Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Estágio realizado na DuritCast / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na DuritCast e orientado pelo Eng.º Luís Sierra / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado na empresa Cruz Martins & Wahl e orientado pelo Eng.º Carlos Dias / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia estrutural. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1987

The refinement of the coronary portion of the intraradicular post cemented constitutes in routine in the clinic. However, the effects of the action of the diamond burn in high rotation on the cement agent are little argued. This study is tested the hypothesis of that the refinement with high rotation an the passed time between the cementation and the accomplishment of the refinement have negative effect in the tensile strength of the intraradicular post cemented in bovine roots. Forty eight bovine roots have been parted with 15mm of length, endodontically treated, confectioned in Cu-Al league, cemented with cement zinc phosphate and divided in 4 experimental groups (n=12). Group A: Without refinement; Group B, C e D submitted the refinement 15, 60 minutes and 24 hours respectively, after the cementation. The assay was carried through in universal machine (EMIC) with speed of 0,5mm/min for all the groups 24 hours after the cementation. The data of tensile strength had been analyzed by the analysis of the variance and test of Bartlet (α=1%). Verified that it did not have significant difference between the groups. Inside of the limitation of this study it can be concluded that the refinement with high rotation and the factor passed time between the cementation and assay did not produce effect of the resistance of the intraradicular posts. / O acabamento da porção coronária do retentor intra-radicular fundido após cimentação constitui-se rotina na clínica odontológica. Entretanto, os efeitos da ação da ponta diamantada em alta rotação sobre o agente cimentante são pouco avaliados. Este estudo testou a hipótese de que o tempo decorrido entre a cimentação e a realização do acabamento com alta rotação tenha efeito negativo na resistência à tração dos retentores intra-radiculares fundidos. Quarenta e oito raízes bovinas foram seccionadas com 15 mm de comprimento, tratadas endodonticamente e divididas aleatoriamente em quatro grupos (n=12): n=A: não submetidos ao acabamento; n=B, C e D submetidos ao acabamento com os tempos de 15, 60 minutos e 24 horas respectivamente, após a cimentação. Os condutos foram moldados pela técnica direta para a obtenção de retentores com 11 mm de comprimento intra-radicular, fundidos em cobre-alumínio, jateados com óxido de alumínio e cimentados com fosfato de zinco. O ensaio de tração foi realizado em máquina universal (EMIC) com velocidade de 0,5mm/min para todos os grupos 24 horas após a cimentação. Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Bartlet (α=1%). Não houve diferenças estatisticamente significantes na resistência à tração nos grupos controle e os grupos com acabamento após a cimentação, independente do período de espera. Dentro das limitações deste estudo concluiu-se que o acabamento com alta rotação e o tempo decorrido entre a cimentação e o ensaio não produziu efeito sobre a resistência dos retentores intra-radiculares fundidos em cobre-alumínio. / Mestre em Odontologia

[pt] Neste trabalho é realizada a determinação dos parâmetros cinéticos críticos da redução eletroquímica do dissulfeto de ferro numa mistura de haletos clorados fundidos. Este catodo é empregado como material alternativo em sistemas de elevado grau tecnológico, por exemplo, componente em coletores de energia solar, anodo despolarizador para a produção de hidrogênio e material catódico em baterias e pilhas de alta densidade de energia. Cabe ressaltar que o par eletroquímico Li / FeS2 vem sendo testado em novas configurações com diversos eletrólitos, especialmente com sais fundidos em pilhas térmicas e polímeros orgânicos em veículos elétricos / híbridos. Os ensaios desta pesquisa foram realizados em uma célula de teste num forno vertical com leitura digital em tempo real da temperatura e dos dados eletroquímicos. A estabilidade de diversos eletrodos de referência de primeira espécie foi avaliada em testes em branco de longa duração, sendo analisados os seguintes materiais: prata, platina, níquel, molibdênio. A célula eletroquímica teve a configuração de três eletrodos: prata como referência; dissulfeto de ferro, na forma de pó compactado, de trabalho e grafite sendo o contra-eletrodo. A metodologia empregada foi a voltametria linear cíclica com taxa de varredura lenta (0,002 Vs-1), garantindo quasi equilíbrio. O cálculo dos potenciais padrão em circuito aberto, de equilíbrio termodinâmico, indicou 0,3306 ± 0,014 V (773 K) em relação ao eletrodo de referência de Ag / AgCl. O coeficiente de transferência catódico ficou determinado como valendo 0,48, comprovando a reversibilidade do processo e apontando para a possibilidade de utilização deste sistema eletroquímico em baterias. Foi estudado o comportamento eletrocatalítico do eletrodo de FeS2 pelo levantamento das curvas de Tafel a partir dos voltamogramas. O parâmetro indicador desta espontaneidade reacional foi as correntes de transferência, que para o sistema foram determinadas como 14,75 ± 2,73 kA m-2. A avaliação dos produtos reacionais e intermediários foi realizada aliando dados eletroquímicos e técnicas de caracterização. O mecanismo de reação proposto é iniciado pela redução do FeS2 a Fe metálico, como etapa controladora da reação, envolvendo a troca de um elétron, seguida de duas reações envolvendo íons enxofre e uma etapa final puramente química com a formação de Li2S. Uma série de reações químicas e eletroquímicas são propostas para explicar a formação de polissulfetos intermediários, sendo o mais importante o Li2FeS2 ( fase X ), caracterizado neste estudo através de micrografias com a formação de cristais de hábito acicular. / [en] In this work the measurement of the critical kinetics parameters of iron disulphide electrochemical reduction in molten chloride halides mixture was made. This cathode is applied as alternative material in high technology systems, such as, solar energy collector`s components, anode depolariser for hydrogen production and cathodic materials for high energy density primary and secondary batteries. It should be notice that the Li / FeS2 electrochemical pair is being tested in new configurations together with several electrolytes, specially molten salts in thermal batteries and organic polymers in hybrid / electrical vehicles. The experiments in this research were carried in a test cell placed inside a vertical furnace having a real time data acquisition system for temperature and electrochemical data. The stability of many first kind reference electrodes was evaluated in long duration blank tests, being selected the following materials: silver, platinum, nickel and molybdenum. The chosen three- electrode cell configuration was: silver as reference, iron disulphide compacted powder as working electrode and graphite as counter-electrode. The applied methodology was the cyclic linear voltammetry at slow sweep rate (0,002 Vs-1), ensuring quasi equilibrium conditions. For the thermodynamical equilibrium the standard potential determinations for open circuit resulted 0,3306 +- 0,014 V (773 K) with respect to the Ag / AgCl reference. The cathodic transfer coefficient measured to be 0,48 indicates the reversibility of the electrode process and points at its possible application as secondary battery. The FeS2 electrocatalytical behaviour was evaluated though the Tafel curves extracted from the voltammograms. The indicating parameter for this reaction spontaneity, the transfer currents, for this systems were measured to be 14,75 +- 2,73 kA m-2. The evaluation of the reaction intermediaries and products were made allying electrochemical data and characterization techniques. The proposed reaction mechanism is initiated by the reduction of FeS2 to metallic iron as the controlling step, followed by two reactions involving sulphur ions and terminated by the chemical formation of Li2S. A series of chemical and electrochemical processes are proposed to explain formation of intermediary polisulphides, being the most important Li2FeS2 (phase X) spotted here though micrographies displaying it`s characteristic crystals of needle-like morphology.

O estudo do eletrorrevestimento de tântalo sobre aço e sobre cobre foi realizado na mistura eutética FLINAK (29,2% LiF - 11,7% NaF - 59,1% KF - % em massa) contendo 15% em massa de K2TaF7. Foram estudadas as influências da densidade de corrente catódica, do tempo de eletrólise, da temperatura e da natureza do substrato sobre as eficiências de correntes catódicas e a morfologia dos revestúnentos. Depósitos de tântalo lisos, brilhantes, aderentes e uniformes foram obtidos com alta eficiência de corrente catódica usando os seguintes parâmetros: densidade de corrente catódica de 23 mA/cm2 a 50 mA/cm2, temperatura de 750°C e tempo de eletrólise de 30 minutos a 120 minutos. Os revestimentos obtidos nestas condições possuem espessuras de 18 µm a 41 µm. Os depósitos de tântalo sobre aço e sobre cobre são constituídos de tântalo puro, sem formação de camada de difusão. Ensaios de eletrodeposição de camadas delgadas de tântalo em catodos de formas e geometrias complexas mostraram o bom poder de cobertura do tântalo. Curvas potencial de circuito aberto x tempo, feitas à temperatura ambiente em soluções de ácido nítrico a 40%, a 50% e a 60% em massa, ácido clorídrico a 3,6% em massa e ácido sulfúrico a 80% em massa, mostraram ótima concordância entre o potencial de circuito aberto estacionário do tântalo maciço comercial e dos revestimentos de tântalo sobre cobre nestes meios. Curvas potencial de circuito aberto x tempo feitas à temperatura ambiente em meio de ácido clorídrico a 3,6% em massa, para revestimentos sobre aço mostraram que a semelhança com o tântalo maciço só é observada em depósitos recentes, o que foi atribuído à difusão do ferro do substrato para a superficie do revestimento. Ensaios gravimétricos mostraram que a velocidade de corrosão dos revestimentos é comparável com a do tântalo comercial, em meios de ácido nítrico a 40% e a 50% em massa, à temperatura de ebulição. / The study of tantalum electroplating on copper and carbon steel has been carried out in FLINAK eutectic (29.2% LiF -11.7% NaF -59.1% KF - wt%) containing 15wt% K2TaF7. The effects of current cathodic density, time of electrolysis, temperature and substrate kind have been studied in relation to the cathodic current efficiencies and the coating morphology. Tantalum deposits, with good smoothness, brightness, adherence and uniformity were obtained with high cathodic efficiency, using the following conditions: 23 mA/cm2 to 50 mA/cm2 cathodic current densities, 30 minutes to 120 minutes electrolysis time interval and 750°C temperature. Under these conditions the coatings are about 18 µm to 41 µm thick. The deposits obtained on carbon steel and copper are both constituted of pure tantalum without formation of interdiffusion layer. The results of tantalum thin coatings electrodeposition on cathodes of complex geometrics and shapes showed the good throwing power of tantalum. Open circuit potential x time curves have been recorded for massive tantalum and for tantalum coatings on copper in 40 wt%, 50 wt% and 60 wt% nitric acid, 3.6 wt% hydrochloric acid and 80 wt% sulfurie acid at room temperature. They showed similar stationary open-circuit poteutial values for both the massive tantalum and the tantalum coatings. Open circuit potential x time curves for tantalum coatings on carbon steel performed in 3.6%wt hydrochloric acid at room temperature showed that the similarity with massive tantalum exists only with recent deposits, because of iron diffusion from substrate to coating surface. Gravimetric tests showed comparable corrosion rate values for massive tantalum and tantalum coatings in boiling 40wt% and 50wt% nitric acid.

A recontaminação do sistema de canais radiculares durante os procedimentos de preparo do espaço para núcleos metálicos fundidos deve ser evitada, sob pena de falha do tratamento endodôntico. O uso de substâncias antimicrobianas durante o procedimento pode ser interessante. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do uso do gluconato de clorexidina a 2% em gel ou soro fisiológico (grupo controle), em conjunto com brocas para o preparo intrarradicular, sobre a retenção de núcleos metálicos fundidos, cimentados com fosfato de zinco ou um cimento resinoso (Panavia F). Foram utilizados 40 pré-molares inferiores humanos hígidos. Estes dentes foram tratados endodonticamente e receberam preparos intrarradiculares de 10mm de profundidade, com as brocas número 2 de um sistema de pinos pré-fabricados de fibra de carbono. Em conjunto com estas brocas foi utilizado soro fisiológico (grupos 1 e 2 - controle) ou o gluconato de clorexidina em gel a 2% (grupos 3 e 4). Os condutos foram moldados e foram obtidos padrões em resina acrílica autopolimerizável. Os dentes foram incluídos em resina epóxica e depois em resina acrílica autopolimerizável. Os padrões foram fundidos em liga de níquel-cromo e cimentados com fosfato de zinco (grupos 1 e 3) ou Panavia F (grupos 2 e 4). Os espécimes foram mantidos em 100% de umidade relativa por 72 horas e em seguida, os pinos foram submetidos a forças de tração até serem desalojados. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância. Os valores das médias obtidas, em Kgf, foram: G1 - 21,744; G2 - 17,484; G3 - 25,229 e G4 - 20,028. Não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos (p<0,05). Um protocolo de limpeza e desinfecção, para o preparo do espaço para pinos, deve ser estabelecido e o gluconato de clorexidina em gel a 2% não afetou negativamente a retenção de núcleos metálicos fundidos neste estudo. Estes dados sugerem que esta seja uma boa substância para auxiliar no preparo do espaço para pino, porque apresenta características vantajosas para o procedimento como: baixa toxicidade, fácil manuseio, atividade antimicrobiana e ação residual / Recontamination of the root canal during post space preparation must be avoided, under penalty of endodontic treatment failure. The use of antimicrobial substances in these procedures should be of interest. The aim of this study was to evaluate the retention of cast posts and cores luted with zinc phosphate cement and a resin cement (Panavia F), when burs and the 2% chlorhexidine gluconate in gel and saline were used for post space preparation. Forty sound human inferior premolars were used in this study. These teeth were treated endodontically, and had a 10mm length post space preparation with the number 2 burs of a carbon fiber post system. In adjunction with this burs saline (G1 and G2 - control) and 2% chlorhexidine gluconate in gel (G3 and G4) were used. Impressions were taken of the canals with acrylic resin. The teeth were included into epoxy resin and then into self-cure acrylic resin. The patterns were cast in niquel-cromium alloy then luted with zinc phosphate cement (groups 1 and 3) or Panavia F (groups 2 and 4). Specimens were stored in 100% of relative humidity for 72 hours. Then, the posts were dislodged by traction forces. The recorded data was submitted to ANOVA. The values of the averages obtained in Kgf were: G1 - 21.744; G2 - 17.484; G3 - 25.229 e G4 - 20.028. There was no statistical significant difference between the groups (p<0.05). Disinfection and cleaning protocol for the post space preparation must be established and the 2% chlorhexidine gluconate in gel did not affect negatively the retention of the cast posts in this study. This data suggests that this is a good auxiliary substance in the post space preparation because it presents advantage features for the procedure as: low toxicity, easy handle, antimicrobial action and substantivity.

O espinélio MgAl2O4 é utilizado prioritariamente na indústria de refratários. Atualmente há várias técnicas de síntese, visto que não é encontrado na natureza. A técnica de sais fundidos apresenta grande potencial para otimização e redução do custo energético na produção deste óxido. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento da técnica de síntese via sais fundidos para obtenção do espinélio MgAl2O4, e a caracterização do pó produzido via diferentes técnicas. A dissertação explora as variáveis da produção do espinélio a partir de Al2O3 e MgO em KCl, e também alternando o sal para MgCl2 e o eutético KCl-MgCl2. As seguintes alterações foram testadas para verificar o resultado no pó produzido: redução da temperatura para 1150°C, aumento do MgO nos precursores em 10% e 30%, redução da granulometria da Al2O3 precursores para 0,60 μm, variação da razão sal/precursor (S/P) para 1:1 e 9:1. Foi testado o sal MgCl2 nas proporções de precursores estequiométrica, -50% de MgO e -100% de MgO. Por fim, o sal KCl-MgCl2 na razão eutética foi testado. Para caracterização do pó foram utilizadas as técnica de análise cristalográfica por difração de raios X (DRX) e pela técnica de RAMAN, granulometria por dispersão a laser (GDL), microestrutura por microscopia eletrônica por varredura (MEV) e análise de cristalitos por mircroscopia eletrônica de transmissão (MET). Os pós produzidos apresentaram as fases MgAl2O4, Al2O3 e MgO. A redução de temperatura reduziu a quantidade de espinélio em pequena proporção, a alteração de estequiometria dos precursores no sal KCl reduziu a quantidade de Al2O3 em um primeiro momento e também sobrou MgO na reação para um aumento maior de MgO. A redução de granulometria da Al2O3 propiciou aumento da proporção de espinélio na reação. A proporção S/P 1:1 não mostrou alteração, contudo para 9:1 houve sedimentação e um efeito de diluição/precipitação. Para o sal MgCl2, houve precipitação de MgO a partir do sal, alterando o perfil granulométrico dos pós e as fases obtidas: MgO e MgAl2O4. A redução de MgO aumentou a conversão para MgAl2O4, reduzindo também a granulometria. O sal na proporção eutética apresentou boa conversão de espinélio e pouco aumento de granulometria. / The MgAl2O4 spinel is mainly applied at the refractory industry. There are many techniques to produce that oxide, since it is not found in the nature. The molten salts technique shows potencial energy savings and cost reduction to produce spinel. This work aimed at the development of the molten salts synthesis technique to obtain the MgAl2O4 spinel, and characterization of the powder produced via different techniques. The dissertation explores the variables of production of spinel from Al2O3 and MgO in KCl, and also alternating salt to MgCl2 and KCl-MgCl2 eutectic. The following changes were tested to verify the result of the powder produced: reducing the temperature to 1150 ° C, an increase in the MgO precursor at 10% and 30% reduction in particle size of the Al2O3 precursor to 0.60 micrometres variation ratio of salt / precursor (S / P) to 1: 1 and 9: 1. MgCl2 salt was tested in the stoichiometric proportion of precursors, -50% of MgO and -100% MgO. Finally, the KCl-MgCl2 salt eutectic ratio was tested. For characterization of the powder was used the crystallographic analysis technique of X-ray diffraction (XRD) and RAMAN technique, laser scattering for particle size analisys, scanning electron microscopy (SEM) and crystallite analysis by transmission electron mircroscopy (TEM). The powders produced presented the MgAl2O4 phase, Al2O3 and MgO. The reduction in temperature reduced the amount of spinel in small proportion, the stoichiometry change of the precursors in the KCl salt reduced the amount of Al2O3 at first and also left MgO in reaction to a greater increase of MgO. The reduction of the Al2O3 particle size resulted in an increase in the proportion of the spinel reaction. The ratio S/P 1: 1 showed no change, however to 9: 1 was sedimentation and dilution / precipitation effect. To MgCl2 salt, there was precipitation of MgO from the salt, changing the physical profile of the powder and the obtained phases: MgO and MgAl2O4. The reduction of MgO increased the conversion MgAl2O4, by reducing the grain size. The salt in the proportion eutectic showed good conversion spinel and little increase in particle size.