Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-03-08T17:17:12Z No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-04-03T22:48:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T22:48:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RosimeireSilvadeCarvalho.pdf: 4897414 bytes, checksum: bc1dc74a66a09b797fd7a53db24619b1 (MD5) / As características mecânicas e químicas dos produtos metálicos solidificados dependem do arranjo microestrutural, mais especificamente do tamanho de grão e espaçamentos celulares ou dendríticos, das heterogeneidades de composição química, do tamanho, forma e distribuição das inclusões. A fusão de metais e, consequentemente, a solidificação, são etapas importantes na obtenção dos mais variados bens no nosso dia-a-dia. Neste trabalho, foram conduzidos experimentos de solidificação unidirecional em regime transiente (vertical ascendente) para asolidificação de ligas do sistema alumínio-níquel. Esta análise visa investigar experimentalmente o efeito das composições nos principaisparâmetros do processo de solidificação e sua influência nas estruturas de solidificadas. Após a obtenção dos lingotes e registrados das variações de temperatura, foram determinados os seguintes parâmetros de solidificação: velocidade de avanço da frente de solidificação, gradiente de temperatura em frente à isoterma liquidus, taxa de resfriamento e tempo local de solidificação. As macroestruturas obtidas evidencia estruturas colunares e as microestruturas aspecto dendrítico determinados através da microscópia óptica. É estabelecida no trabalho uma comparação entre os espaçamentosdendríticos e interdendríticos em relação adição do cobre determinadas pela microscópia eletrônica de varredura (MEV). Osespaçamentos dendríticosprimários experimentais referentes a solidificação das ligas Al2%Ni com 0,5%; 1,0% e 1,5%, são usados para estimar o módulo de elasticidade através do ensaio Sonelastic , dureza Brinell e microdurezaVickers correlacionando-os seus valores em relação ao efeito da adição do cobre com teores variados. / The mechanical and chemical characteristics of the solidified metal products depend on the microstructural arrangement, more specifically on grain size and cellular or dendritic spacing, heterogeneities of chemical composition, size, shape and distribution of inclusions, etc. The fusion of metals and, consequently, the solidification are important steps in obtaining the most varied goods in our daily life. In this work, unidirectional solidification experiments were carried out in a transient regime (vertical ascending). The study of the solidification of metals and alloys in metal / mold system aims to find ways to combine the best desired characteristics and at the same time prevent the occurrence of defects during the solidification process, considering the importance of the correlation of the mechanical properties of A piece with structural morphology, at the microstructural levels. This analysis aims to experimentally investigate the effect of the compositions on the main parameters of the solidification process and their influence on the solidified structures. After the ingots were obtained and recorded of the temperature variations, the following solidification parameters were determined: solidification front feed rate, temperature gradient in front of the liquidus isotherm, cooling rate and local solidification time. The obtained macrostructures evidences columnar structures and dendritic aspect microstructures determined by optical microscopy. A comparison between dendritic and interdendriticspacings in relation to copper addition determined by scanning electron microscopy (SEM) is established in the paper. The experimental primary dendritic spacings referring to the solidification of Al2% Ni alloys with 0.5%; 1.0% and 1.5% are used to estimate the modulus of elasticity through the Sonelastic test, Brinell hardness and Vickers microhardness, correlating their values in relation to the effect of the addition of copper with varied contents.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2015. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2015-07-02T16:21:18Z No. of bitstreams: 1 2015_ClementeBatistaSoaresNeto.pdf: 1949706 bytes, checksum: e806a939393067e1f694a06679036bbf (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-08-18T13:38:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_ClementeBatistaSoaresNeto.pdf: 1949706 bytes, checksum: e806a939393067e1f694a06679036bbf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-18T13:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_ClementeBatistaSoaresNeto.pdf: 1949706 bytes, checksum: e806a939393067e1f694a06679036bbf (MD5) / Solos ultramáficos são caracterizados por apresentaram baixa disponibilidade de nutrientes e altos teores de metais pesados, incluindo o níquel. As leguminosas, como Mimosa spp., estão entre os vegetais que ocorrem naturalmente em áreas com esse tipo de solo. Para fixarem nitrogênio essas plantas se associam simbioticamente com bactérias diazotróficas, incluindo as beta-proteobactérias. O objetivo desse estudo foi avaliar a ocorrência, caracterizar e identificar bactérias diazotróficas noduladoras em simbiose com plantas do gênero Mimosa no maciço ultramáfico de Barro Alto-Goiás. Para tal, foram coletadas amostras de nódulos de Mimosa sommians e Mimosa clausenii, dos quais foi feito o isolamento das bactérias presentes nos nódulos em meio YMA. Foram obtidos setenta e oito isolados, caracterizados por meio de análises morfológicas, moleculares e bioquímicas. O sequenciamento do gene 16S RNAr mostrou que 54 isolados eram pertencentes ao gênero Burkholderia e seis a Pseudomonas. Não foi possível obter as sequências completas desse gene para 18 isolados. Somente nove isolados, incluindo as seis Pseudomonas, foram capazes de solubilizar fosfato em meio com fosfato de cálcio. Não houve solubilização em meio com fosfato de alumínio por nenhum dos isolados Os isolados não apresentaram tolerância ao Ni. Trinta e oito isolados foram capazes de produzir sideróforos e todos produziram o fitormônio AIA, variando de 8,7 a 54,1 μg/mL. Entre as enzimas avaliadas, todos os isolados produziram celulases, lípases e pectinases, enquanto nenhum isolado produziu urease, lipase e xilanase. Os testes de nodulação em meio Jensen com M. pudica e vasos com substrato (areia e carvão) com Phaseolus vulgaris mostraram a capacidade de nodulacão por Burkholderia. Porém, apesar de nodularem o feijoeiro, os isolados não foram eficientes em fixar o nitrogênio atmosférico em simbiose com essa planta. Os isolados de Pseudomonas spp. não apresentaram capacidade para formação de nódulos nas condições testadas. Entretanto, os genes nodC e nifH, avaliados por meio de PCR, se mostraram presentes nos isolados W14 e W24 pertencentes ao gênero Pseudomonas. Esses resultados apontam a ocorrência de betaproteobactérias pertencentes ao gênero Burkholderia em solos ulltramáficos associados à Mimosa spp. Apesar de também terem sido isoladas de nódulos, para bactérias do gênero Pseudomonas, ainda permanece a necessidade de outros estudos sobre sua capacidade simbiótica. Os isolados apresentaram potencial para diversas características de importância agrícola e poderão ser prospectados para sua utilização em programas de recuperação de áreas degradadas. / Ultramafic soils are characterized by low nutrient availability and high levels of heavy metals, including nickel. Legume plants, such as Mimosa spp., are among plants that occur naturally in areas with this type of soil. To fix nitrogen symbiotically these plants are associated with diazotrophic bacteria, including beta-proteobacteria. The aim of this study was to evaluate the occurrence, characterize and identify bacteria in symbiosis with nodulating nitrogen fixing plants from the genus Mimosa from the ultramafic massif of Barro Alto - Goiás. Samples were collected from nodules of Mimosa sommians and Mimosa clausenii from which the isolation of bacteria on YMA medium was made. Seventy-eight isolates were obtained and characterized by means of morphological, molecular and biochemical analyses. The sequencing of the gene 16S rRNA showed that 54 isolates belonged to the genus Burkholderia and six to Pseudomonas. It was not possible to get the complete sequences of the 16S rRNA gene for the 18 remaining isolates. Only nine isolates, including six Pseudomonas, were able to solubilize phosphate in medium containing calcium phosphate. There was no dissolution in medium with aluminum phosphate. The isolates showed no tolerance to Ni. Thirty-eight strains were able to produce siderophores and all produced the phytohormone IAA, ranging from 8.7 to 54.1 μg / mL. Among the evaluated enzymes, all isolates produced cellulases, lipases and pectinases, while none were able to produce urease, lipase and xylanase. Nodulation tests in Jensen medium with M. pudica and potts with substrate (sand and coal) with Phaseolus vulgaris showed nodulation capacity by Burkholderia. But despite the capacity to nodulate common bean they were not efficient to fix atmospheric nitrogen in symbiosis with the plant. Isolates of Pseudomonas spp. showed no ability for nodule formation in the tested conditions. However, nodC and nifH genes, assessed by PCR, were present in the isolates W14 and W24. These results indicate the presence of beta-proteobacteria of the genus Burkholderia in ultramafic soils associated with Mimosa spp. Although bacteria from the genus Pseudomonas have also been isolated from nodules, further studies of their symbiotic ability remains needed. The isolates showed potential for several traits of agricultural importance and may be prospected to be used in restoration of degraded areas.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-26T10:29:31Z No. of bitstreams: 1 2015_GildasJacquesEtienneRatie.pdf: 5310882 bytes, checksum: 6eb6d5ce0ca649afc100d61b82777e66 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-26T14:39:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GildasJacquesEtienneRatie.pdf: 5310882 bytes, checksum: 6eb6d5ce0ca649afc100d61b82777e66 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-26T14:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GildasJacquesEtienneRatie.pdf: 5310882 bytes, checksum: 6eb6d5ce0ca649afc100d61b82777e66 (MD5) / Os ciclos biogeoquímicos de metais foram profundamente modificados após a revolução industrial devido a interferência da atividade antrópica no meio ambiente. Foram introduzidos, especialmente no solo, sedimentos e nas águas continentais, fontes adicionais de metais que contaminam e transferem para organismos vivos. Particularmente, os resíduos podem ter níveis - altos, que contaminam os ambientes por lixiviação e/ou deposição atmosférica (úmido e seco), já que, embora o depósito seja realizada essencialmente na vizinhança da área de emissão, uma fração de contaminantes é propensa de ser transportada à distâncias - longas, como demonstrado por estudos realizados nas regiões polares. Mais do que o conteúdo total, a forma química ou especiação dos elementos metálicos e de partição entre os compartimentos líquidos e sólidos determinam a mobilidade, biodisponibilidade e toxicidade potencial. A presença de metais em solos é, portanto, risco longo prazo para a poluição das águas naturais através da solução no solo, e risco em curto prazo de contaminação para a vida selvagem e flora. Assim, é essencial estudar o ciclo biogeoquímico natural e antropogênico de metais, a fim de melhor compreender as fontes e sumidouros destes elementos e os vários mecanismos que controlam sua especiação e interações entre as diferentes fases. A região Centro-Oeste do Brasil possui vários maciços ultramáficos (UM) com espesso manto intempérico representando reservas lateríticas de Ni e assim os recursos econômicos. Estes maciços nickelifero com exploração minera permitem estudar o ciclo natural do Ni com efeito das pressões antropológicos. Os maciços ultramáficos de Barro Alto e Niquelândia são minerados em depósitos de níquel laterítico desenvolvidos sob clima (inter)tropical pela empresa Anglo American em open pit . As plantas pirometalúrgicas tornaram-se operacionais em 1982 (Barro Alto) e 2011 (Niquelândia) e produziram em 2014, respectivamente, 9.000 t e 28.000 t de ferro-níquel (33% Ni e 66% Fe) (www.angloamerican.com). Essa tese tem como objetivo de estudar o cilo do Ni dos maciços UM no estado do Goiás, com utilização dos isótopos estáveis do Ni. Os resultados mostraram que, durante intemperismo, a fase sólida está esgotada de isótopos pesados Ni, provavelmente devido ao fracionamento durante fenômeno de sorção sobre os óxidos de ferro. No entanto, o fraccionamento durante sorção de Ni sobre os minerais de argila e a matéria orgânica precisa ser investigado. Em geral, o fracionamento isotópico do Ni entre a rocha e os horizontes superiores do solo é de até -0,47 ‰. Um enriquecimento adicional em isótopos leves de Ni na superfície do solo não pode ser excluído, devido ao ciclo biogeoquímico da área Ni. A composição isotópica pesado da fração trocável e nas soluções coletadas no maciço revelou que os isótopos os mais pesados são maioritariamente lixiviados durante intemperismo. Estes resultados são consistentes com as assinaturas pesadas encontradas nas águas fluviais e oceânicas (Cameron et al., 2014). Além disso, este estudo, duas plantas pirometalúrgicas mostram que parte das atividades metalúrgica e de refino induz um fracionamento nos isótopos de Ni com um intervalo de valores δ60Ni de 0,01 ‰ (cinzas) para 0,27 ‰ (escórias de redução), consistente com fracionamento dependente da massa. Os valores δ60Ni das cinzas são semelhantes ao do material de alimentação (minérios), mostrando que a calcinação não induz a um fracionamento de Ni. O ferro-níquel, o produto final de Ni, tem uma assinatura isotópica Ni intermediária que cai dentro da gama de minérios. Este resultado, ausência de fracionamento, é consistente com uma alta recuperação de Ni durante o processo de pirometalurgia. O enriquecimento com isótopos mais pesados nas escórias de redução induzidas pelo processo redox no forno elétrico destaca o potencial impacto da atividade de fundição na área circundante, bem como o potencial dos isótopos do Ni para rastrear as amostras antropogênicas (valores δ60Ni mais pesados) dos naturais (valores δ60Ni mais leve) na fase particular. No entanto, a gama de valores δ60Ni na literatura para as amostras terrestres é mais importante do que a gama de valores de sub δ60Ni metalúrgico por produto. Assim, a utilização dos isótopos Ni para traçar uma eventual contaminação no ambiente parece complicado na parte sólida. Do outro lado, os primeiros resultados obtidos sobre a parte dissolvida mostram um grande potencial. A partir dos resultados obtidos nesta tese, é possível fazer uma figura com o esboço do ciclo de níquel em um contexto ultramáfico. Uma estimativa do fluxo para a escala da bacia hidrográfica é necessária para fazer uma avaliação real do ciclo global Ni. / The Centre region the West of Brazil possesses ultramafic massifs (UM) with coats lateritic representatives of the reserves and so the important economic resources of Ni. These nickelifere massifs allow to study the cycle of Ni under anthropological constraints by a multidisciplinary approach, associating chemical characterizations, physical measures, solid speciation, and the isotopic drawing of sources and the processes affecting the nickel. This work focused on the use of the isotopes of Ni as tracer aimed at identifying the isotopic signature within several compartments in interactions some with the others (source rock, saprolite, laterite, soil and plants) and to associate the fractionation observed in the biogeochemical processes. Furthermore, because of their economic resources, the studied massifs, Barro Alto and Niquelândia, undergo an important, mining and metallurgical anthropological pressure. So, they offer an opportunity to study the isotopic fractionation of the nickel associated with its anthropological cycle, and to see if it is possible to identify the anthropological contribution in the natural cycle of Ni by its isotopic signature. The results showed that the weathering of rocks UB leads to an isotopic fractionation of Ni, being translated by a loss in heavy isotopes of the solid phase with a Δ60Ni of - 0,47 ‰ between the bedrock and the top-soil. This division seems associated at least partially with the incorporation and with the sorption of the light isotopes in iron oxides during the remobilization of Ni. This enrichment in light isotopes in the solid part leads to a heavier isotopic composition in the dissolved phase (waters of massifs: 0.50 ‰ <δ60Ni < 0,70 ‰). The saprolitic zone presents an important variation of isotopic signature (δ60Ni) from -0,04 ‰ to 1,41 ‰. For samples presenting a heavy isotopic signature, Ni is mainly within the serpentine strongly substituted, when the lighter signatures are in connection with a proportion of Ni more important within the goethite. In a system as this one with a significant number of Ni-bearing phases, it is however very difficult to establish a link between the solid speciation and the isotopic composition. The role of plants in the cycle of Ni was approached by studying the isotopic fractionation of Ni in three species of hyperaccumulating plants of Ni and two species of tolerant plants. There is an isotopic fractionation during the transfer of Ni between the stem and the leaf, which is systematically enriched in heavy isotopes of Ni. The leaves are the compartments of the plants where the Ni contents are the most important. The enrichment in heavy isotopes of Ni in leaves with regard to soils (- 1,05 ± 0,03 ‰ <Δ60Nisol-feuilles < - 0,06 ± 0,12 ‰) seems to indicate that the return and the decomposition of this organic matter at soil level will come along with a contribution in heavy isotopes of Ni in the soil. The pyrometallurgical activity lead to an isotopic fractionation during the smelting process in reducing conditions which leads to the formaton of the reduction slag. These slags present an enrichment in heavy isotopes (δ60Ni = 0,18 ± 0,05 ‰) compared with the feeding material (δ60Ni = 0,08 ± 0,08 ‰) and the end product, the FeNi (δ60Ni = 0,06 ± 0,02 ‰). Finally, this study shows that the use of the isotopes of Ni to decipher the Ni anthropogenic and natural is limited because of the low fractionation induced by the pyrometallurgical processes in the looks of the big variability of the natural samples within the literature (-1.03 ‰ <δ60Ni < 2.50 ‰). / La région Centre Ouest du Brésil possède des massifs ultrabasiques (UB) avec des manteaux latéritiques représentants des réserves et ainsi des ressources économiques importantes de Ni. Ces massifs nickélifères permettent d’étudier le cycle du Ni sous contraintes anthropiques par une approche pluridisciplinaire, associant caractérisations chimiques, mesures physiques de sa spéciation solide, et traçage isotopique des sources et des processus affectant le nickel. Cette thèse focalisée sur l’utilisation des isotopes du Ni comme traceur a eu pour but d’identifier la signature isotopique au sein de plusieurs compartiments en interactions les uns avec les autres (roche mère, saprolite, latérite, sol et plantes) et d’associer les fractionnements observés aux processus biogéochimiques. De plus, du fait de leurs ressources économiques, les massifs étudiés, Barro Alto et Niquelândia, subissent une pression anthropique importante, minière et métallurgique. Ainsi, ils offrent une opportunité unique d’étudier le fractionnement isotopique du nickel associé à son cycle anthropique, et voir s’il est possible d’identifier la contribution anthropique dans le cycle naturel du Ni par sa signature isotopique. Les résultats ont montré que l’altération de roches UBconduit à un fractionnement isotopique du Ni, se traduisant par une perte en isotopes lourds de la phase solide, soit un Δ60Ni de - 0,47 ‰ entre la roche mère et le top-sol. Ce fractionnement semble associé au moins en partie à l’incorporation et à la sorption des isotopes légers du Ni sur les oxydes de Fe lors de la remobilisation du Ni au cours de l’altération. Cet enrichissement en isotopes légers du Ni dans la partie solideconduit à une composition isotopique en Ni plus lourde dans la phase dissoute (eaux du massifs : 0.50 ‰ < δ60Ni < 0,70 ‰). La zone saprolitique présente une variation importante de signature isotopique allant pour δ60Ni de -0,04 ‰ à 1,41 ‰. Pour les échantillons présentant une signature isotopique lourde, le Ni se trouve principalement au sein de la serpentine fortement substitué, quand les signatures plus légères sont en lien avec une proportion de Ni plus importante au sein de la goethite. Dans un système comme celui-ci avec un nombre important de phases porteuses de Ni, il est cependant très difficile d’établir un lien entre la spéciation solide et l’isotopie du Ni. Le rôle des plantes dans le cycle du Ni a été abordé en étudiant le fractionnement isotopique du Ni dans trois espèces de plantes hyperaccumulatrices de Ni et deux espèces de plantes tolérantes. Il existe un fractionnement isotopique lors du transfert de Ni de la tige vers la feuille, qui est systématiquement enrichie en isotopes lourds du Ni. Les feuilles sont les compartiments des plantes où les teneurs en Ni sont les plus importantes. L’enrichissement en isotopes lourds du Ni des feuilles par rapport aux sols (- 1,05 ± 0,03 ‰ < Δ60Nisol-feuilles< - 0,06 ± 0,12 ‰) semble indiquer que la restitution et la décomposition de cette matière organique au niveau du sol s’accompagnera d’un apport en isotopes lourds du Ni dans le sol. L’activitépyrométallurgique entraîne un fractionnement isotopique lors du processus de fusion en conditions réductrices qui conduit à la formation des scories de réduction. Ces résidus présentent unenrichissement en isotopes lourds (δ60Ni = 0,18 ± 0,05 ‰) par rapport au matériel entrant (δ60Ni = 0,08 ± 0,08 ‰) et au produit final, le FeNi (δ60Ni = 0,06 ± 0,02 ‰). Enfin, cette étude montre que l’utilisation des isotopes du Ni pour tracer le Ni « anthropique » et le distinguer du Ni naturel possèdecertaines limites en raison du faible fractionnement induit par les processus pyrométallurgiques aux regards de la grande variabilité des échantillons naturels au sein de la littérature (-1.03 ‰ < δ60Ni < 2.50 ‰).

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-05Bitstream added on 2014-06-13T19:29:03Z : No. of bitstreams: 1 caporalin_cb_me_araiq.pdf: 683640 bytes, checksum: 2d8e65511782782f199a04c2a96b0abd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os metais terras-raras (TRs) apresentam um alto valor agregado, o qual não provém de sua baixa ocorrência mineral, mas sim da dificuldade na separação destes pelos métodos clássicos, uma vez que os elementos desta série apresentam semelhantes comportamentos físico-químicos. Desta maneira, altos custos são despendidos anualmente para a obtenção das TRs na forma pura, sendo esta necessária para as suas aplicações tecnológicas. Uma alternativa a esta problemática é o emprego da biossorção, a qual apresenta potencial aplicação para a extração e separação de metais valiosos, por ter como vantagem uma alta eficiência agregada a um baixo custo. Alguns requisitos são necessários para que o processo de biossorção possa ter competitividade técnica e econômica, tais como, o material biológico empregado deve apresentar um baixo custo, sendo assim necessário estabelecer as condições ótimas de cultivo do micro-organismo para sua produção em larga escala, e também a utilização do biossorvente na forma imobilizada possibilita seu uso como um adsorvente convencional, o qual apresenta tamanho desejado, alta porosidade e um bom desempenho físicoquímico. Por esta razão, o presente trabalho teve como principal objetivo avaliar a potencialidade de utilização da biomassa melanizada (inativa) obtida da linhagem mutante MEL 1 do fungo Aspergillus nidulans, na sua forma livre e imobilizada, no processo de biossorção dos metais terras-raras neodímio, lantânio e cério em soluções monometálicas. Com os resultados obtidos foi possível estabelecer a condição ótima de cultivo da linhagem MEL 1 do A. nidulans que proporcionou uma biomassa mais melanizada, a qual apresentou uma maior capacidade biossortiva. Para tal condição, a massa micelial obtida após o crescimento do fungo por três dias, sob agitação à... / The rare-earth metals (TRs) have a high added value, which does not come from its low mineral occurrence, but the difficulty in separating these by classical methods, since the elements of this series show similar physical and chemical behavior. Thus, high costs are spent annually to obtain the TRs in pure form, which is necessary for their technological applications. An alternative to this problem is the use of biosorption, which has potential application for extraction and separation of valuable metals, having the advantage of a high aggregate efficiency at a low cost of production. Some requirements are necessary for the biosorption process may have technical and economic competitiveness, such as the biological material used must be low cost and it is necessary to establish the optimum conditions for cultivation of the microorganism to its large scale production, and also the use of biosorbent immobilized in the form enables its use as a conventional adsorbent, which has the desired size, high porosity and good physical and chemical performance. For this reason, this study aimed to evaluate the potential use of biomass melanized inactive mutant of the fungus Aspergillus nidulans MEL1 in its free form and immobilized in calcium alginate, in the process of biosorption of neodymium rare-earth metals, lanthanum and cerium. The results concerning the kinetics of biosorption showed that the ability of TRs biosorptive varied between different forms of biomass, and this capacity was higher compared to free biomass immobilized. Regarding the maximum biosorption capacity (Qmax), we observed that the immobilized biomass caused a reduction in Qmax of lanthanum and neodymium in approximately 60 and 33% respectively, have kept their Ce Qmax for both types of biomass (open and immobilized). The affinity of biomass... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-05Bitstream added on 2014-06-13T18:09:18Z : No. of bitstreams: 1 garcia_ig_me_araiq_parcial.pdf: 206327 bytes, checksum: 96ce2244d53cd6b26eef086e6ea1ab1a (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-03T11:42:41Z: garcia_ig_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-03T11:44:08Z : No. of bitstreams: 1 000721776_20150831.pdf: 196800 bytes, checksum: 7855db2c08df6a688c6d404aeebac5cd (MD5) Bitstreams deleted on 2015-08-31T12:12:22Z: 000721776_20150831.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-31T12:12:57Z : No. of bitstreams: 1 000721776.pdf: 1205657 bytes, checksum: 64d61f0337043ba4804b2dcd6c5ffe5b (MD5) / Na natureza, os sulfetos minerais constituem a principal fonte para extração industrial de metais, como o cobre, o chumbo, o zinco e o níquel. A calcopirita (CuFeS2) é um sulfeto de cobre importante, sendo o mineral de cobre mais abundante na natureza. Dentre os processos utilizados para a extração de metais está a biolixiviação, que consiste no processamento de minérios utilizando-se micro-organismos, e é reconhecida hoje como uma metodologia interessante sob os pontos de vista econômico e ambiental. Neste contexto, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se obter consórcios oxidantes de ferro e de enxofre capazes de promover a solubilização da calcopirita. Para obtenção dos consórcios, quinze amostras minerais fornecidas pela Companhia Vale S.A. foram enriquecidas em meios de cultivo específicos. Foram obtidos 4 consórcios oxidantes de ferro e 4 oxidantes de enxofre, denominados Dep SOS-4, S3A, SO3, D1. A análise dessas amostras minerais por difração de raios X evidenciou a presença predominante de quartzo (SiO2) nas amostras Dep SOS-4 e S3A e nas amostras D1 e SO3 também foi observado covelita (CuS), pirrotita (FeS), calcopirita (CuFeS2) e enxofre (S0). Os consórcios oxidantes de ferro foram adaptados ao crescimento em calcopirita e submetidos a ensaios de biolixiviação em calcopirita. Agrupamentos dos consórcios também foram realizados, porém sem adaptação prévia à calcopirita. Nos ensaios de biolixiviação, os valores de Eh se elevaram continuamente nos frascos inoculados, estabilizando ao redor de 550 mV, indicando o aumento da relação Fe3+/Fe2+, o que afeta diretamente a solubilização dos metais pela ação oxidante do Fe3+. Mesmo considerando que a calcopirita é um dos sulfetos mais refratários ao ataque oxidante, bacteriano ou químico, a extração de cobre nos ensaios... / In nature, sulphide minerals are the main sources for extraction of some metals for industrial uses, such as copper, lead, zinc and nickel. One of the most important and explored copper sulphide is chalcopyrite, being the most abundant copper mineral in nature. Metals can be extracted using microorganisms, leading the bioleaching to an economic and environmentally sustainable process. In this research, it was developed different iron and sulfur oxidizer consortium to promote chalcopyrite (CuFeS2) solubilization. All consortium were obtained from previous enrichment in a specific culture of 15 ore samples provided by Companhia Vale S.A. Four iron oxidizer and four sulfur oxidizer consortium were prepared, and named Dep SOS-4, S3A, SO3 and D1. X ray diffraction of the Dep SOS-4 and S3A samples showed mainly quartz content (SiO2), whereas the SO3 and D1 samples showed covellite (CuS), pyrrothite (FeS), chalcopyrite (CuFeS2) and sulfur (S0) presence too. The iron oxidizer consortium were adapted to grow with chalcopyrite and then used in shake flasks experiments with chalcopyrite. A mix of consortiums was performed, but without a previous adaptation to the chalcopyrite. The Eh values increased during the bioleaching of the inoculated flasks, stabilizing around 550 mV, which affects metal solubilization due to an increase in the Fe+3/Fe+2 ratio. The iron oxidizer consortium resulted in a better dissolution of the chalcopyrite when compare with the control, sulfur oxidizer consortium and pure strain At. thiooxidans - FG01. However, it was not observed any significant difference between the consortium and At. ferrooxidans - LR in the chalcopyrite dissolution. In the respirometric tests with chalcopyrite as substrate were observed lower consumption of oxygen to the iron oxidizer consortium (Dep SOS -4, S3A, SO3 and D1) in relation to... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3730.pdf: 2572602 bytes, checksum: 22ea795f7954d00c959f0b06c4adad81 (MD5) Previous issue date: 2011-04-15 / Universidade Federal de Minas Gerais / Ni-based amorphizable alloys in the bulk form show a good combination of properties, with high mechanical strength and hardness, good ductility and excellent corrosion resistance. These alloys have been used in recent technological applications, for example, in pressure sensors and micro-geared motors. Particularly, Ni-Nb-Zr alloys with amorphous structure show, in addition to good mechanical properties, excellent corrosion resistance in acid medium due to the formation of a Nb- and Zr-rich passive film. In this context, the purpose of this project is to develop Ni-Nb-Zr alloys with high glass-forming ability (GFA) by using the topological &#955; criterion combined with the average electronegativity difference, &#916;e , and to carry out its mechanical characterization by nanoindentation. Ni45.5Nb23Zr31.5, Ni50Nb28Zr22, Ni57Nb17.5Zr25.5 and Ni79Nb8.5Zr12.5 alloys were selected and produced in the form of melt-spun ribbons and copper mold cast wedges. The samples were analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) and nanoindentation. Results from the processing of wedge samples revealed the highest GFA for the Ni50Nb28Zr22 alloy, which presented 60% of amorphous fraction for a thickness of 200 &#956;m and 23% for thickness of 320-480 &#956;m. The alloy Ni45.5Nb23Zr31.5 showed the second highest GFA, making possible to obtain 14% of amorphous fraction for a thickness of 240 &#956;m. The hardness and reduced elastic modulus of the ribbon samples increased in the following order: Ni45.5Nb23Zr31.5 < Ni50Nb28Zr22 < Ni57Nb17.5Zr25.5. For the Ni50Nb28Zr22 alloy, it was attained higher hardness and elastic modulus and lower plastic energy for the wedge compared to the ribbon, which can be ascribed to the higher amount of free volume in the structure of the amorphous ribbon. The compressive yield stress (&#963;y,C) of this alloy was estimated to be 2.5 and 3.2 GPa for ribbon and wedge, respectively. viii / As ligas amorfizáveis de grande volume ou maciças à base de Ni apresentam boa combinação de propriedades, com altos valores de resistência mecânica e dureza, boa dutilidade e excelente resistência à corrosão. Essas ligas têm sido utilizadas em recentes aplicações tecnológicas, por exemplo, em sensores de pressão e em motores com microengrenagens. Especificamente, as ligas Ni-Nb-Zr com estrutura amorfa apresentam, além de boas propriedades mecânicas, excelente resistência à corrosão em meio ácido pela formação de um filme passivo rico em Nb e Zr. Nesse contexto, a proposta do presente trabalho é o desenvolvimento de ligas com alta tendência de formação de estrutura amorfa (TFA) do sistema Ni-Nb-Zr pela aplicação do critério topológico &#955; combinado com a diferença de eletronegatividade média, &#916;e , e sua caracterização mecânica por nanoindentação. Foram selecionadas as ligas Ni45,5Nb23Zr31,5, Ni50Nb28Zr22, Ni57Nb17,5Zr25,5 e Ni79Nb8,5Zr12,5, produzidas na forma de fita por melt-spinning e de cunha por fundição em molde de cobre. As amostras foram caracterizadas por espectrometria de massa por ionização acoplada por plasma (ICP-MS), microscopia eletrônica de varredura/espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS), difratometria de raios X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e nanoindentação. Os resultados do processamento de amostras em forma de cunha apontaram maior TFA para a liga Ni50Nb28Zr22, que apresentou 60% de fração amorfa para uma espessura de 200 &#956;m e 23% para espessura de 320-480 &#956;m. A liga Ni45,5Nb23Zr31,5 apresentou a segunda maior TFA, possibilitando a obtenção de 14% de fração amorfa para uma espessura de 240 &#956;m. A dureza e o módulo elástico reduzido das amostras de fita aumentaram na seguinte seqüência: Ni45,5Nb23Zr31,5 < Ni50Nb28Zr22 < Ni57Nb17,5Zr25,5. A liga Ni50Nb28Zr22 apresentou maior dureza, maior módulo elástico e menor energia plástica na forma de cunha do que na forma de fita, o que pode ser atribuído ao maior volume livre contido na estrutura da fita. A tensão de escoamento em compressão (&#963;y,C) da liga Ni50Nb28Zr22 foi estimada em 2,5 e 3,2 GPa em forma de fita e de cunha, respectivamente.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003Bitstream added on 2014-06-13T20:13:03Z : No. of bitstreams: 1 figueiredo_fv_me_bauru_prot.pdf: 7911791 bytes, checksum: eaed573e674de80d1b5de1f6935baf05 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Cetesb / Clicar acesso eletrônico abaixo / Click electronic access below

Resumo: O titânio (Ti) é um material biocompatível e que apresenta boa resistência à fadiga e a corrosão. Essas características levam-no a ser muito utilizado na fabricação de próteses ortopédicas e implantes dentários. Entretanto, o titânio não é bioativo. Existem vários métodos para tornar o Ti bioativo, e que podem resultar em superfícies com diferentes morfologias e propriedades mecânicas. A oxidação anódica é uma técnica muito utilizada quando se pretende melhorar a bioatividade da superfície do titânio. No presente estudo esta técnica foi utilizada para a obtenção de um filme anódico com incorporação de íons de Ca e P com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico (400 ºC e 600º C) e hidrotérmico (120 ºC) nas propriedades mecânicas e de bioatividade dessa nova superfície. Foi verificado que o filme anódico apresentou uma morfologia rugosa e porosa, com pequena quantidade da fase anatásio e rutilo e com valores de dureza mais elevados e módulo elástico mais baixo que o titânio referência. Não foram observadas mudanças na morfologia das superfícies após os tratamentos térmicos e hidrotérmico, mas observou-se um aumento na dureza em todas as condições, devido ao aumento da fase rutilo no filme anódico.Tribology tests showed that the surface anodized and heat treated at 600 ° C presented better wear resistance compared with the others surfaces and have shown bioactive after 21 days in SBF. Titanium Anodized and heat treated at 600 º C is a potential candidate to be used in the medical field.

Orientador: Profª. Drª. Cláudia Eliana Bruno Marino / Coorientador: Profª. Drª. Izabel Cristina Riegel Vidotti / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 12/12//2016 / Inclui referências : f. 115-119 / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: Dentre os métodos de proteção contra a corrosão dos materiais metálicos, os revestimentos orgânicos e os inibidores de corrosão são os mais comumente utilizados. Os revestimentos orgânicos são vantajosos enquanto o filme de tinta está intacto, porém, com o tempo, o revestimento se degrada ou fica mais suscetível a danos mecânicos, como trincas e microfissuras, através das quais os agentes agressivos atingem a superfície metálica. Os inibidores de corrosão são adicionados diretamente à matriz das tintas e, desta forma, reagem com os componentes da tinta, tornando-se inativos e degradando as propriedades do revestimento. Devido a tais desvantagens desses métodos de proteção contra a corrosão, os pesquisadores têm desenvolvido os chamados revestimentos inteligentes, os quais são revestimentos aditivados com microcápsulas poliméricas ou nanoreservatórios que possuem inibidores de corrosão ou agentes formadores de filme armazenados em sua estrutura. Dessa forma, quando ocorre algum defeito mecânico no revestimento ou quando se inicia o processo corrosivo, o defeito pode ser recuperado e/ou as reações de corrosão podem ser inibidas devido à liberação estímulo-responsiva dos agentes encapsulados. Este trabalho teve como objetivo sintetizar microcápsulas poliméricas com dupla-função, contendo óleo de linhaça e benzotriazol, para aplicação em revestimentos orgânicos com finalidade de proteção contra a corrosão. Utilizou-se a técnica de polimerização in situ para encapsular o óleo de linhaça no interior das microcápsulas, já o benzotriazol foi incorporado na superfície das microcápsulas entre multicamadas de polieletrólitos através da técnica Layer by Layer, com o objetivo de liberação do óleo de linhaça por estímulo mecânico e do benzotriazol por estímulo do pH. As microcápsulas sintetizadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica para análise do diâmetro e morfologia, por espectroscopia no infravermelho e termogravimetria para análise da composição, e por potencial zeta para a verificação da adsorção das multicamadas sobre a superfície das microcápsulas. Foram realizados testes de liberação do inibidor de corrosão benzotriazol pelas microcápsulas em solução salina com diferentes valores de pH. Além disso, avaliou-se a atuação das microcápsulas na proteção contra a corrosão quando adicionadas em revestimento epoxídico sobre substratos de aço carbono, usando a técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Por fim, realizou-se análises da cinética de cura dos filmes de resina epoxídica dopada ou não com microcápsulas e do filme de óleo de linhaça, por espectroscopia de difusão de ondas. Os resultados das caracterizações permitiram confirmar que as microcápsulas apresentaram diâmetros inferiores a 10 ?m, que o óleo de linhaça foi efetivamente encapsulado nas microcápsulas e que as multicamadas de polieletrólitos e benzotriazol foram adsorvidas sobre a superfície das microcápsulas. Os testes de liberação do benzotriazol indicaram que há maior liberação do inibidor de corrosão em meio salino com pH ligeiramente ácido. Os resultados de EIS revelaram que o revestimento aditivado com 4,8% de microcápsulas com dupla-função apresentou melhores propriedades de proteção contra a corrosão do que o revestimento sem microcápsulas, pois as microcápsulas sintetizadas forneceram propriedades inteligentes ao revestimento, ou seja, propriedades auto-regenerativas e estímulo-responsivas. As análises de cinética de cura permitiram verificar que a adição de microcápsulas no revestimento epoxídico não interferiram nas suas propriedades de cura, e confirmaram que o óleo de linhaça é um óleo secativo. Palavras-chave: microcápsulas estímulo-responsivas; revestimentos inteligentes; óleo de linhaça; benzotriazol; proteção contra a corrosão. / Abstract: The organic coatings and corrosion inhibitors are the most common methods used to corrosion protection of metallic materials. The organic coatings are effective while the coating film is intact, but this passive protection is susceptible to mechanical damages, as cracks and microcracks, due the changes of coating properties caused by environmental action. Consequently, the corrosive species penetrate through the defects, and the corrosive process starts. Frequently, corrosion inhibitors are added directly in the coatings matrix and undesirable reactions can occur between the coating compounds and the corrosion inhibitors, promoting its deactivation and the degrading of the coating. The development of active coatings, named smart coatings, have been the solution for the disadvantages of the traditional methods. The smart coatings are doped with microcapsules or nanocontainers that store corrosion inhibitors or film forming agents in its structure. Thereby, damages or cracks in the coatings can be self-healed and the corrosion reactions are inhibited due the stimuli-responsive release of the encapsulated agents. The aim of this work was synthesizing polymeric microcapsules with dual-function, containing linseed oil and benzotriazole, to improve the anticorrosive performance of organic coatings. The microcapsules containing linseed oil was synthetized by in situ polymerization and the incorporation of benzotriazole on the surface of the microcapsules was carried out by using the Layer-by-Layer technique, with the purpose of release of the linseed oil by mechanical stimulus and the benzotriazole release by pH trigger. The prepared microcapsules were characterized by transmission electron microscopy, scanning electron microscopy and optical microscopy to analysing the diameter and morphology, by infrared spectroscopy and thermogravimetry to investigate the composition and by zeta potential to verifying the adsorption of multilayers on the surface of microcapsules. Tests of benzotriazole release from the microcapsules were performed in NaCl solution with different pH values. An epoxydic resin was doped with the prepared microcapsules and carbon steel substrates were coated with doped epoxy resin and undoped epoxy resin to perform corrosion tests, using the electrochemical impedance spectroscopy technique (EIS). Finally, curing kinetic analysis of the epoxy resin doped with microcapsules, undoped epoxy resin and linseed oil were carried out using diffusion wave spectroscopy. The obtained results allowed to confirm that the microcapsules were less than 10 ?m in diameter, the linseed oil was encapsulated successfully and the multilayers of polyelectrolytes and benzotriazole were assembled effectively on the surface of the microcapsules. The tests of benzotriazole release showed that there is more releasing of the corrosion inhibitor in NaCl solution with slightly acidic pH. The EIS results showed that the coating doped with 4.8% of double-function microcapsules presented better corrosion protection performance than the undoped coating, since the microcapsules provided smart properties to the epoxy coating, that is, self-healing behaviour and stimuli-responsive properties. The curing kinetic analysis allowed to verify that the microcapsules added in the coating didn't change the curing properties of the epoxy resin, and it was confirmed that the linseed oil is a drying oil. Keywords: Stimuli-responsive microcapsules; smart coatings; linseed oil; benzotriazole; corrosion protection.