Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2812.pdf: 9864316 bytes, checksum: 6d509e89f2d84a8ed7d917440c6d2905 (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / Universidade Federal de Sao Carlos / Porcelain tile is a type of ceramic tile which has shown the highest worldwide expansion in recent years due to the excellent technical and esthetic qualities of the product, which have augmented the possibilities of its use in a wide variety of applications. Among the various types of porcelain tiles today, polished porcelain tile stands out because consumers greatly appreciate the esthetic effect of its characteristically high gloss. However, polishing exposes part of the material s closed pores and facilitates the impregnation of dirt when the product is in use, which may compromise one of its most important properties, i.e., stain resistance. Staining of polished porcelain tile does not depend only on the occurrence of closed pores on the surface of the product but also on other characteristics such as the size and morphology of the pores. This research work aimed to investigate the characteristics of the pores that most contribute to staining and to ascertain how processing variables act in the formation of the material s porous microstructure. The methodology employed to deal with the theme differs from that of other works reported in the literature, since it is based on the characterization of porosity throughout all the stages of processing (green compact to end product) and on a systematic study of several process variables responsible for pore formation (granulometric distribution and particle size distribution). The main experimental techniques used in the development of this study were scanning electron microscopy, digital optical microscopy, image analysis (software), mercury porosimetry, diffuse reflectance spectrophotometry, X-ray sedimentometry, helium gas pycnometry, and mechanical profilometry. In addition to achieving the initial objectives, the results indicated several viable alternatives for reducing the staining tendency of polished porcelain tile. / O porcelanato é a tipologia de revestimento cerâmico que apresentou maior expansão mundial nos últimos anos. O destaque alcançado deve-se às excelentes qualidades técnicas e estéticas do produto que ampliaram as possibilidades de uso nos mais variados ambientes. Dentre os tipos de porcelanatos produzidos o polido se destaca por oferecer o efeito estético mais apreciado pelos consumidores por causa do elevado brilho característico. Por sua vez, o polimento revela parte dos poros fechados do material e facilita a impregnação de sujeira durante o uso do produto, o que pode comprometer uma de suas propriedades mais importantes: a resistência ao manchamento. O manchamento do porcelanato polido não depende somente da ocorrência de poros fechados na superfície do produto, mas também de outras características como o tamanho e a morfologia. Este trabalho de pesquisa teve como objetivo conhecer as características dos poros que mais contribuem para o manchamento e avaliar como as variáveis de processo atuam na formação da microestrutura porosa do material. A metodologia utilizada para tratar do tema é distinta dos demais trabalhos encontrados na literatura, sendo fundamentada na caracterização da porosidade ao longo das etapas de processamento (compacto verde a produto acabado) e no estudo sistemático de algumas variáveis de processo responsáveis pela formação dos poros (distribuição granulométrica e distribuição do tamanho de partículas). As principais técnicas experimentais empregadas no desenvolvimento do estudo foram: microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica digital, análise de imagens (software), porosimetria de mercúrio, espectrofotometria de reflectância difusa, sedimentometria de raios X, picnometria de gás hélio e perfilometria de contato mecânico. Os resultados obtidos além de atenderem aos objetivos iniciais indicaram algumas alternativas viáveis para reduzir a tendência ao manchamento do porcelanato polido.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3254.pdf: 9114679 bytes, checksum: 24f1f1d8aaee16c0ae43078401935a2d (MD5) Previous issue date: 2001-03-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objective of this work was to study crystallisation and sintering of Bio-glasses of Na2O CaO SiO2 P2O5 aiming at the improvement of the mechanical properties. In order to study the development of glass-ceramics in this system, the effects of the addition of different percentages of NaF, Fe2O3, Li2O, ZrO2, TiO2 and WO3 on the behaviour of crystallisation of the glasses were studied using DSC. The results show that amongst the additions that were tested only Li2O caused increased volumetric nucleation rate. Different melting techniques were tested to obtain glasses with different concentrations of OH-. Although glasses with different contents were obtained successfully, there were problems to homogenise them. The direct extrusion technique was used to produce glass-ceramics with texture. Albeit the technique was efficient with several other systems, the results obtained in the present word showed that the glass-ceramic produced from the extruded glasses did not have the same symmetry that was showed by the glasses that were not extruded. The difficulties in sintering, related to the process of crystallisation, were analysed for two compositions of bio-glasses. Two new crystalline phases, which had not yet been observed in this system, were identified in the studies of sintering. Experimental data showed that superficial crystallisation has strong influence during the process of sintering for both glasses tested. It was not possible to obtain sintered bodies with relative density superior to 0.94 for the experimental conditions that were used. The use of the model that simulates the sintering of the glass proved to be useful to simulate the real effect of each parameter in the process, although it overestimated the ability of sintering of the compositions that were used. The use of this model can facilitate the process of searching solutions for a more efficient sintering process. Using the technique of FTIR, the studies of bioactivity of both glass and glass-ceramic powders revelled higher level of bioactivity for finer powders, and which contained phosphorus in their compositions. It was also verified that whilst total crystallisation hinders the formation of the layer of HCA, partial crystallisation seems to have beneficial effect in the process. / O objetivo deste trabalho foi estudar a nucleação, a cristalização e a sinterização de bio vidros do sistema Na2O CaO SiO2 P2O5 visando a melhoria de suas propriedades mecânicas, sem alterar significativamente a bioatividade. Para auxiliar no desenvolvimento de vitro-cerâmicas (VC) de fina microestrutura (e possivelmente boas propriedades mecânicas) estudamos os efeitos da adição de NaF, Fe2O3, Li2O, ZrO2,TiO2 e WO3, em diferentes porcentagens, no comportamento de cristalização dos vidros, através da técnica de DSC. Dentre os aditivos testados, somente o Li2O provocou aumento da taxa de nucleação volumétrica. Sabendo que OH- aumenta a taxa de nucleação, foram testadas diferentes técnicas de fusão para se obter vidros com diferentes concentrações desse dopante. Apesar do sucesso na obtenção de vidros com diferentes teores, a exemplo do que reporta a literatura, a homogeneização dos mesmos não foi satisfatória. Dessa forma, desenvolvemos e testamos um modelo original para avaliar a homogeneidade de vidros através de medidas de cristalização. A técnica de extrusão direta foi utilizada com a finalidade de produzir vitro-cerâmicas com textura (microestruturas alinhadas). Apesar da técnica ter sido eficiente em vários outros sistemas, os resultados encontrados neste trabalho demonstraram que a vitro-cerâmica obtida a partir do vidro extrudado apresentava a mesma isotropia das vitro-cerâmicas obtidas a partir do vidro não extrudado. Esse resultado é devido à morfologia quase esférica dos cristais que nucleiam neste sistema. Também tentamos sinterizar alguns desses vidros em pó, com o intuito de aproveitar a fina nucleação que geralmente ocorre nas superfícies das partículas, que após sinterizadas, poderiam levar VC com fina microestrutura. A competição entre a cinéticas de sinterização e cristalização foram analisadas experimental e teoricamente para duas composições de biovidros. Nesses estudos foram identificadas duas novas fases cristalinas, que até o momento não tinham sido observadas neste sistema Os dados experimentais mostraram que a cristalização superficial tem forte influência sobre o processo de sinterização para os dois vidros testados, sendo que para as condições experimentais utilizadas não foi possível obter corpos sinterizados com densidade relativa superior a 0,94. A utilização do modelo que simula a sinterização do vidro, apesar de superestimar a capacidade de sinterização das composições utilizadas, mostrou-se bastante útil para prever o real efeito de cada parâmetro no processo de sinterização, e com isto agilizar a busca de soluções para atingir uma densificação mais eficiente. Estudos de bioatividade utilizando a técnica de FTIR, em pós de vidro e vitro-cerâmicas, revelaram maior bioatividade para os pós mais finos e para as composições contendo fósforo em sua composição. Também foi verificado que a cristalização total do vidro retarda o processo de formação da camada de HCA, entretanto a cristalização parcial parece ter efeitos benéficos no processo de formação da camada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4087.pdf: 3446389 bytes, checksum: 443dd53e392853ef04930e7917124823 (MD5) Previous issue date: 2005-08-05 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work it is proposed a potential barrier model between solid and vapor phases. As a consequence of this model it is developed a method to measure vapor pressure as low as 10-5 Pa. A thermodynamic system consisting of a cubic cavity with a small hole is considered (Knudsen cell). The cavity contains a sample, which the partial vapor pressure is desired to evaluate. The pressure in the cavity is proportional to the rate of mass effusion throughout the hole. The equations describing the vapor pressure as a function or the evaporation rate and the rate of mass effusion is developed. These quantities can be easily evaluated experimentally with small errors. This technique is applied to measure the vapor pressure of DICHAN , a commercial volatile corrosion inhibitor (VCI). The model for the vapor pressure requires a model for the phase transition interface between the solid and vapor states. It is assumed a potential barrier separating the vapor from the solid state. Comparing the results obtained in this work, with the vapor pressure obtained by other authors it can be evaluated the potential barrier as a function of the temperature Although VCIs have vapor pressure extremely small, this faint vapor gas is expected to be sensibly related to the efficiency against corrosion. It was studied the inhibitor behavior of an VCI commercialized in Brazil, which vapor pressure and molecular weight are unknown. This inhibitor differs from DICHAN for being free from nitrite ion and its lower cost. So, this study has two main objectives: first, its scientific contribution, with the development of a new method to obtain the vapor pressure of volatile solids; second, the development of a new commercial VCI. / Neste trabalho é desenvolvido um modelo de interação molecular entre as fases. Este trabalho trata mais especificamente as fases sólido e vapor, mas pode ser estendido para outras fases. Também é desenvolvido um método para determinar pressões de vapor muito baixas, da ordem de 10-5 Pa. A idéia considera um sistema termodinâmico que consiste de uma cavidade com um pequeno furo. Dentro da cavidade é colocada a substância que se deseja medir a pressão parcial do vapor saturado. A pressão na cavidade é proporcional à taxa de efusão de massa através do furo. São desenvolvidas as equações que descrevem a pressão de vapor em função da taxa de evaporação em ambiente aberto e a taxa de efusão através do furo em ambiente fechado. Estas quantidades podem ser facilmente determinadas experimentalmente com pequeno erro experimental. O modelo para a pressão na cavidade é um modelo para a interação entre as moléculas das fases sólido e vapor. É considerado que há uma barreira de potencial entre a fase vapor e a fase sólida. Comparando os resultados deste trabalho com a pressão de vapor obtida de outros autores obtém-se o valor da barreira de potencial em função da temperatura. Aplicamos a técnica para medição da pressão de vapor do DICHAN®, um IVC conhecido. Nos IVC s a pressão de vapor é extremamente baixa e está relacionada com a eficiência na proteção contra corrosão. Foi estudado o comportamento de um inibidor comercializado no Brasil, cuja pressão de vapor não foi possível determinar devido aos direitos reservados e desconhecimento do peso molecular do mesmo. Este inibidor difere do DICHAN pela ausência do íon nitrito e pelo baixo custo. Desta forma, este estudo teve dois objetivos principais: Primeiro, o desenvolvimento de uma nova metodologia para determinação de pressão de vapor de sólidos voláteis. Segundo, o desenvolvimento e acompanhamento de embalagens poliméricas, comercialmente viáveis, e com grupo ativo principal o triazol.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4468.pdf: 11546210 bytes, checksum: 230fdc91c4d3e97e1f00ec01daa0179a (MD5) Previous issue date: 2012-04-11 / Financiadora de Estudos e Projetos / Polyolefin nanocomposites have attracted significant technological and scientific interest due to the possibilities of improvements in thermal, mechanical and barrier properties. However, the hydrophobic nature of polyolefins poses a challenge to the exfoliation and dispersion process of the nanoclay in the polymeric matrix, requiring usually the use of compatibilizing agents. In this work, it was studied the influence of the blending protocol of the components and the effects of the addition of three compatibilizing systems (HDPE-g-MA, LLDPE-g-MA and mixture of HDPE-g-MA and LLDPE-g-MA) in HDPE /LLDPE blend-based nanocomposites. HDPE-g-MA has a higher viscosity and play a important role in the breaking and dispersion of the clay tactoids. The LLDPE-g- MA, with lower viscosity, helped in the intercalation process of the polymer chains between the nanoclay s lamellae and the mixing of the compatibilizing agents optimized the breakdown and intercalation process, and dispersion of the organophilic clay in the polymeric matrix. HDPE/LLDPE/OMMT nanocomposites with predominantly intercalated structure were obtained using different compatibilizing systems and concentrations of nanoclay. The thermal, mechanical and transport properties were strongly affected by the different compatibilizing systems. The mixture of compatibilizing agents (HDPE-g-MA and LLDPE-g-MA) produced a stronger interface between the dispersed phase and the polymeric matrix contributing to the increase in rigidity, elastic and flexural moduli of the nanocomposites. The transport properties showed that the nanocomposites behave as good barrier to water vapor and but showed low barrier characteristics to CO2 and O2. The decrease of the permeability coefficient is related to the use of compatibilizer systems which provided a good dispersion of the inorganic filler, good wettability of the matrix and strong interactions with the interface which could facilitate the diffusion process. / A obtenção de nanocompósitos de matriz poliolefínica vem despertando grande interesse tecnológico e científico devido a possibilidade de incrementos significativos nas propriedades térmicas, mecânicas e de barreira dessa matriz. Entretanto, a natureza hidrofóbica das poliolefinas dificulta a dispersão e esfoliação das lamelas de nanoargila na matriz polimérica, sendo necessária a utilização de agente compatibilizante. Neste trabalho, estudou-se a influência da ordem de mistura dos componentes e da adição de três sistemas compatibilizantes (HDPE-g-MA, LLDPE-g-MA e mistura HDPE-g-MA/LLDPE-g- MA) em nanocompósitos de blendas HDPE/LLDPE e OMMT. O HDPE-g-MA, por possuir maior viscosidade auxiliou na quebra e dispersão dos tactóides de argila, o LLDPE-g-MA, com menor viscosidade, auxiliou no processo de intercalação das cadeias poliméricas entre as camadas da argila e a mistura dos agentes compatibilizantes otimizaram o processo de quebra, intercalação e dispersão de argila organofílica na matriz polimérica. Nanocompósitos de HDPE/LLDPE/OMMT com estrutura predominantemente intercalada foram obtidos utilizando-se os diferentes sistemas compatibilizantes e teores de nanoargila. O comportamento térmico, mecânico e as propriedades de transporte foram fortemente afetados pelos diferentes sistemas compatibilizantes. A mistura de agentes compatibilizantes (HDPE-g-MA e LLDPE-g-MA) propiciou melhor interação na interface entre a fase dispersa e a matriz polimérica contribuindo para o aumento da rigidez, módulo elástico e módulo de flexão dos nanocompósitos. O estudo das propriedades de transporte revelou que os nanocompósitos comportam-se como barreira ao vapor de água e baixa barreira ao CO2 e O2. A diminuição do coeficiente de permeabilidade está relacionada a utilização dos sistemas compatibilizantes que proporcionaram uma boa dispersão da carga inorgânica, boa molhabilidade desta pela matriz e forte interações na interface que diminuíram o número de microvazios, que poderiam ser facilitadores do processo difusional.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4608.pdf: 10448358 bytes, checksum: 0c45c582fdd3285a7bd29d94b6858f3c (MD5) Previous issue date: 2012-08-30 / O polipropileno (PP) e o polietileno (PE) são amplamente utilizados no mercado de embalagens flexíveis na forma individualizada de filmes monocamada ou co-extrudados multicamadas. Misturas de PP e PE em filmes co-extrudados tem apresentado resultados de pouca aplicação comercial devido a problemas de adesão. Neste estudo foram produzidos filmes com três camadas co-extrudados tubulares soprados com fluxo ascendente e resfriamento por ar. Estes apresentam espessura total de 50mm, sendo que as camadas externas são compostas de copolímeros de etileno-octeno metalocêno (m-PE) para garantir a soldabilidade do filme. A camada coextrudada central, dita estrutural, foi produzida com misturas ricas de polipropileno homopolímero com copolímeros de etileno-octeno via metalocêno (m-PE e POP) e Ziegler-Natta (U-PE). Estes filmes foram caracterizados com relação as suas propriedades mecânicas, térmica, ótica e morfológica. Com base nestes resultados foi proposto um modelo morfológico para a camada central, onde a fase matriz de PP forma estruturas cristalinas do tipo shish kebab e a fase dispersa e as camadas externas formam cristalitos lamelares fragmentados e pequenos esferulitos. A cristalização epitaxial dos copolímeros de polietileno sobre os shishes do polipropileno provê a boa adesão entre as camadas externa-interna da estrutura multi-camada. A estrutura central formada com fase dispersa de m-PE e U-PE apresentaram comportamentos mecânicos similares sendo estes maximizados na concentração de 30%. Por outro lado quando a fase dispersa da camada central é formada por POP a Tg e Tm do polipropileno matriz são reduzidas, função da compatibilidade entre fase matriz e fase dispersa, gerando pequenas estruturas do tipo shish kekab, com baixa cristalinidade. O conjunto de tais características morfológicas garantem um equilíbrio de propriedades termo-mecânicas, necessárias em uma embalagem flexível de alto desempenho. / Polypropylene (PP) and polyethylene (PE) are widely used in the flexible packaging market individually as mono or multilayer films. Blending PP and PE in coextruded films has shown limited commercial applications due to the poor adhesion. On this work we made three layer coextruded blown films with ascendant flow and air cooling. The thicknesses were kept constant at 50m, having the external layers made of metallocene ethylene-octene copolymers (m-PE) to provide sealability. The internal layer (structural) was produced with rich blends of polypropylene homopolymer and ethylene-octene copolymers made by metallocene (m-PE and POP) and by Ziegler-Natta (U-PE) catalytic systems. These films were characterized by their mechanical, thermal, optical and morphological properties. Based on the results it is proposed a morphological model of the core layer, in which the matrix phase of PP has a shish kebab crystalline structure, and the disperse phase and the external layers composed by fragmented lamellar crystallites blended with small spherulites. The epitaxial crystallization of the polyethylene copolymer on the shishes of the polypropylene allows good adhesion between the external and internal layers of the multilayered structure. The internal structure formed with the dispersed phase of m-PE and U-PE has shown similar mechanical behavior with better properties at the concentration of 30%.On the other hand, when the dispersed phase of the internal layer is POP elastomer, the Tg and Tm of the matrix PP decrease due the compatibility between the matrix and the dispersed phase, generating shish kebab structures with lower crystallinity. These morphological characteristics guarantee a balanced film regarding the thermomechanical properties, in order to achieve a high performance flexible packaging.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4708.pdf: 12268943 bytes, checksum: 29b57952973cc3f28aed7dccb94a9d6d (MD5) Previous issue date: 2012-09-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / Refractory castables are multiphase materials usually exhibiting complex heterogeneous microstructures, which have their mechanical strength affected by chemical and structural changes. These microstructural changes directly affect the Young s modulus, as this property is strongly dependent on the chemical bonds, crystalline structure and flaws, such as porosity and cracks. For the Al2O3-MgO system, two transformations can be highlighted: the volumetric expansion associated with the magnesia hydration and the in situ spinel formation, both can play a role by increasing or decreasing the castable s embrittlement depending on the resulting expansion. Considering this aspect, the addition of MgO sources with different reactivity in refractory castables was evaluated during curing and drying steps. As a result, different routes for magnesia s sources addition to the castables, without the usual damage caused by MgO hydration, are presented in this work. The addition of acetic acid sped up the brucite precipitation, inducing the formation of a resilient structure able to inhibit the stresses generation. Additionally, the effect of mineralizing or densification compounds on spinel-forming castables and the microstructural evolution of refractory castables containing different MgO sources, colloidal binders or high-carbon content were assessed during the thermal treatment by hot Young s modulus measurements using the resonance bar technique. The attained results highlight the technique s broad feature and accuracy for the development of refractory materials. The MgF2 and magnesium borate addition sped up the spinel formation, whereas TiO2 led to lower expansion values and greater rigidity at high temperatures, all of them as promising alternatives to master the castable s microstructure design. For the nano-bonded castables, the sintering additive addition further enhanced the Young s modulus resulting in high-performance refractories. Additionally, the elastic modulus measurements were able to evaluate the antioxidants effect in high-carbon containing castables and to identify the mechanisms of crack healing (during heating) and opening (during cooling). / Concretos refratários são materiais multifásicos que normalmente apresentam uma estrutura heterogênea e complexa, cuja resistência mecânica é afetada por mudanças químicas e estruturais. Estas transformações microestruturais afetam diretamente o módulo elástico, visto que esta propriedade está relacionada ao tipo de ligação química, estrutura cristalina e defeitos, tais como porosidade e trincas. No caso de concretos Al2O3-MgO, duas transformações merecem destaque: a primeira é a hidratação da magnésia e a segunda a formação de espinélio in situ. Ambas as reações podem contribuir positivamente ou negativamente com a rigidez dependendo da acomodação da expansão gerada. Neste trabalho, fontes de magnésia com reatividades distintas foram avaliadas durante a cura e secagem de concretos refratários. Os resultados obtidos indicaram rotas para incorporação de diferentes fontes de MgO as composições refratárias sem os danos decorrentes da hidratação. A adição de ácido acético acelerou a precipitação de brucita, induzindo a formação de uma estrutura mais resiliente, capaz de inibir a geração de tensões. O efeito de aditivos na espinelização e outras transformações in situ em concretos aluminosos, nanoligados ou contendo alto teor de carbono foram acompanhadas utilizando-se medidas de módulo elástico a quente, destacando a precisão e o caráter abrangente desta técnica para o desenvolvimento de novos materiais. A adição de MgF2 e boromagnésio promoveu uma grande aceleração da espinelização, enquanto o TiO2 apresentou um efeito moderado, mas resultou em maior rigidez em temperaturas elevadas. Sendo assim, estes três aditivos são promissores para o desenvolvimento de concretos espinelizados. Para os materiais nanoligados, verificou-se que adição de um agente sinterizante promoveu um grande aumento da rigidez, resultando em refratários de alto desempenho. Adicionalmente, as medidas de módulo elástico a quente mostraram-se adequadas para avaliar o efeito de anti-oxidantes em concretos com elevado teor de carbono e o processo de fechamento e abertura de trincas durante os ciclos de aquecimento e resfriamento, respectivamente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4739.pdf: 8852417 bytes, checksum: 54d6a4b01ec455b6d6fc320e63d6dc26 (MD5) Previous issue date: 2012-03-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / Bulk amorphous and nanocrystalline alloys have attracted great interest from the scientific community. Titanium based alloys have demonstrated potential for formation of amorphous. This study aimed at to evaluate the mechanical properties of the Ti34Cu36Ni8Zr22 and (TiZr)80Co12Fe8 alloys, at room temperature. Thereby, nanoindentation, compression and three points bending tests were performed. The methodology involved the following steps: (i) production of alloys by arc melting under argon atmosphere, (ii) production of amorphous ribbon by melt-spinning, (iii) heat treatment of the ribbons at different temperatures, (iv) production of test specimens through casting in copper chill followed by quenching (v) microstructural characterization via scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectroscopy (EDS), transmission electron microscopy (TEM), differential scanning calorimetry (DSC) and X-ray diffraction (XRD), (vi) mechanical characterization based on nanoindentation, compression and torsion tests. The results of nanoindentation showed an increase in hardness and reduced Young's modulus as the temperature of the heat treatment approachs the crystallization temperature. Results of compression and bending showed strong dependence on the preparation surface and internal defects of the specimens. The Young's modules and tensile strengths are below those reported in the literature, probably due to internal defects present in the samples such as pores. / Ligas amorfas e nanocristalinas de grande volume vêm despertando grande interesse da comunidade científica. Ligas à base de titânio têm demonstrado potencial para formação de amorfo. O presente estudo objetivou avaliar as propriedades mecânicas, em temperatura ambiente, das ligas Ti34Cu36Ni8Zr22 e (TiZr)80Co12Fe8. Para tanto, foram realizados ensaios de nanoindentação, compressão e flexão em três pontos. A metodologia empregada envolveu as seguintes etapas: (i) produção das ligas via fusão a arco sob atmosfera de argônio; (ii) produção de fitas amorfas via melt-spinning, (iii) tratamento térmico das fitas em diferentes temperaturas, (iv) produção de corpos de prova através do vazamento em coquilha de cobre seguido de resfriamento rápido; (v) caracterização microestrutural através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia por dispersão de energia (EDS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), calorimetria exploratória de varredura (DSC) e difratometria de raios-X (DRX); (vi) caracterização mecânica baseada em ensaios de nanoindentação, compressão e flexão em três pontos. Os resultados de nanoindentação mostraram um aumento nos valores de dureza e módulo de Young reduzido conforme o tratamento térmico se aproxima da liga cristalina. Resultados de compressão e flexão mostraram forte dependência em relação a preparação superficial e defeitos internos dos corpos de prova. Os módulos de Young e tensão de ruptura estão abaixo dos relatados pela literatura, provavelmente devido a defeitos internos presentes nas amostras, como poros.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5257.pdf: 5962262 bytes, checksum: 62fcf6b4ec974361bb5cc8578fe9901b (MD5) Previous issue date: 2013-05-09 / Financiadora de Estudos e Projetos / The TiO2 is widely used in several applications. In recent times these applications have been enhanced with the use of the nanotechnology. In this work, the sol-gel synthesis process, at low temperature, of TiO2 nanoparticles was investigated. The synthesis used TiCl4 as precursor in different solvents (Octanol, Ethanolamine and Terathane) and the products were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Gas Absorption (BET), Thermoanalytic Techniques (ATG, DSC) and Transmission Electron Microscopy (TEM). XRD and TEM showed the crystallite size ranging from 4 to 16 nm and different particles morphologies and phase compositions (amorphous, anatase pure, and anatase/rutile mixture) were also shown. TEM images displayed variations in the morphological behavior depending on the synthesis condition. Between these morphologies nanostructures (1D and 3D), which are primaries nanoparticles self-assembled by oriented attachment, can be observed. The ceramic processing of these nanopowders is also investigated from the compacting, densification and sintering behavior. The compressibility curve shows a typical behavior of agglomerates. The densification process was investigated by the dilatometric analysis using nonisothermal experiments. The densification parameters were determinate and the grain boundary sliding assisted by surface diffusion was proposed as the dominant shrinkage mechanism. Different sintering methods are applied (SC, TSS and fast firing). The microstructure, by SEM, is analyzed and confronted with previous results. This work showed that the TiO2 nanoparticles could be easily engineered and adapted by the solvent type, the TiCl4 concentration and the synthesis time. The principal processes of the synthesis and processing are dependents strongly of the high agglomerate state of the nanopowders. / O TiO2 é amplamente utilizado em variadas aplicações. Nos últimos tempos, estas aplicações foram aprimoradas com o uso da nanotecnologia. Neste trabalho, foi investigado o processo de síntese por via sol-gel, a baixa temperatura, de nanopartículas de TiO2. Na síntese, foi usado o TiCl4 como precursor em diferentes solventes (Octanol, Etanolamina e Terathane) e os produtos foram caracterizados por Difração de Raios X (DRX), Absorção de Gases (BET), Técnicas de Termoanalise (ATG, DSC) e por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). DRX e MET mostraram que o tamanho do cristalito varia de 4 a 16 nm, também foram mostradas diferentes morfologias de partículas e composições de fases (amorfa, anatase pura e mistura anatase/rutilo). As imagens de MET exibiram variações no comportamento morfológico dependendo das condiçõs de síntese. Entre estas morfologias podem ser observadas nanoestruturas (1E e 3D) as quais são auto-montagens por coalescência orientada de nanopartículas primarias. O processamento cerâmico destas nanopartículas foi também investigado a partir do comportamento na compactação, a densificação e a sinterização. A curva de compressibilidade resulta num comportamento típico de amostras aglomeradas. O processo de densificação foi investigado por análise dilatometrica usando experimentos nao-isotérmicos. Os parâmetros da densificação foram determinados e foi proposto o escorregamento do contorno de grão assistida por difusão superficial como o mecanismo de retração dominante. Foram aplicados diferentes métodos de sinterização (SC, TSS e fast firing). A microestrutura, por MEV, foi analisada e confrontada com os resultados das técnicas anteriores. Este trabalho mostrou que as nanopartículas de TiO2 podem ser facilmente manipuladas e adaptadas pela seleção do tipo de solvente, a concentração de TiCl4 e o tempo de síntese. Os principais processos de síntese e processamento são fortemente dependentes do alto estado de aglomeração das nanopartículas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5427.pdf: 36473708 bytes, checksum: 2eb5c1217fdc17b27dab041fc104ec3c (MD5) Previous issue date: 2013-05-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work its was investigated the influence of the processing on the electrical and dielectric properties of nanostructured polymeric systems obtained by differents techniques. The morphology and structure of the materials were correlated to their percolation threshold by applying the percolation theory. The systems studied were: i) conductive blends of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) with polypyrrole (PPy), PVDF/ multiwall carbon nanotube (MWCNT) composites and PVDF/PPy/MWCNT hybrid systems, produced by melt mixing; ii) PVDF/ copper nanowires (CuNW) and MWCNT/PVDF nanocomposites produced by miscible solvent mixing and precipitation methods (MSMP); iii) nanofibers of nanocomposites of PA6/MWCNT, PVDF/MWCNT and PVDF/CuNW and from blends of PA6/ poly(aniline) (PAni) doped with p-toluene sulfonic acid (TSA), by electrospinning. For the systems produced by melt mixing the percolation thresholds were 10 and 0.3 wt %, for PVDF/PPy and PVDF/MWCNT, respectively, while the hybrid systems showed lower percolation thresholds and much higher electrical conductivities at all concentrations than the binary systems. For the systems produced by MSMP method the percolation thresholds were 0.13 and 0.29 v%, for the MWCNT/PVDF and CuNW/PVDF nanocomposites, respectively. It was observed also that the CuNW/PVDF nanocomposites had the highest real permittivity combined with a low dissipation factor (tan ). The non woven mats obtained by electrospinning presented insulating behavior. However, to take advantage of the high surface area and porosity of the mats the surface of the nanofibers were recovered with MWCNT by dipping the mats in an aqueous solution with MWCNT. A strong interaction between the MWNTs and the nanofibers was observed: even after ultrasonication, the adsorbed MWCNT remained attached to the surface of the nanofibers´ mats. After the treatment the mats displayed conductivities between 10-5 and 10-2 S/m. / Neste trabalho foi investigada a influência do processamento nas propriedades elétricas e dielétricas de sistemas poliméricos nanoestruturados obtidos por diferentes técnicas. As morfologias e estruturas dos materiais produzidos foram correlacionadas à percolação elétrica dos mesmos, utilizando a teoria de percolação. Os sistemas estudados foram: i) Blendas de poli(fluoreto de vinilideno) (PVDF) e polipirrol (PPy), nanocompósitos de PVDF com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e do híbrido PVDF/PPy/MWCNT, todos obtidos a partir do estado fundido; ii) Nanocompósitos de PVDF com nanofibras de cobre (CuNW) e nanocompósitos de PVDF/MWCNT, obtidos pelo método de solubilização e posterior precipitação; iii) Nanofibras de nanocompósitos de Poliamida 6 (PA6) com MWCNT, PVDF/MWCNT, PVDF/CuNW e a partir da blenda de PA6/PAni, dopada com o ácido p-tolueno sulfônico (p-TSA), todas obtidas por eletrofiação. Para os compósitos PVDF/PPy e PVDF/MWCNT, produzidos a partir da mistura no estado fundido, o valor de percolação obtido foi de 10%m (ou 16,5 %vol) e 0,3 %m (ou 0,29 %vol), respectivamente. Enquanto, para o híbrido PVDF/PPy/MWCNT o valor de percolação elétrica para as cargas, individualmente, foi menor, e a condutividade elétrica obtida foi maior, comparado ao sistema binário. Para nanocompósitos PVDF/MWCNT e PVDF/CuNW, obtidos por solubilização e precipitação, o valor de percolação foi de 0,14%m (ou 0,13 % vol) e 1,36 %m (ou 0,27 % vol), respectivamente. E os nanocompósitos PVDF/CuNW apresentaram elevada permissividade elétrica combinada com baixos valores de dissipação elétrica, tan . Os resultados para condutividade elétrica das mantas não tecidas, obtidas por eletrofiação, mostraram que as mesmas têm comportamento isolante. Contudo, aproveitando as características singulares das mantas eletrofiadas (elevada área superficial e porosidade), foi realizado um tratamento para recobrir a superfície das nanofibras com MWCNT, mergulhando as mantas em uma dispersão aquosa de MWCNT. Foi observada uma forte interação entre os MWCNT e as nanofibras; mesmo com a utilização de intensa ultrasonicação os MWCNT continuaram bem aderidos a superfície das nanofibras. As mantas submetidas ao tratamento apresentaram condutividade elétrica entre 10-5 e 10-2 S/m.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5809.pdf: 13474238 bytes, checksum: 8b51135cdfa96a63f90435eb49b9c72d (MD5) Previous issue date: 2013-12-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / Light weight masonry mortars containing vermiculite are commonly used when one wants thermal and acoustic insulation. This Thesis investigated the incorporation of recycled used tires rubber crumbs as light weight mortar aggregates, in substitution of parts of vermiculite and sand. The main objective was based on the natural resources protection and decrease in environment impact, by means of the recycling in large quantities, of a problematic dischargeable product (used tires). By means of the pertinent standards, six masonry mortar compositions were investigated; two compositions of light weight masonry mortars containing cement, lime, sand and vermiculite, two compositions containing cement, lime, sand, vermiculite and rubber crumbs from recycled tires. In addition, to have a broader comparative ground ,a traditional mortar (cement+slime+sand) and an industrialized mortar (cemet+lime+sand+additives), not of the light weight class, were also investigated. The substitution of parts of vermiculite and sand by rubber recycled aggregates was taken to 45wt% of the whole light weight mortar mass. The results showed that the incorporation of rubber aggregates, promoted a decrease in the mortar drying shrinkage, a reasonable increase in the compressive strength and an expressive increase in the adherence strength of the light mortars. Another positive factor was that the inclusion of the rubber aggregates did not caused any sensible alteration neither in the thermal conductivity nor on the acoustic absorption, comparatively to the values presented by the light mortars without rubber aggregates. It was concluded that the light weight mortars containing recycled rubber aggregates, constitute a viable new contribution to the sustainable constructive elements field, fulfilling this Thesis main objective. / A utilização da vermiculita expandida em argamassas leves para alvenaria é uma prática comum com vistas a isolamento termoacústico. Esta Tese teve como objetivo principal, a incorporação de agregados de borracha reciclada de pneus em argamassas leves, substituindo partes de vermiculita e areia. Com isso, visou-se a proteção de recursos naturais e diminuição de impacto ambiental, através da reciclagem em quantidade apreciável, de um produto de descarte muito complexo (pneus usados). Usando-se a normalização pertinente, foram investigadas seis composições: dois traços de argamassa leve utilizando-se cimento, cal, areia e vermiculita expandida; dois traços de argamassa leve contendo cimento, cal, areia, vermiculita expandida e agregados de borracha reciclada de pneus. Para mostrar diferenças marcantes, também foram investigadas, um traço da argamassa tradicional densa (cimento:cal:areia) e uma argamassa industrializada densa (cimento:cal:areia+aditivos especiais). A substituição de partes da vermiculita e da areia por agregados de borracha reciclada de pneus foi levada até 45% em massa desses agregados, na composição global da argamassa leve. Os resultados mostram que a inclusão dos mesmos, diminuiu a retração, promoveu um aumento razoável da resistência à compressão e um aumento acentuado na resistência de aderência das argamassas leves. Outro fator positivo foi que a presença de agregados de borracha não promoveu alteração na condutividade térmica e nem na absorção acústica, comparativamente aos níveis dessas propriedades essenciais, apresentados pelas argamassas leves sem os agregados reciclados. Os resultados permitem concluir, que as argamassas leves, contendo agregados de borracha reciclada de pneus substituindo partes da areia e da vermiculita, caracterizam uma contribuição nova na área de elementos construtivos sustentáveis, indicando viabilidade de emprego na construção civil, atendendo às exigências da normalização e cumprindo o objetivo alvo desta Tese.