conversão direta de energia térmica em energia elétrica. Os eletrodos geralmente são confeccionados com metais nobres e estão imersos em uma solução eletrolítica aquosa contendo um par redox e sais que atuam como eletrólitos suportes. Contudo, estes metais têm um custo elevado e o meio aquoso apresenta uma janela eletroquímica de trabalho reduzida. O presente trabalho apresenta como proposta a utilização do metal alumínio, que é um metal de baixo custo em relação aos metais nobres e possui propriedades, como resistência à corrosão, que permitem a sua aplicação na confecção de células termogalvânicas. Além disso, apresenta, de forma inédita, resultados da utilização de soluções dos líquidos iônicos BMIBF4 (tetrafluoroborato de 1-n-butil-3- metilimidazólio) e BMPNTf2 (bis(trifluorometanosulfonil)imidato de 1-n-butil-1- metilpirrolidíneo) como solventes e eletrólitos em substituição à água e aos sais inorgânicos e/ou orgânicos. O objetivo principal foi avaliar o desempenho destas células termogalvânicas empregando eletrodos confeccionados de alumínio nestes meios. As técnicas eletroquímicas utilizadas para analisar a eficiência das células com diferentes soluções eletrolíticas compostas pelos líquidos iônicos na presença do par redox quinidrona (mistura equimolar de 1,4-benzoquinona e hidroquinona) e na presença ou ausência de água foram: cronopotenciometria, cronopotenciometria galvanostática, cronoamperometria, voltametria linear, voltametria cíclica e curvas de carga/descarga. A influência da diferença de temperatura entre os eletrodos também foi estudada. Verificou-se que o alumínio e as soluções de BMIBF4 são promitentes para a aplicação em células termogalvânicas. A presença de água nas soluções de BMIBF4 aumentou significativamente a condutividade do sistema e seu desempenho e eficiência de conversão energética. A diferença de temperatura entre os eletrodos é um fator importante a ser considerando durante a operação destas células. Todos os sistemas mostraram-se estáveis e reprodutíveis durante os experimentos eletroquímicos. / Thermogalvanic cells are thermoconverter electrochemical devices where two electrodes, not necessarily chemically identical or reversible, are held at different temperatures. The temperature difference between the electrodes creates a potential difference that can be used to drive current to an external circuit. Thus, direct conversion from thermal energy to electrical energy occurs. The electrodes usually are made from noble metals and are immersed in an aqueous electrolytic solution containing a redox couple and salts that act as supporting electrolytes. However, these metals have a high cost and the aqueous medium shows a reduced electrochemical working window. This thesis proposes the utilization of aluminum metal, which is a metal of low cost compared to noble metals and has properties such as corrosion resistance that allow its use in the confection of thermogalvanic cells. Moreover, it presents, unprecedentedly, results of the use of BMIBF4 (1-n-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate) and BMPNTf2 (1-n-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide) ionic liquid solutions as solvents and electrolytes instead of water and inorganic and/or organic salts. The goal of this work was to evaluate the performance of these cells employing aluminum electrodes in those media. The electrochemical techniques used to analyse the cell efficiency with different electrolytic solutions composed by the ionic liquids in the presence of the redox couple (1:1 1,4-benzoquinone/hydroquinone) and in the presence or absence of water were: chronopotentiometry, galvanostatic chronopotentiometry, chronoamperometry, linear sweep voltammetry, cyclic voltammetry and charge/discharge chronopotentiometric curves. The influence of the temperature difference between the electrodes was also studied. It was verified that the aluminum and the BMIBF4 solutions are promissory to the application in thermogalvanic cells. The presence of water in the solutions increased significantly the conductivity of the system and its performance and efficiency. The temperature difference between the electrodes is an important factor to be considered during cell operation. All the systems proved to be stable and reproducible during the electrochemical experiments.

Este trabalho teve como principal objetivo o estudo de deformações plásticas de chapas de alumínio soldadas à topo. As distorções transientes foram medidas durante e após a soldagem, como forma de melhor compreender os mecanismos envolvidos. Com base nos dados obtidos foi criado um método chapa durante a soldagem, sob o ponto de vista de distorções, e a previsão dos valores finais destas distorções à temperatura ambiente.

Este trabalho descreve o método de fabricação de uma liga de alumínio de alta performance visando aplicações a temperaturas elevadas. A composição química básica da liga é : AI -12°/o Si - 5% Ferro ... ' O processo de manufatura empregado para a liga é o de Mechanical Alloying (M.A.). Esse processo utiliza energia através do impacto do meio de moagem (esferas e braços impulsores) com a massa do pó usada para produzir a liga. Envolve mecanismos de fratura e soldagem de partículas até a obtenção de estruturas refinadas, estruturas endurecidas por dispersão, es truturas amorfas e estruturas nanocris talinas, entre ou tras. Esse processo é largamente utilizado em países desenvolvidos. É compatível com os processos modernos de fabricação de pós, como os de solidificação rápida (S.R), Reactio11 1Vlilfitrg (R.M.) ou o método Osprey. É descrito o processo M.A., e são apresentados alguns métodos de caracterização de ligas como análise de distribuição granulométrica, análise de gás residual, densidade aparente, cu rvas de compressibilidade, análise superficial específica (B.E.T.) e análise de difração de Raios-X. São apresentados métodos de consolidação de pós obtidos por VL lechanical Allo_ying, incluindo compactação à frio, sinterização com desgaseificação e forjamento à quente. Apresenta-se uma análise das propriedades de resistência ao escoamento obtidas. É feita uma comparação com as propriedades citadas na literatura para ligas manufaturadas através de métodos convencionais de fabricação (tecnologia do lingote) e para ligas obtidas por outros processos que envol vem a metalurgia do pó.

Novos catalisadores de ZnII e AlIII contendo ligantes imina-pirrol e imina-fenolato foram preparados, estruturalmente caracterizados em solução e no estado sólido e usados na polimerização por abertura de anel do rac- e L-lactídeo em solução ou condições industrialmente preferidas (livre de solvente a 130 °C), na presença de um álcool como coiniciador/agente de transferência de cadeia (BnOH e iPrOH). Os catalisadores de ZnII bis-imina-pirrol Zn1-Zn4 demonstraram que a flexibilidade da estrutura do ligante, bem como o átomo doador (oxigênio versus enxofre), exercem influência na atividade da polimerização. A 80 ºC, a conversão de 100 equivalentes de rac-lactídeo ocorreu em 24 h a 96 h, dependendo do catalisador, enquanto que somente 1 h foi requerida para alta conversão nas reações em massa. Quando utilizados os catalisadores de ZnII bis-imina-fenolato Zn6 e Zn7, a formação de polímeros com valores de massa molar experimental em boa concordância com os valores calculados, conforme a razão []0:[]0, e com distribuição de massa molar relativamente estreita foram obtidos em 180 min, em solução de tolueno a 80 °C. Ainda, a eficiência catalítica do Zn6 foi evidenciada nas reações em massa a 130 °C, principalmente utilizando 5 ou 10 equivalentes de álcool benzílico. Todos esses sistemas ZnII bis-ligante levaram à formação de PLA, via mecanismo de monômero ativado, com cadeias poliméricas de ligeira tendência à heterotaticidade. Os catalisadores de AlIII imina-pirrol (Al5) e imina-fenolato (Al6-Al8), na polimerização em massa, formaram polímeros com valores de massa molar experimental de acordo com os valores calculados, conforme a razão []0:[]0, e com distribuição de massa molar relativamente estreita. Em solução de tolueno a 80 °C, resultados satisfatórios foram observados com os catalisadores Al5 e Al6 associados a 1 equivalente de álcool benzílico. Todos os PLA formados com esses catalisadores de AlIII foram tendentes à isosseletividade. A maior seletividade foi alcançada com Al6: = 0,66, = 167 °C. Na polimerização do L-lactídeo, a 130 °C, os catalisadores Al7 e Al8 demonstraram que a atividade foi influenciada pela natureza do álcool (álcool primário versus secundário). Independentemente do monômero, foi proposto que os sistemas de AlIII aturaram via mecanismo de coordenação-inserção. / This work describes the preparation of novel ZnII and AlIII preprecatalysts containing pyrrole-imine or imine-phenolate as ligands and it’s structurally characterization by solution and solid-state techniques. The performance of the preprecatalysts were carried out through the ring-opening polymerization of rac- and L-lactide either in solution or in solvent-free (at 130°C) using an alcohol as co- initiator/chain-transfer agent (BnOH and iPrOH). Zinc bis-pyrrolide-imine precatalysts Zn1-Zn4 demonstrated the flexibility of the backbone structure, as well as the donor atom (oxygen versus sulfur), influence the activity of the polymerization. At 80 °C, the conversion of 100 equivalents of rac-lactide occurred within 24 h or 96 h, depending on the initiator, while only 1 h was required for high conversion under bulk conditions. When the ZnII bis-imine-phenolate Zn6 and Zn7 precatalysts were used, it was observed the formation of polymers with experimental molar mass values in good agreement with the calculated values, (according to the ratio []0:[]0) and with relatively narrow molar mass distribution were obtained in 180 min in toluene solution at 80 ° C. Also, the catalytic efficiency of Zn6 was evidenced in solvent-free reactions at 130 °C, mainly using 5 or 10 equivalents of benzyl alcohol. All ZnII bis-ligated systems, via activated monomer mechanism, leads to the formation of PLA with a slight heterotactic bias. AlIII pyrrolide-imine (Al5) and imine-phenolate (Al6-Al8) precatalysts, under bulk conditions, formed polymers with experimental molar mass values in good agreement with the calculated values, according to the ratio []0:[]0, and with relatively narrow molar mass distribution. Satisfactory results were observed for Al5 and Al6 precatalysts using toluene solution at 80 °C and 1 equivalent of benzyl alcohol. All the PLA polymers formed with the AlIII precatalysts tended to isoselectivity. The highest selectivity was obtained for the Al6 precatalyst which showed = 0.66 and =167 °C. With L-lactide monomer polymerization, conducted at 130 °C, the Al7 and Al8 precatalysts demonstrated that the activity was influenced by the nature of the alcohol (primary versus secondary alcohol). Independently of the monomer, it’s being proposed that the AlIII systems performed via coordination-insertion mechanism.

Em síntese, este trabalho consta da comparação feita entre os métodos de vazamento convencional do processo de fundição de precisão com o método de vazamento contra gravidade, aplicado ao mesmo processo de fundição. No método de vazamento contra gravidade foi intejado ar comprimido como elemento pressurizador e foi usado um forno de fusão hermético. O metal usado nos experimentos foi a liga de alumínio, denominada 356, que possui o silício e o magnésio como elementos de adição. Para comparação dos métodos foram fundidos três grupos distintos de corpos de prova. Um pelo método convencional e os outros dois pelo método contra gravidade, sendo que, para estes foram usadas duas pressões, uma de 1Kgf/cm2 e outra de 2Kgf/cm2. Para cada um destes grupos foram usadas temperaturas de 200°C e 300°C para os moldes. Foi feita ainda uma variação para a temperatura de vazamento da liga, que foi estipulada em 650, 700, 750 e 800°C. Após a obtenção dos corpos de prova, estes foram submetidos a uma bateria de testes que incluiu resistência à tração, dureza Brinell, densidade, nível de porosidade e avaliação do processo de enchimento dos moldes, que forneceram subsídios para a avaliação da eficiência de cada método. Comparando-se os resultados dos testes, pode-se concluir que o método de vazamento contra gravidade teve um melhor "desempenho" quando comparado com os resultados do método convencional. / This work consists in a comparison between the conventional pouring method, with the counter gravity pouring method, for the investment casting process. In the counter gravity method compressed air was used as the pressurized element and a hermetic melting furnace. The metal was the aluminum alloy 356, with silicon and magnesium as the additive element. Three differents test specimen groups were melted: one by the conventional method and the others by the counter gravity method, using pressure of 1Kgf/cm2 and 2Kgf/cm2. Mould pouring temperature of 200 and 300°C in 650, 700, 750 and were used. The test specimen were submited to tensile strenght Brinell hardness, density, porosity level tests and the moulds filling process valuation. Comparing the results, it was concluded that the counter gravity pouring method presented a better performance than the conventional method.

Genótipos de aveia variam quanto à tolerância ao alumínio no solo. Uma maneira fácil, rápida e eficiente de identificar a tolerância ao alumínio é através do uso de solução nutritiva, em laboratório. Os objetivos deste estudo foram ajustar a metodologia de avaliação da tolerância ao alumínio, avaliar linhagens recombinantes quanto à tolerância ao alumínio em laboratório e a campo e estimar o número de genes que controlam o caráter, identificar marcadores morfológicos associados com a tolerância ao alumínio e avaliar os efeitos do gene de tolerância ao alumínio sobre caracteres de importância agronômica. Os ajustes na metodologia foram realizados envolvendo genótipos de aveia e trigo com resposta conhecida ao alumínio tóxico. Uma população de 333 linhagens recombinantes nas gerações F5:6 e F5:7 provenientes do cruzamento entre os genitores UFRGS 930598-6 (sensível) e UFRGS 17 (tolerante) foi avaliada em solução nutritiva. O número de genes que controlam a tolerância ao alumínio foi estimado pela distribuição de freqüência do recrescimento médio da raiz principal. Uma amostra de 22 linhagens recombinantes sensível e tolerante ao alumínio tóxico foi avaliada no campo, com alta concentração de alumínio no solo. A associação e o efeito do gene de tolerância ao alumínio com outros caracteres agronômicos foram realizados a campo em solo livre de alumínio. A técnica de avaliação da tolerância ao alumínio permitiu a discriminação mais eficiente dos genótipos após os ajustes realizados. A tolerância ao alumínio em aveia é governada por um gene de grande efeito, sendo que os genótipos tolerantes possuem os alelos AlaAla e os genótipos sensíveis os alelos alaala. A avaliação da tolerância ao alumínio em laboratório foi confirmada a campo. O caráter tolerância ao alumínio não apresenta alta associação com outros caracteres agronômicos. A presença do gene de tolerância ao alumínio não está associada a efeitos negativos em caracteres de importância agronômica.

A formação interna da estrutura de uma peça fundida deve determinar as características mecânicas dessa peça, quando em serviço. Dessa forma, torna-se fundamental conhecer e parametrizar os elementos que influem na formação da estrutura do componente sólido, para o desenvolvimento adequado de sistemas de solidificação que permitam conduzir a melhoria da qualidade de uma peça no processo de solidificação. Modelos numéricos podem ser empregados para a determinação da formação estrutural, entretanto estes devem ser aferidos adequadamente para garantir sua aplicabilidade. No trabalho em questão, desenvolveu-se uma metodologia que permitiu a aferição de um modelo numérico para a previsão das condições de resfriamento de ligas de alumínio. Elaborou-se um conjunto de coquilhas e moldes que permitiram o acoplamento e verificação da estrutura formada na solidificação em diferentes situações de resfriamento, observando principalmente a direção de extração de calor e a taxa de resfriamento associada. O modelo numérico aplicado respondeu coerentemente aos resultados obtidos permitindo a previsão da estrutura solidificada pela observação dos resultados de evolução das isotermas solidus e liquidus no interior dos sistemas.

Este trabalho analisa o processo de obtenção da Curva Limite de Conformação (CLC) através do procedimento adotado por Nakazima, 1968. Ele variando o formato dos corpos de prova submeteu os mesmos a um ensaio de estiramento simulando uma ampla faixa de deformações que vão desde o embutimento profundo passando pela deformação de tração simples até a deformação biaxial de tração. Foram feitos ensaios com corpos de prova em formato de tiras, exatamente como Nakazima propôs. A ruptura para estes corpos de prova ocorre de modo aleatório rompendo inclusive na região de contado da matriz com o mesmo. Fez-se ensaios com corpos de prova com tiras entalhadas. Esse entalhe tem a função de promover a estricção ou ruptura dependendo do ponto de parada do ensaio, na região de contato entre punção e corpo de prova ensaiado. No presente trabalho utiliza-se o mesmo método de Nakazima variando o formato do punção, em vez de um domo ou ponta hemisférica optou-se pela ponta eliptica. Foi analisada a influencia na CLC obtida, uma vez que a forma elíptica proporciona uma área de contato inicial maior gerando menores solicitações mecânicas no inicio do ensaio resultando numa CLC mais para cima quando comparada com uma CLC gerada com punção hemisférico. Para esta análise utilizou-se como matéria prima o alumínio comercialmente puro liga AA1050-O.

O objetivo deste estudo é apresentar uma metodologia que visa otimizar e melhorar o processo de obtenção de materiais no estado semi-sólido. O material escolhido é a liga AA7075 utilizada em operações de forjamento. Para alcançar este objetivo foi construído um protótipo para obtenção do material nesta condição. A tecnologia utilizada é a globularização da microestrutura da liga através da agitação mecânica seguida de um resfriamento rápido. Parte-se do princípio que a qualidade e a caracterização do produto final demandam por um sistema de monitoração e controle das variáveis envolvidas no processo de fabricação. Além disso, considera-se que a evolução tecnológica da reofundição precisa ser mais centrada nos métodos de produção do que na novidade do evento. Foram avaliadas as relações existentes entre a morfologia da microestrutura, comportamento da viscosidade aparente durante a aplicação de forças externas, deformabilidade e dureza do produto obtido nas condições experimentais propostas. / This study aims at presenting a methodology so as to improve and optimize the process of obtaining materials under a semi-solid state. The material chosen is the AA7075 alloy used in forging procedures. In order to achieve our objectives, we built a prototype so as to obtain the material under the desired conditions. The technology used is the globularization of the alloy microstructure, which was achieved through mechanical shaking followed by sudden cooling. Our fundamental basis is that both the quality and the characterization of the final product depend on a monitoring system as well as the control of the variables involved in the manufacturing process. Besides, we believe that the technological rheocast evolution needs to focus more on the production methods rather than on the novelty of the event. Finally, we have evaluated the existing relations involving the microstructure morphology, the viscosity behavior during the application of external forces, the deformation and the hardness of the product obtained under the proposed experimental conditions.

No presente trabalho estudou-se a alimentação de placas fundidas em ligas de alumínio com diferentes modos de solidificação. As experiencias realizadas visaram obter alguma informação quanto a influencia de variáveis tais como o grau de superaquecimento, a relação altura/diametro do massalote, bem como - da distancia a ser alimentada, no grau de sanidade das placas ob - tidas. Os resultados desta investigação variavam de acordo com a liga utilizada. O método utilizado para avaliação dos resultados baseou- se fundamentalmente em análises micrográficas, para a quantificação dos microrechupes, e nos cálculos de volume dos pipes (vazios) formados nos massalotes, com o objetivo de avaliar a - eficiência de alimentação atraves do massalote. Verificou-se que, tanto para o Alumínio Puro (A199,5%) como para as ligas Al-Cu e Al-Si, as distancias de alimentação de, respectivamente, 10Ep, 6Ep e 10Ep, indicadas na bibliografia, são validas em função do grau de sanidade exigido da peça. / The aim of the present study was to establish a correlation between feeding characteristics and different modes of solidification of various castings alloys. The main parameters analised were the influence of superheating degree, height/diameter ratio of the feeder, feeding range on the degree of sanity of castings plates. The degree of sanity was evaluated by normal micrographic techniques giving good results in detecting pipes and microporosities. It has heen showed that the normal values for feeding ranges (10Ep, 6Ep and 10Ep for Al, Al-4,5Cu and A1-12Si respectively) given in the literature have given good results as the sanity degree is concerned.