Este trabalho versa sobre a caracterização de uma junta soldada em cheio (bead-onplate) de liga AA356 reforçada com partículas de SiC, soldada por um Laser de fibra de alta potência. A soldagem foi realizada em duas amostras com diferentes condições térmicas, tratadas termicamente T6 (solubilização e envelhecimento) antes da soldagem (amostra A) e após a soldagem (amostra B). Nas amostras A e B foram realizadas as análises de materialográfia via Microscopia Óptica de luz reflexiva (M.O) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), também foram realizadas análises microquímica por Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), ensaio mecânico de microdureza e difração de Raios-X. Os corpos de prova submetidos ao ensaio de tenacidade em Flexão três pontos tinham condições térmicas iguais a da amostra A, pois essa condição térmica é a condição que normalmente o Compósito de Matriz Metálica (CMM) exibe em serviço. A inspeção materialográfica por M.O identificou a interferência do tratamento térmico T6 realizado na amostra A, fazendo que fosse possível identificar a baixa proporção das partículas de Si na matriz, conforme análise se aproximava da zona fundida (ZF), e a presença de uma estrutura metaestável com a presença dendritas na ZF, aos quais foram diretamente correlacionados com os resultados da microdureza. A amostra B exibiu uma microestrutura bem homogênea em relação à amostra A, em termos de dispersão das partículas de Si e presença de dendritas na ZF. A fratográfia por MEV em modo de imageamento por elétrons secundários, permitiu analisar as superfícies de fratura do compósito em estudo (AA356+SiC), fraturado após o ensaio de tenacidade em Flexão três pontos, identificando a presença de muitos dimples que formavam uma estrutura alveolar, conhecida como uma estrutura típica de um regime dúctil. Por meio desta técnica, também foi possível detectar os principais mecanismos de tenacificação nos CMM, tais como: trincamento, descolamento ou destacamento das partículas de SiC, e o crescimento e coalescência de dimples na estrutura da matriz, os quais foram identificados e correlacionados com o desempenho mecânico dos corpos de prova analisados. A microanálise química por EDS permitiu o mapeamento dos elementos químicos presentes nas regiões do Metal Base (MB) e na Zona Termicamente Afetada (ZTA) do CMM. Por meio desta técnica, foi possível identificar a presença das partículas de Si e SiC, os elementos químicos presentes nas regiões dendriticas, os elementos fragilizantes presentes na microestrutura do CMM, tais: como Fe, Cr e Mn, e a presença de carbeto de Aluminio-Silício (Al4SiC4) presentes nas ZF, em forma de agulhas. A microanálise química foi realizada tanto nas regiões das juntas soldadas quanto nas superfícies de fraturas provenientes do ensaio de tenacidade em Flexão três pontos. / This work focuses on the characterization of a joint welded bead-on-plate of SiC particulate-reinforced A356-alloy welded by high power fiber laser. The welding was achieved in two samples with different conditions, both with T6 applied, before (sample A) and after (sample B) the welding process respectively. Samples A and B were performed materialographic analysis by Optic Microscopy of light reflected (O.M) and scanning electron microscopy (SEM), were also performed chemical microanalysis by energy dispersive X-ray , mechanical testing microhardness and X-ray diffraction. Specimens submitted to the three point bending toughness test present a thermal condition similar to sample A, because this thermal condition is the condition that normally the Metal Matrix Composite (MMC) exhibits in service. The inspection metallographic by (O.M) identified heat treatment T6 interference in the sample A, and though this is it was possible to identify low proportion of Si particles in the matrix, while the analysis was approaching fused zone, and the presence of a metastable structure with formation of dendrites in the fused zone, were which promptly correlated with results of microhardness. The sample B exhibited more homogenous a microstructure in terms of dispersion of Si particles. SEM fractography in secondary electron imaging mode allowed to analyze fracture surface of MMC, identifying the presence of more microvoids creating an alveolar structure typical of an ductile regime. Through this technique, it also was possible to detect main toughening mechanisms for MMC, such as, cracking, debonding and growth and coalescence dimples in the structure the of matrix which were identified and correlated with performance of specimens analyzed. EDS micro-chemical analysis allowed to map chemistry elements present in various regions of CMM, such as, Base Metal (BM), heat affected zone (HAZ) and Fused Zone (FZ). Through this technique, it was possible to identify and quantify the presence of Si and SiC particles, the elements present in the dendrites and presence of embrittlement elements in the microsctructure of MMC, such as, Fe,Cr and Mn and presence of needle-shapped Aluminium-Silicon carbides (Al4SiC4) in the FZ of sample A. Chemical microanalyses were performed both in regions of welded joints and in surface of fracture from the three points bending toughness test.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-01Bitstream added on 2014-06-13T19:48:08Z : No. of bitstreams: 1 ranieri_k_me_guara.pdf: 3916943 bytes, checksum: 88678d123d4709bfb7b9722e94a20ebd (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Este trabalho apresenta o projeto e a construção de um equipamento para a produção de lingotes de compósitos de matriz metálica, com ligas de baixo ponto de fusão, e material de reforço na forma de pó cerâmico. O equipamento pode operar em temperaturas de até 1000 °C e carga de aproximadamente 800 g de metal. Possui um sistema para agitação do metal fundido e a possibilidade de controle dos principais parâmetros, térmicos e mecânicos, do processo de fundição com agitação mecânica. São descritas as diferentes partes do equipamento, e apresentados resultados utilizando a liga Al7%Si com reforço de alumina, sem recobrimento, e em granulações diferentes. A rota utilizada envolve a fusão do metal, seguida pelo seu resfriamento até temperaturas entre as linhas liquidus e solidus, seguida pela mistura da alumina, por determinado tempo, e o reaquecimento para vazamento. O equipamento mostrou-se eficiente na obtenção de compósitos particulados. Os lingotes obtidos foram analisados por microscopia eletrônica de varredura, EDS e microscopia óptica. / This work presents the project and construction of an equipment for synthesis of particulated metal matrix composite ingots, with low melting point, and ceramic as reinforcement material, using mechanical stir casting. The equipment can operate in temperatures up to 1000° C and loading of about 800g of metal. It has a system to stir the metal with the possibility of controling the main, thermal and mechanical, parameters of the process. Different parts of the equipament are described and results are presented by using the Al 7% Si alloy, with alumina, without recovering, and with different granulation. The process used was melting the metal followed by its cooling up to temperatures between liquidus and solidus lines, followed by the mixing of alumina and the reheating for pouring . The equipment was efficient in the obtainment of particulated metal matrix composite. The ingots obtained were analysed through electronic microscopy, EDS and optical microscopy.

The research problem we propose to reflect about concerns the constitution of language and of memory in the metallic materiality. We focus, in our work, on the fact that technologies are produced by man, under certain social and historical conditions. The fact that language may be conceived externally to man in informatic media -, does not mean that it is in a transcendental plan in relation to the subject, to the discourse. Furthermore, what is from the historical subject belongs as well to the machine, to the technique. Our point of view, thus, is that technique and man, language and subject should be thought as mutually constituted and not as opposite elements, which would exclude each other. In this way, we propose, under the perspective of French Discourse Analysis, a study of language that takes in consideration that language and discourse are mutually constituted. Our aim is to emphasize that the order of language is not independent from the order of discourse. By observing the working of formalization and of the categories of time and space in Google, we infer that there is a double movement of sense constitution in the metallic materiality: on the one hand, a movement that searches the completeness of language, which would be possible through the constitution of a memory with a large capacity of storage; in this memory, senses would be frozen in space and time, so that the irruption of other significations would not become possible. On the other hand, incompleteness is constituted in the simulation of completeness itself. We think incompleteness is structured by the excess of information that circulates in Web. This excess is a sign that there is ever something to be said, since language is not a representation of the world. / O problema de pesquisa sobre o qual nos propomos refletir tem como foco a constituição da linguagem e da memória na materialidade metálica. Chamamos atenção, em nosso trabalho, para o fato de que as tecnologias são produzidas pelos homens, como frutos de certas condições sócio-históricas. O fato de a linguagem poder ser concebida exteriormente ao homem - nos meios informáticos -, não significa que ela esteja em um plano transcendente ao do sujeito, do discurso. Assim, o que é do sujeito histórico também faz parte da máquina, da técnica. Nosso ponto de vista, portanto, é de que técnica e homem, língua e sujeito devem ser pensados enquanto mutuamente constitutivos e não enquanto elementos opositivos, os quais se excluiriam uns aos outros. Nessa perspectiva, propomos, a partir da Análise de Discurso de linha francesa, um estudo da linguagem que vise a uma relação de recobrimento entre língua e discurso. Nosso objetivo é o de salientar que a ordem da língua, do formal não é independente da ordem do discursivo. A partir da observação do funcionamento da formalização e das categorias de tempo e de espaço no site de busca Google, inferimos que há um duplo movimento de constituição de sentidos na materialidade metálica: por um lado, aquele que busca a completude da linguagem, por meio da constituição de uma memória com grande capacidade de armazenamento de dados, na qual os sentidos seriam congelados no espaço e no tempo, de modo a não dar abertura para a irrupção de outras significações. Por outro lado, é, na própria simulação da completude, que se constitui a incompletude. Esta, para nós, vem a ser estruturada pelo excesso de informação que circula na Internet. Este excesso é a marca de que sempre há o que dizer, tendo em vista que a linguagem não é uma representação do mundo.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:27:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8476720 bytes, checksum: 892e5742556745d24795bf18ea2e9348 (MD5) Previous issue date: 2010-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The use of graphs and tables for steel-concrete composite beams initial design can provide a quick insight for engineers and architects on the results that can be achieved with this structural solution. In this work it is presented: a methodology for the construction of initial design graphs for composite beams, the results of the implementation of this methodology and an evaluation of the influence of the parameters that are related to the design of composite beams. A graph for initial design represents the result of the composite beam verification, including its ultimate capacity and maximum deflection under service conditions. Various parameters influence the resistance capacity and the behavior of steel and concrete composite beams. In this dissertation, these parameters are grouped as structural system parameters and design parameters. A calculation algorithm developed in Mathcad®, according ABNT NBR8800:2008 for the verification of composite beams, allows the construction of several curves that permits the user to indentify the steel profile that better fits a project situation. Graphs for initial design of composite beams formed with a hot-rolled I produced in Brazil are presented. Besides constituting a tool of great utility for initial design of composite beams, the graphs also allows a general view of the influence of the parameters that are involved with composite beams. / O uso de ábacos e tabelas de pré-dimensionamento para vigas mistas de aço e concreto pode proporcionar a engenheiros e arquitetos uma rápida visão sobre os resultados que podem ser alcançados com o uso desta solução construtiva. Nesse trabalho apresenta-se: a metodologia para a geração de ábacos para o pré-dimensionamento de vigas mistas, os resultados da implementação desta metodologia e uma avaliação da influência dos parâmetros relacionados ao dimensionamento das vigas mistas. Um ábaco para pré-dimensionamento representa o resultado do processo de verificação da capacidade resistente última e do comportamento em serviço, normalmente representado pelo estado-limite de deslocamento excessivo. Diversos fatores influênciam o comportamento das vigas mistas de aço e concreto. Nesse trabalho, tais fatores foram agrupados como parâmetros do sistema estrutural e parâmetros de dimensionamento. Um algoritmo de cálculo desenvolvido em ambiente Mathcad®, baseado nas prescrições da ABNT NBR 8800:2008 para o dimensionamento de vigas mistas, possibilitou a geração de um conjunto de curvas que permite ao usuário identificar o perfil que melhor atende a uma determinada situação de projeto. São apresentados ábacos de pré-dimensionamento de vigas mistas formadas por perfis I laminados de abas paralelas produzidos no Brasil. Além de se constituírem numa ferramenta de grande utilidade para o pré-dimensionamento de vigas mistas, os ábacos também permitem uma visão geral sobre a influência da variação dos parâmetros envolvidos no dimensionamento de vigas mistas.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:24:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCV07MA018.pdf: 1132263 bytes, checksum: 6e10cf4471ceb93e5b44c3be1e5da2c8 (MD5) Previous issue date: 2007-02-17 / The main objective of Cryobiology is the optimization of an oocyte cryopreservation technique. It will permit to create germoplasm banks for maintenance of animal biodiversity, serving as an important instrument in transgenic, cloned or in vitro produced animals. It is consensus that the vitrification is the best method to cryopreserve oocytes and that high cooling rates improve the viability. To evaluate the use of carrier tools with different thermal conductivity in vitrification, 1.454 oocytes (Experiment 1) were 30 seconds exposed to 10% EG + 10% DMSO + 20% estrus mare serum (SEE) in TCM Hepes. Just after, groups of 5 or 6 oocytes were exposed (20 seconds) to vitrification solution (SV - 20% EG + 20% DMSO and 0.5M Sucrose). They were loaded in PM (stainless metallic straws, n=265), MV (glass micropipette, n=279), PB (straw bevel cuted, n=280), OPS (open pulled straw, n=272) or maintained without vitrification GC (control group n=358). Vitrification was obtained by plunging it in super cooled liquid nitrogen. In the experiment 2 (n=709) the aim was to evaluate bovine oocytes vitrification in reduced (25 and 50%) cryoprotectants concentration. Oocytes were 30 sec. exposed to the first cryoprotectant solution, and just after during 20 seconds to one of the allows vitrification solutions: SV100 (n=187), 20% EG + 20% DMSO + 0.5M Suc; SV75 (n=187), 15% of EG + 15% of DMSO and 0.375M of Suc; or SV50 (n=146), 10% of EG, 10% of DMSO + 0.25M Suc. A non vitrified group (n=189) was used as control. The re-warming was performed by exposure (5 minutes each) to decreasing sucrose solutions (0.30 and 0.15M), heated up to 35ºC. The oocytes were then maturated, fertilized, and the presumptive zygotes cultured in SOFaaci medium, at 39ºC, in saturated humidity. Cleavage, blastocysts and hatching rates were used as viability criteria. In the experiment 1 there was not differences in cleavage rates (p>0.05) among treatments, that were lower (P <0.05) than control group. In the vitrified groups, higher blastocyst rates were obtained with PM treatment (10.2%), that was lower (P <0.05) than the OPS (6.1%) and PB (6.1%) treatments, not differing from the MV group (8.0%), although with tendency of be higher (P <0.1). The treated groups had identical hatching rates, which were lower than the control group. In the second experiment, there was not difference in the cleavage rate among SV100 and SV75 treatments, being both higher (p <0.05) than the SV50 treatment. In the blastocyst rates, there was difference among all groups (P <0.05). The higher rate was obtained in control group (38.0%), followed by the SV100 (10.1%), SV75 (7.6%) and SV50 (0.5%) treatments, respectively. The hatching rates of SV100 and SV75 groups were similar, being lower (P <0.05) than control group. In the SV50 group none blastocyst hatched. We conclude that increasing cooling speed rates improves the viability of immature vitrified bovine oocytes, and that the metallic straws are more effective than recipients of lower conductivity (plastic straws), with a tendency of superiority when compared to the glass micropipette. Still, the reduction of the cryoprotectors in 25% or up does not allow an appropriate cryoprotection to vitrify bovine oocytes, in the conditions of this study / A otimização da técnica de vitrificação de oócitos é um dos principais objetivos da criobiologia, pois possibilitará a formação de bancos de germoplasma para manutenção da biodiversidade animal, além de se constituir num importante instrumento na produção de animais transgênicos, clones ou programas de produção in vitro de animais. É consenso que a vitrificação é o método mais adequado para criopreservar oócitos e que elevadas taxas de resfriamento melhoram a viabilidade da técnica. Para avaliar o uso de materiais com diferentes condutividade térmica na vitrificação (Experimento 1), 1454 oócitos foram utilizados. Inicialmente os oócitos foram expostos a 10% EG + 10% DMSO + 20% soro de égua em estro (SEE), em TCM Hepes, por 30 segundos. Após, grupos de 5 ou 6 oócitos foram submetidos à solução de vitrificação (SV) composta de 20% EG + 20% DMSO e 0,5M Sacarose, durante 20 segundos, período em foram envasados e mergulhados em nitrogênio super-resfriado. O envase foi realizado em PM (palheta metálica inoxidável, n=265), MV (micropipeta de vidro, n=279), PB (palheta cortada em bisel, n=280), OPS (open pulled straw, n=272). Simultaneamente, um grupo não vitrificado serviu como controle, (GC n=358). No Experimento 2, 709 oócitos foram vitrificados com concentrações reduzidas (25 e 50%) de crioprotetores. Inicialmente os oócitos foram expostos, por 30 segundos, a uma solução de 10% EG + 10% DMSO + 20% SEE, em TCM Hepes. Logo após, foram expostos, por 20 segundos, a uma das soluções de vitrificação: SV100 (n=187), 20% EG + 20% DMSO + 0,5M Sacarose; SV75 (n=187), 15% de EG + 15% de DMSO e 0,375M de sacarose; ou SV50 (n=146), 10% de EG, 10% de DMSO + 0,25M de sacarose, além de um grupo controle não vitrificado (n=189). O reaquecimento foi realizado pela exposição (5 minutos cada) às soluções decrescentes de sacarose (0,30 e 0,15M), aquecidas a 35ºC. Os oócitos foram então maturados e fecundados, e os prováveis zigotos cultivados em meio SOFaaci, à 39ºC. As taxas de clivagem, de blastocistos e eclosão foram utilizadas com critérios de viabilidade. No experimento 1 não foram verificadas diferenças (P>0,05) nas taxas de clivagem dos tratamentos, que foram inferiores (P<0,05) ao grupo controle. A maior taxa de blastocistos nos grupos vitrificados foi obtida com o tratamento PM (10,2%), que foi superior (p<0,05) aos tratamentos OPS (6,1%) e PB (6,1%), não diferindo do grupo MV (8,0%), embora com tendência de ser superior (p<0,1). Também as taxas de eclosão nos grupos tratados foram semelhantes, sendo inferiores as do grupo controle. No experimento 2, não houve diferença na clivagem entre os tratamentos SV100 e SV75, sendo ambos superiores (P<0,05) ao tratamento SV50. Na taxa de blastocistos, houve diferença entre todos os tratamentos (p<0,05). A maior taxa foi obtida com o grupo controle (38,0%), seguido do tratamento SV100 (10,1%), SV75 (7,6%) e SV50 (0,5%), respectivamente. As taxas de eclosão dos grupos SV100 e SV75 foram semelhantes, sendo inferiores (p<0,05) ao controle. No grupo SV50 não houve eclosão. Conclui-se que o aumento da velocidade de resfriamento melhora a viabilidade pós vitrificação de oócitos bovinos imaturos, sendo que as palhetas metálicas são mais efetivas que os recipientes de menor condutividade (palhetas plásticas), com uma tendência de superioridade quando comparada à micropipeta de vidro. Ainda, a redução dos crioprotetores em percentual igual ou superior a 25% não permite uma adequada crioproteção na vitrificação de oócitos bovinos, com a metodologia proposta neste estudo

O aumento da segurança das estruturas de ônibus frente a cenários de impacto e a consequente diminuição das mortes e danos causados por acidentes de trânsito são imprescindíveis em um país como o Brasil, onde o transporte rodoviário é fundamental. Nesse contexto o presente trabalho explora a possibilidade do uso de tubos de aço preenchidos com espuma de alumínio como absorvedores de impacto em estruturas de ônibus. Foi realizada a fabricação da espuma como preenchimento dos tubos de aço, que então foram ensaiados sob compressão e flexão três pontos. Um modelo em elementos finitos foi desenvolvido no software LS-Dyna, 2006, considerando as não-linearidades geométricas e do material para representação das propriedades do tubo e da espuma. Finalmente uma estrutura de ônibus rodoviário foi modelada em software de elementos finitos e sua estrutura foi modificada pela adição de espuma de alumínio como preenchimento dos tubos para melhorar o desempenho da estrutura em acidentes de tombamento e impacto semi-frontal. Comentários sobre todos os resultados, apresentando a melhora relativa da estrutura devido às modificações propostas, são finalmente apresentados, assim como a validação da metodologia numérica utilizada para representação das estruturas. / The improvement of the safety of the road bus structure against impact scenarios and reduction of the injuries and death in traffic accidents is crucial in a country like Brazil, where the road transport matrix is fundamental in the traffic of people and goods. In this context in the present work is explored the possibilities of the metallic tubes filled with aluminum foam as shock absorber in the bus structures. With this goal, an experimental campaign using tubes filled with aluminum foam was made. In these tests, uniaxial compression and three points bending tests were performed. The finite element method was implemented in LS-Dyna, 2006, and simulations were carried out, considering material and geometric non-linearities. The material properties were calibrated using the tests cited. Then, a bus structure modeled with finite element method was modified adding metallic tubes filled with aluminum foam to improve the structure performance in rollover and semi-frontal impact scenarios. Commentaries about all the results, presenting the relative improvement of the structure due to the proposed modifications, are finally presented, as well as the validation of the numerical methodology used to represent the structures.

A fabricação de aços com elevada qualidade interna está diretamente relacionada ao entendimento de como inclusões não-metálicas se comportam ao longo de cada etapa do processo. Aços com maior limpeza inclusionária são cada vez mais solicitados à medida que aplicações mais nobres e específicas são exploradas, a exemplo das novas gerações de wheel hub. O aço SAE 52100, utilizado na fabricação de rolamentos, é um dos casos em que o controle para a quantidade, distribuição, tamanho e morfologia das inclusões deve ser rígido, para que atenda à aplicação a que se destina. A compreensão dos fenômenos que estão envolvidos na formação e os possíveis métodos para evitar ou tornar menos deletérias inclusões não-metálicas são de suma importância. Neste estudo, amostras de aço e escórias foram retiradas em várias etapas do processo de fabricação do aço em aciaria elétrica. As amostras de aço foram analisadas em MEV/EDS ASPEX (microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectrometria de energia dispersiva automático) e de escórias via XRF (fluorescência de raios X). Aliado a isso, dados obtidos via simulação termodinâmica (software comercial FactSage) possibilitaram compreender melhor a interação entre escória-banho e de que forma parâmetros das escórias, por exemplo, influenciam na formação, modificação e remoção de inclusões não-metálicas em aços para rolamentos. A correlação entre os dados de processo e as análises realizadas permitiram mapear como cada operação adotada em refino secundário influencia na limpeza do aço ao final do processo. O objetivo deste estudo é estabelecer de forma clara como as inclusões no aça SAE 52100 com processo de produção específico se comportam ao longo do processamento em Aciaria Elétrica. Além disso, visa estudar de forma mais clara como as interações escória/banho influenciam na modificação da composição química das inclusões e na sua remoção ao final do processo. / The manufacture of steel with high internal quality is directly related to the understanding of how non-metallic inclusions behave along each step of the process. Steels with higher inclusions cleanliness are increasingly requested as more noble and specific applications are explored, as the new generation of wheel hub. The SAE 52100 steel, used in the manufacture of bearings, is one case that the control for the amount, distribution, size and morphology of the inclusions must be hard to meet the application for that it is intended. The understanding of the phenomena involved in the formation and the possible methods to prevent or to turn less harmful non-metallic inclusions are too important. In this study, steel and slag samples were taken at various stages of the meltshop process. The steel samples were analyzed by SEM / EDS ASPEX (automatic scanning electron microscopy coupled to energy dispersive spectrometry) and slag via XRF (X-ray fluorescence). Allied to this, data via thermodynamic simulation (commercial software FactSage) allowed better understanding of the interaction between slag-bath and how parameters of slag, for example, influence the formation, modification and removal of non-metallic inclusions in bearings steel. The correlation between the process data and the analyzes, allow map how each operation adopted in secondary metallurgy influence on steel cleanliness at the end of the process. The objective of this study is to establish clearly how the inclusions in the SAE 52100 steel with specific production process behave throughout Meltshop process. In addition, it aims to study more clearly how the slag / bath interactions influence the modification of the chemical composition of the inclusions and their removal at the end of the process.

O confinamento da luz em escala nanométrica, em especial para estruturas metálicas, é conferido graças à ação coletiva dos elétrons livres desses materiais que ao entrarem em ressonância com a frequência da radiação incidente geram campos intensos o suficiente para permitir que uma parcela da luz atravesse as cavidades que formam as estruturas, desafiando os limites clássicos da óptica impostos pela teoria escalar da difração. Designa-se a tal ação coletiva dos elétrons na literatura como plasmons polaritons de superfície, ou SPP da sigla em inglês para Surface Plasmon Polariton, conceito há muito estudado em Física do Estado Sólido. Porém, somente a algumas décadas com o domínio sobre a fabricação de estruturas em escala nanométrica, tornou-se possível a análise experimental e a contribuição de SPP na observação de fenômenos em nano-óptica. A ressonância de plasmons em nanoestruturas confere considerável sensibilidade ao índice de refração dos meios próximos a elas, o que abre mais um canal para estudos no campo da interação entre radiação-matéria. Dentre eles há interação de plasmons com íons de terras-raras (ITR). Estes últimos por apresentarem bandas de absorção estreitas e bem definidas, são excelentes opções como elementos na análise da interação destes com os SPPs gerados nas nanoestruturas. Uma maneira de estabelecer o contato direto entre o campo plasmônico e os ITRs é incorpora-los ao substrato no qual o filme metálico onde as nanoestruturas são fabricadas é depositado. Vidros óxidos à base de Telúrio e Germânio reúnem condições favoráveis para esse propósito, por terem alta solubilidade às terras-raras, janela de transparência relativamente larga (0,4 - 5&mu;m) podendo ser analisados desde o visível até o infravermelho e baixa energia de fônon. O presente trabalho consistiu no esforço de criar uma plataforma para estudo direto de interações SPP com o ITR a partir da nano fabricação via técnica de feixe de íons e medir a luz emitida por processo de conversão ascendente do Érbio diretamente pela nanoestrutura devido ao decaimento do íon em SPP e na consequente remissão através da transmissão óptica extraordinária (TOE). A partir de tais medidas há fortes evidências de que a radiação emitida pelo Érbio apresenta a mesma polarização do campo plasmônico originado nas nanoestruturas. / The confinement of light at the nanoscale, especially for metallic structures is achieved due the collective action of free electrons from the material that resonate with the frequency of the incident radiation, generating enhanced fields enough to allow a portion of the light to cross the cavities that form such structures, challenging the classical limits of optics imposed by the scalar diffraction theory. Such collective action of the electrons is known in the literature as surface plasmon polariton (SPP), a concept which has already been studied in Solid State Physics, but only a few decades ago, with the development of fabrication of nanoscale structures has enabled the experimental analysis and the contribution due SPP on the observation of nanoptics phenomena. The plasmon resonance from nanostructures offers considerable sensitivity to the refractive index from the media that surround them, which opens another topic in matter-radiation interaction. There are interactions of plasmons with rare earth ions (REI). The latter class of emitters, presents narrow and well-defined absorption bands, which make them excellent options as probes to the analysis of interaction with the SPPs generated in the nanostructures. To establish direct contact between the plasmonic field and the REIs consists in embedding them into the substrate for the metallic thin film where the structures are assembled. Tellurium and Germanium oxide based glasses gather the conditions for this purpose, because they present high solubility to rare earths, a relatively wide transparency window (0.4 - 5 &mu;m), which enables spectral analysis from visible to infrared, and low phonon energy. The present work consisted in the effort to create a direct platform to study the SPP interactions with the REI from the milling of the samples by ion beam technique; to measure the light emitted from the Erbium\'s upconversion process directly through the nanostructure due the ion decay to SPP and in the consequent remission by extraordinary optical transmission (EOT). From such measurements there are strong evidences that the radiation emitted by Erbium ions presents the same polarization from the plasmonic field originated in nanostructures.

As defensas rodoviárias têm a finalidade de redirecionar com segurança um veículo fora de controle de uma colisão frontal ou trajetória mais perigosa. Secundariamente, a absorção de energia através da deformação do sistema de contenção ou outro método de dissipação da energia de impacto é ressaltado como um benefício em prol da segurança dos ocupantes. Considerando as premissas anteriores e os índices de severidade ao ocupante ASI, THIV e PHD, os desempenhos de uma defensa metálica e outras defensas de concreto são então classificados. Além disso, investiga-se o mecanismo de falha das conexões parafusadas e a sua influência no resultado do impacto de um automóvel leve contra uma defensa metálica. Importância é dada à modelagem do comportamento do material da defensa metálica sob baixas e altas taxas de deformação. Dessa forma, a necessidade de avaliar as propriedades dinâmicas do material motivou o projeto e construção de uma Barra de Hopkinson para testes de tração e compressão até 5000s-1. Adicionalmente, um modelo analítico simplificado da defensa metálica sob ação de uma força estática foi equacionado para validar um modelo em elementos finitos. Um estudo paramétrico da falha da conexão parafusada foi levantado através de diversas simulações estáticas e também do impacto de um veículo leve em uma defensa metálica de acordo com a norma EN 1317. Os resultados das simulações de impacto utilizando um modelo de veículo leve e diferentes sistemas de contenção foram comparados em função dos índices de severidade ao ocupante, indicando que a defensa metálica é mais segura do que uma defensa de concreto com perfil New Jersey ou vertical. / The main function of a road guardrail is to redirect an out of control vehicle avoiding a frontal collision or a dangerous veering off the road trajectory. Secondarily, the energy absorption measured by barrier deformation or any other energy dissipation method is beneficial to the car occupant safety. Considering the previous tasks and some severity occupant index like ASI, THIV and PHD, the performance of a guardrail and other concrete barriers are classified. Besides, it is investigated the fail mechanism of bolted connections and its influence on the guardrail impact result of an automobile. Special attention was taken into the material behavior modeling under low and high strain rates. Thereby, the need of accessing dynamic material properties motivated the design and manufacture of a Hopkinson Bar set-up for tension and compression tests up to 5000s-1. In addition, a simplified analytical model of a guardrail subjected to a static force was settled in order to validate a guardrail finite element model. A parametric study of the bolted connection failure was performed through several impact simulations of a light car model and a guardrail according to EN 1317 standard. The impact simulation results using a light vehicle car model and different barriers types were compared through the occupant severity index showing that the guardrail is a safer system than concrete barrier with New Jersey or vertical profile.

Compósitos de matriz metálica (CMM) reforçados com dois tipos de particulado cerâmico foram produzidos por meio do processo ARB (Accumulative Roll Bonding) a fim de estudar os efeitos destes no que diz respeito às propriedades mecânicas e microestruturais. ARB é um processo de deformação plástica severa aplicada originalmente a uma pilha de lâminas metálicas, a qual é laminada, seccionada em duas metades, as quais são empilhadas e novamente laminadas, e assim por diante, desenvolvido com o propósito de reduzir o tamanho de grão e aumentar a resistência mecânica do produto final. O processo é econômico e capaz de produzir de folhas ultrafinas a placas espessas, sem que haja restrição de quantidade. Confeccionou-se CMM de alumínio reforçados com partículas de carbeto de silício (Al+SiCp) e alumina (e Al+Al2O3p) com granulometria média de 40µm, as quais foram caracterizadas microestruturalmente e ensaiadas em tração até a falha, cuja análise foi conduzida via microscopia eletrônica de varredura. Ambas as amostras obtiveram ganho em sua resistência mecânica, comparadas ao alumínio monolítico (sem adição de partículas de reforço) e alumínio recozido. Foram ensaiados em tração corpos de prova com e sem presença de entalhe, sendo que as peças entalhadas apresentaram comportamento esperado de aumento de resistência mecânica e baixo alongamento e fratura de aspecto frágil. De acordo com análise feita por fratografia houve boa ancoragem e dispersão das partículas de reforço na matriz. / Metal matrix composite (CMM) reinforced with two types of ceramic particles have been produced through the process ARB (Accumulative Roll Bonding) in order to study their effect as regards the mechanical and microstructural properties. ARB is a severe plastic deformation process originally applied to a stack of metal sheets, which is laminated, sectioned into two halves, which are stacked and rolled again, and so on, developed with the purpose of reducing the grain size and increase the mechanical strength of the final product. The process is economical and capable of producing ultrafine sheets to thicker plates without much restriction. Were fabricated CMM of the aluminum reinforced with particles of silicon carbide (Al + SiCp) and alumina (and Al + Al2O3p) with an average particle size of 40&#956;m, which are characterized microstructurally and tested in tension until failure, whose analysis was conducted via scanning electron microscopy. Both samples were successful in its mechanical strength compared to the monolithic aluminum (without addition of reinforcing particles) and annealed aluminum. They were tested for tensile specimens with and without the presence of notch, and the carved pieces showed strength-enhancing behavior and low elongation and frail fracture. According to analysis by fractography was good anchoring and reinforcement particles dispersed in the matrix.