Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jean Cleber Bertoni.pdf: 7862049 bytes, checksum: 4c77f7ebc3fc211aac8ad8a7de58ccad (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / There are currently extensive research on aluminum alloys, mainly due to its wide application in the automotive and aerospace industries, due to the following characteristics, among them, low density, high thermal conductivity and high corrosion resistance at room temperature. Al-Fe alloys have a high degree of microstructural change due to changes in their properties when appropriate techniques are applied. The Al-Fe alloy was studied in the composition of 1.5% Fe by weight, which was subjected to the treatment laser surface remelting in order to enhance its surface characteristics. The characterization of these alloys in order to determine the variation of the chemical composition at different depths was performed by Grazzing incidence x-ray diffraction (GIXRD). In this technique, the angle of incidence of the X-ray beam was fixed and the detector moved in 2θ, it is possible to obtain the XRD patterns at different depths by varying the angle of incidence. In this work, the characterizations the micro and nano structural sample of alloy Al-1.5wt.%Fe treated by laser surface remelting (LSR) were performed, on the treated surface, as well as the transverse section, this study was performed at treated samples surface and at the isolated weld fillet on samples, where were applied laser beam speeds of 20, 40 and 60 mm / s. In this study we used different characterization techniques, such as, optical microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, together with atomic force microscopy, and the Vickers hardness. Also in this work the technique of GIXRD was used to obtain depth profiles of near the surface chemical composition of the alloy. The analysis was performed in the micrometer range varying the angle of incidence between 0.5° to 6° in steps of 0.5° and analysis with incident angles 3° and 6° in steps of 0.02° for each 10 sec. As a result by examining the microstructure was characterized melted zone, the heat affected zone and the substrate, a particular features were found for each velocity of the laser beam, generally the treated area showed a more homogenous microstructure consisting of grains smaller feature, with low roughness and high hardness. The heat affected zone was more notorious the morphology of grains elongated feature in the treated and untreated interface for low laser beam scanning velocities. By means of the technique of X-ray diffraction various metastable phases were found, such as aluminum oxide, nitrides, etc., with different intensities of peaks as a consequence of the variation of angle of incidence. / Atualmente há uma ampla investigação sobre ligas de alumínio, principalmente devido a sua larga aplicação na indústria automotiva e aeroespacial, devido as seguintes características, entre elas, a baixa densidade, alta condutividade térmica e elevada resistência à corrosão a temperatura ambiente. Ligas de Al-Fe possuem um alto grau de modificação microestrutural, devido a mudanças em suas propriedades quando técnicas adequadas forem aplicadas. A liga Al-Fe foi estudada na composição de 1,5% de Fe em peso, a qual foi submetida ao tratamento de refusão superficial a laser de modo a aprimorar suas características superficiais. A caracterização dessas ligas com a finalidade de determinar à variação de composição química em diferentes profundidades foi realizado mediante a difração de raios X com ângulo de incidência rasante (DRXIR). Nesta técnica, o ângulo de incidência do feixe de raios X foi fixado e o detector moveu-se em 2θ, sendo possível obter os difratogramas em diferentes profundidades com a variação do ângulo de incidência. Neste trabalho, as caracterizações a nível micro e nano estrutural das amostras da liga Al-1,5%Fe tratadas por refusão superficial a laser (RSL) foram realizadas, tanto na superfície tratada e bem como na parte transversal, este estudo foi realizado nas amostras tratadas em toda a superfície, quanto nas amostras com trilhas isoladas que foram aplicadas as velocidades de feixe laser de 20, 40 e 60 mm/s. Para isso foram utilizados diferentes técnicas de caracterização, tais como, microscópio ótico, microscópio eletrônico de varredura, espectroscopia por energia dispersiva, acompanhada da microscopia de força atômica, bem como da microdureza Vickers. Também neste trabalho a técnica de DRXIR foi utilizada para obtenção de perfis de profundidade da composição química próxima à superfície da liga. A análise foi realizada em escala micrométrica por meio da variação do ângulo de incidência entre 0,5° a 6° com passos de 0,5°, bem como as análises com ângulos incidentes de 3º e 6º com passos de 0,02º a cada 10 s. Como resultado mediante o estudo microestrutural foram caracterizados a zona fundida, a zona afetada termicamente e o substrato, sendo encontradas características particulares para cada velocidade do feixe de laser, de modo geral a zona tratada mostrou ter uma característica microestrutural mais homogênea formada por grãos menores, com baixa rugosidade e de alta dureza. A zona afetada termicamente mostrou ser mais notória a morfologia de grãos com característica alongada na interface tratada e não tratada para baixas velocidades de varredura do feixe laser. Por meio da técnica de difração de raios X diferentes fases metaestáveis foram encontradas, tais como, óxido de alumínio, nitretos, etc, com diferentes intensidades de picos como consequência da variação do ângulo de incidência.

Materiais odontológicos inovadores que apresentem propriedades antimicrobianas são altamente desejáveis na cavidade oral. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade antimicrobiana do vanadato de prata nanoestruturado (&beta;-AgVO3) incorporado em duas resinas acrílicas frente a Candida albicans, Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, além de examinar as propriedades mecânicas e o padrão de incorporação do nanomaterial nas resinas. O nanomaterial foi caracterizado por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIV), análise elementar por energia dispersiva (EDS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades antimicrobianas das resinas acrílicas incorporadas com diferentes porcentagens de &beta;-AgVO3 foram investigadas pelo método de redução do XTT, unidades formadoras de colônias (UFC) e microscopia confocal à laser e o comportamento mecânico por meio de ensaios de dureza e rugosidade superficial, resistência à flexão, à compressão e ao impacto. O padrão de incorporação do &beta;-AgVO3 nas resinas foi analisado por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise elementar por energia dispersiva (EDS). Os dados foram analisados por ANOVA, Tukey e pelo teste Generalized Linear Models (&alpha;=0,05). Para ambas as resinas, em relação ao grupo controle, a incorporação de 5% e 10% de &beta;-AgVO3 reduziram significantemente a atividade metabólica de C. albicans e P. aeruginosa (p<0,05), enquanto que para S. mutans houve redução significante apenas com a incorporação de 10% (p<0,05). Não houve diferença na atividade metabólica pelo método do XTT frente a S. aureus (p> 0,05). Para ambas as resinas, observou-se uma redução significativa no número de UFC/mL de C. albicans para o grupo incorporado com 10% de &beta;-AgVO3 e de S. mutans para os grupos com 2,5%, 5% e 10% do nanomaterial (p<0,05). Para S. aureus e P. aeruginosa, houve redução significante com a incorporação de 5% e 10% (p<0,05). A dureza superficial da resina termopolimerizável permaneceu inalterada pela incorporação do nanomaterial (p>0,05) e da autopolimerizável aumentou com 0,5% (p<0,05). Concentrações maiores que 1% promoveram redução na resistência flexural das resinas (p<0,05) enquanto que a rugosidade superficial permaneceu inalterada (p>0,05). A resistência à compressão da resina autopolimerizável permaneceu inalterada (p>0,05) e da termopolimerizável reduziu com a incorporação de 0,5% e 10% (p<0,05). As concentrações de 5% e 10% promoveram redução significante na resistência ao impacto das resinas, em relação ao controle (p<0,05). A caracterização das resinas quanto a dispersão da carga utilizada mostrou a presença de domínios de &beta;-AgVO3 ao longo da matriz polimérica seguindo um padrão circular. Conclui-se que o método proposto foi capaz de promover atividade antimicrobiana às resinas acrílicas frente aos micro-organismos avaliados, sendo a mesma dependente da concentração do nanomaterial. Porém, alterações na dispersão do &beta;-AgVO3 na matriz dos polímeros são necessárias para não sacrificar as propriedades mecânicas e para potencializar o efeito antimicrobiano / Innovative dental materials that have antimicrobial properties are highly desirable in the oral cavity. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity of nanostructured silver vanadate (&beta;-AgVO3) incorporated into two acrylic resins against Candida albicans, Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, while examining the mechanical properties and the pattern of nanomaterial incorporation into resins. The nanomaterial was characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy Fourier transform (FTIR), elemental analysis by energy dispersive (EDS) and scanning electron microscopy (SEM). The antimicrobial properties of acrylic resins incorporated with different percentages of &beta;-AgVO3 were investigated by the reduction of XTT method, colony forming units (CFU) and confocal laser microscopy and the mechanical behavior through hardness, surface roughness, flexural, compression and impact tests. The pattern of incorporation of &beta;-AgVO3 resins was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and elemental analysis by energy dispersive (EDS). Data were analyzed by ANOVA, Tukey test and the Generalized Linear Models (&alpha; = 0.05). For both resins, compared to the control group, the incorporation of 5% and 10% &beta;-AgVO3 caused a significantly reduced in the metabolic activity of C. albicans and P. aeruginosa (p <0.05), while for S. mutans significant reduction was observed only with the incorporation of 10% (p <0.05). There was no difference in metabolic activity by XTT method against S. aureus (p> 0.05). For both resins, there was a significant reduction in the number of CFU / mL for C. albicans incorporated group with 10% &beta;-AgVO3 and S. mutans in groups with 2.5%, 5% and 10% of nanomaterial (p <0.05). For P. aeruginosa and S. aureus, there was a significant decrease with the incorporation of 5% to 10% (p <0.05). The surface hardness of the heat-cured resin was unchanged by the incorporation of the nanomaterial (p <0.05) and increased self-cured with 0.5% (p <0.05). Concentrations above 1% promote the reduction in flexural strength of the resins (p <0.05) while the surface roughness remained unchanged (P> 0.05). The compressive strength of the self-cured resin remained unchanged (P> 0.05) and heat-cured reduced with the incorporation of 0.5% and 10% (p <0.05). Concentrations of 5% and 10% caused a significant reduction in impact strength of resins, compared to control (p <0.05). The characterization of the resins as the dispersion of the filler used showed the presence of &beta;-AgVO3 domains along the polymer matrix following a circular pattern. It was concluded that the proposed method was able to promote antimicrobial activity to acrylic resins against microorganisms evaluated, with the same concentration dependent of the nanomaterial. However, changes in the &beta;-AgVO3 dispersion in the polymer matrix are necessary to do not sacrifice the mechanical properties and to enhance the antimicrobial effect

O aumento no consumo energético mundial e a perspectiva de esgotamento das reservas de combustíveis fósseis têm estimulado o desenvolvimento de tecnologias e materiais para aplicações nos futuros reatores de fusão nuclear e reatores de fissão a nêutrons rápidos. O foco deste trabalho é avaliar a estabilidade microestrutural de um material tecnologicamente promissor por meio de diferentes técnicas de caracterização. O material estudado, o aço ODS-EUROFER, é um aço ferrítico-martensítico de atividade reduzida de composição 9%Cr-1%W (em massa) endurecido pela dispersão de 0,3% (em massa) de óxido de ítrio. Amostras foram laminadas até 80% de redução e submetidas a tratamentos isotérmicos em 800 °C por até 6 meses (4320 h) de duração para se investigar a ocorrência de fenômenos tais como recuperação, recristalização, crescimento de grão, precipitação e engrossamento de Ostwald. Outro conjunto de amostras foi recozido por 1 hora em temperaturas entre 900 e 1300 °C para se estudar a transformação martensítica neste material. Diversas técnicas de caracterização microestrutural complementares entre si (MEV, MET, DRX, EBSD, APT, ensaios de microdureza Vickers, dilatometria, DTA e magnetização) foram empregadas. Os resultados obtidos indicam que a dispersão de partículas nanométricas de Y2O3 confere uma grande resistência à recristalização primária, favorecendo a recuperação estática como principal mecanismo de amolecimento durante o recozimento prolongado deste aço. De modo similar, o crescimento de grão foi suprimido no campo austenítico em temperaturas tão altas quanto 1200 °C. / The rise in the world energy consumption and the possibility of depletion of the fossil fuel reserves have stimulated the development of new technologies and new materials for applications in the future nuclear fusion reactors and in the fast breeder fission reactors. The aim of this study is to evaluate the microstructural stability of a technologically promising material by using different characterization techniques. The investigated material, the ODS-EUROFER steel, is 9Cr-1W (%wt) reduced-activation ferritic-martensitic steel reinforced with a dispersion of 0.3%wt of yttrium oxide nanoparticles. Samples were cold rolled to 80% thickness reduction and subjected to isothermal annealing at 800 °C for up to 6 months (4,320 h) to investigate the occurrence of phenomena such as recovery, recrystallization, grain growth, precipitation, and Ostwald ripening. Another set of samples was annealed for 1 hour at temperatures between 900 and 1300 °C to study the martensitic transformation in this steel. Several complementary microstructural characterization techniques were employed (SEM, TEM, XRD, EBSD, APT, Vickers hardness, dilatometry, DTA and magnectic measurements). The results suggest that the dispersion of nanoscaled particles of Y2O3 provides a high resistance to discontinous recrystallization and favors static recovery as the main softening mechanism during long-term annealing in this steel. Similarly, grain growth was suppressed even in temperatures as high as 1200 °C in the austenitic field.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-25T22:19:38Z No. of bitstreams: 1 SIDERLEY FERNANDES ALBUQUERQUE – TESE (UAEMa) 2015.pdf: 14115544 bytes, checksum: 11822f51a2dc681dc362498cb6b9d1c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-25T22:19:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SIDERLEY FERNANDES ALBUQUERQUE – TESE (UAEMa) 2015.pdf: 14115544 bytes, checksum: 11822f51a2dc681dc362498cb6b9d1c7 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / No Brasil, a soldagem de tubulações ainda emprega processos manuais com eletrodo revestido, porém, tem crescido as pesquisas com o objetivo de implementar processos mais produtivos, e que atendam às exigências requeridas por normas específicas. Processos de soldagem robotizados estão sendo largamente utilizados em vários países, com ganho considerável na produtividade, como também na qualidade superficial. A utilização de processos de soldagem automatizados possibilita, além da maior produtividade, um maior controle dos parâmetros de soldagem, podendo favorecer positivamente as transformações microestruturais, e consequentemente, em melhores propriedades mecânicas da junta soldada. O objetivo deste trabalho foi avaliar a tenacidade à fratura de juntas soldadas em chapas aço API 5L X80 com 19 mm de espessura, utilizados para transporte de petróleo e gás, quando submetidos à soldagem robotizada nas posições plana e vertical ascendente, utilizando processo de soldagem a arco elétrico com arame maciço para o passe de raiz (ER 120S-G), e processos de soldagem com arame tubular para os passes de enchimento e acabamento, utilizando arame do tipo flux-cored e proteção de gás externa (E101T-1), e arame do tipo autoprotegido (E91T8-G); o gás de proteção utilizado foi Ar+25%CO2. Foram realizadas análises de microdureza e microestrutural na ZTA das juntas soldadas, utilizando microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura; para avaliação da tenacidade na ZTA das juntas soldadas, foram usinados corpos de prova do tipo SE(B) para ensaio CTOD. A análise microestrutural na ZTA para todos os procedimentos indicam a presença de bainita e ferrita acicular, com exceção do procedimento de soldagem na posição plana utilizando arrame autoprotegido que apresentou ferrita primária. Os resultados de tenacidade a fratura obtidos indicam que os procedimentos de soldagem robotizados na posição plana apresentaram a maioria dos valores de CTOD superiores aos procedimentos de soldagem na posição vertical ascendente. Os procedimentos de soldagem robotizados na posição plana usando arame autoprotegido apresentaram o melhor resultado em termos de crescimento da pré-trinca de fadiga, com perfil na região central de forma arredondada, diferente do procedimento de soldagem na posição plana com RP- G que apresentou a forma plana. / In Brazil, the welding pipes still uses manual processes with coated electrodes, however, research has grown to implementing more productive processes, and complying with the requirements of specific rules. Robotic welding processes are in use in Sweden, USA, Canada, Russia and China, with a considerable increase in productivity, and higher quality welds surface. The use of automated welding processes increase the productivity, and promote better control of the welding parameters, and microstructural changes, and consequently, better mechanical properties of the welded joint. The objective of this study was to evaluate the fracture toughness of API 5L X80 steel welded joints with thickness for 19 mm, used for oil and gas transmission, when subjected to robotic welding in the flat and vertical upward positions using arc electric welding process with solid wire for the root pass (ER 120S-G), and tubular wire for the filler passes and finishing, using flux- cored wire (E101T-1) and Ar + 25% CO2 as shielding gas and self-protected wire (E91T8-G). For this, CTOD specimens with all notched located in HAZ were prepared and submitted to metalographic and microhardness test were also done to observe the resulting microstructure and hardness value in the region of the crack, using optical and scanning microscopy analysis. The microstructural analysis in the ZTA of the specimen for all procedures indicated the presence of Bainite and Acicular Ferrite, except those obtained in flat position using the Flux-Cored Self-Shielded welding process which also presented Primary Ferrite. The results of fracture toughness test indicated that the welding in a flat position presented the most superior CTOD values. The robotic welding procedures in the flat position using Flux-Cored SelfShielded welding process showed the best result in terms of the fatigue pre-crack growth, with profile in the central region of rounded shape, unlike flat shape in the robotic welding procedures in the flat position using Flux-Cored and Ar + 25% CO2 as shielding gas.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-26T15:05:24Z No. of bitstreams: 1 DissGTV.pdf: 1872903 bytes, checksum: 8df6b2f211cfc4236fc723147c24d9bf (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:50:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGTV.pdf: 1872903 bytes, checksum: 8df6b2f211cfc4236fc723147c24d9bf (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:50:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissGTV.pdf: 1872903 bytes, checksum: 8df6b2f211cfc4236fc723147c24d9bf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGTV.pdf: 1872903 bytes, checksum: 8df6b2f211cfc4236fc723147c24d9bf (MD5) Previous issue date: 2015-07-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Due to the current growth in the fossil fuels consumption, there is a great concern about the increase in pollutant emissions. In order to reduce these emissions, research indicates that the decrease in vehicle weight can be one of the solutions to reduce these gas emissions. One possible way to reduce the car weight is the replacement of parts that uses high density metals by Magnesium alloys. The major problem with this replacement is the lack of ductility that this material has at room temperature, being necessary to heat the plates before the conformation. This heating process has a high production costs and it is unfeasible to use in the automotive industry today. In view of this problem, this work aims to study this lack of conformity to room temperature using a microstructure modification technique located in the regions of conformation. The technic used was Friction Stir Processing (FSP) at high speed. This processing is similar to Friction Stir Welding (FSW), but without joining materials. The FSP is just a localized microstructural modification. The analysis performed in this study after processing at 1, 7 and 10 m/min show that the microstructure and mechanical properties undergoes various changes at for every processing speed output different. The results showed that the material after processing improves the ductility at room temperature as grain size decreases. / Com o atual crescimento do consumo de combustíveis fosseis, existe uma grande preocupação com o aumento de emissões de gases poluente. Para redução dessas emissões, pesquisas apontam que a diminuição do peso de veículos pode ser uma das soluções para reduzir as emissões de gases poluentes pelo aumento da eficiência energética. Uma forma possível de diminuir o peso de automóveis é pela substituição de partes que utilizam metais com alta densidade por ligas de Magnésio. O grande problema desta substituição é a falta de dutilidade que este material possui a temperatura ambiente, sendo necessário aquecer as chapas antes da conformação. Atualmente este processo de aquecimento gera um alto custo de produção dificultando sua utilização na indústria automotiva. Tendo em vista este problema, o presente trabalho tem como objetivo entender esta dificuldade na conformação a temperatura ambiente e propor uma solução utilizando uma técnica de modificação microestrutural localizada nas regiões de conformação. Esta técnica é o Processamento por Fricção e Mistura (FSP – Friction Stir Processing) à altas velocidade. Este processamento é semelhante ao de Soldagem por Fricção e Mistura (FSW – Friction Stir Welding), mas sem a formação de uma região de união entre materiais. O FSP é apenas uma modificação microestrutural localizada. As análises realizadas neste estudo após o processamento à 1, 7 e 10m/min apontam que a microestrutura e as propriedades mecânicas sofrem variações diferentes a cada velocidade de processamento. Os resultados mostraram que o material obteve uma melhora na dutilidade à temperatura ambiente devido à diminuição do tamanho de grão.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrea Luciane M Soares.pdf: 1356785 bytes, checksum: 08654c7f08e5db11d8746af3551cd3ed (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work investigates the effect by partial replacement of nanosilica (nS) of Portland cement on the mechanical, physical, chemical and microstructural Portland cement mortar properties. For better understanding of the effects and a more detailed analysis of the results, the 33-1 fractional factorial design to design of experiments was used with three factors, each at three levels: nS content cement replacement (1, 2 and 3wt. %), water/cement ratio (1.1, 1.4 and 1.7 weight) and the aggregate/cement ratio (7.04 factor, 8.53 and 10.05 weight). The processing of the nine mortar mixtures was performed according to standards of the manufacture of such construction materials (composition, mixing, molding, curing and specimen preparation). Mechanical properties were evaluated in the fresh state (flow table) and in the hardened state (compressive strength at 7, 28 and 90 days of curing). In order to correlate the compressive strength with the microstructural characteristics, physic, chemical and microstructural characterization was performed. X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), thermal (TG/DTA) and scanning electron microscopic with energy-dispersive X-ray spectrometry (SEM/EDS) analyses were used on selected samples. The use of fractional factorial design and the response surface methodology was found to be in the design the experimental and statistical analyses. The addition of nS affects the mechanical properties of mortars, both in the fresh, and in the hardened state. Materials with adequate workability for use in construction industry (consistency of 230 ± 10 mm) and high compressive strength after 7 (&#8805; 3 MPa) and 28 days of curing (&#8805; 6 MPa) were obtained with the following composition: 1.5 wt. % nS, 1.3 water/cement ratio and aggregate/cement ratio kept constant of 10.1. The physical-chemical and microstructural characterization showed that nS contributes to improve the packing of the amorphous calcium silicate hydrate (C-S-H) and crystalline phases matrix and aggregate. Moreover, nS participates in the hydration reactions of Portland cement due to its reaction with calcium hydroxide. Thus, a more cohesive matrix and less calcium hydroxide contributes to lower porosity, thus reducing permeability, which contributes for better durability of the mortars containing nS. / Este trabalho investiga o efeito da substituição parcial de cimento Portland por nanosílica (nS) nas propriedades mecânicas, físico-químicas e microestruturais de argamassas de cimento Portland. Para melhor compreensão dos efeitos e uma análise mais detalhada dos resultados, foi usado o planejamento fatorial fracionado 33-1 para projeto dos experimentos. No projeto foram utilizados três fatores, cada qual em três níveis: o teor de nS em substituição ao cimento (1%, 2% e 3% em massa), a proporção de água/cimento (1,1; 1,4 e 1,7 em massa) e o fator agregado/cimento (7,04; 8,53 e 10,05 em massa). O processamento das nove misturas de argamassas foi realizado de acordo com as normas de fabricação desses materiais de construção civil (pesagem, mistura, moldagem, cura e preparação de corpos de prova). Propriedades mecânicas foram avaliadas no estado fresco (índice de consistência) e no estado endurecido (resistência mecânica à compressão em 7, 28 e 90 dias de cura). Com o objetivo de correlacionar a resistência à compressão com as características microestruturais, foi realizada a caracterização físico-química e microestrutural, por meio de análises de raios X (DRX), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análises térmicas (TG) e análise térmica diferencial (ATD) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) em amostras selecionadas. O uso do projeto fatorial fracionado se mostrou eficiente para o planejamento experimental e análises estatísticas juntamente com o uso da metodologia de superfície de resposta. A adição de nS nas argamassas afeta as propriedades mecânicas das argamassas, tanto no estado fresco, como no endurecido. Materiais com trabalhabilidade adequada para uso na construção civil (índice de consistência de 230 ± 10 mm) e elevada resistência à compressão após 7 (&#8805; 3MPa) e 28 dias de cura (&#8805; 6 MPa) foram obtidas com as seguintes composições: 1,5% de nS, 1,3 água/cimento e 10,1 agregado/cimento. A caracterização físico-química e microestrutural mostrou que a nS contribui para melhorar o empacotamento da matriz formada pelo silicato de cálcio hidratado amorfo (C-S-H), fases cristalinas e os agregados. Além disso, a nS participa das reações de hidratação do cimento Portland, por meio do consumo de hidróxido de cálcio. Dessa forma, uma matriz mais coesa e menos hidróxido de cálcio contribui para uma menor porosidade, reduzindo a permeabilidade, que se traduz numa melhor durabilidade das argamassas contendo nS.

Materiais odontológicos inovadores que apresentem propriedades antimicrobianas são altamente desejáveis na cavidade oral. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade antimicrobiana do vanadato de prata nanoestruturado (&beta;-AgVO3) incorporado em duas resinas acrílicas frente a Candida albicans, Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, além de examinar as propriedades mecânicas e o padrão de incorporação do nanomaterial nas resinas. O nanomaterial foi caracterizado por difração de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIV), análise elementar por energia dispersiva (EDS) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades antimicrobianas das resinas acrílicas incorporadas com diferentes porcentagens de &beta;-AgVO3 foram investigadas pelo método de redução do XTT, unidades formadoras de colônias (UFC) e microscopia confocal à laser e o comportamento mecânico por meio de ensaios de dureza e rugosidade superficial, resistência à flexão, à compressão e ao impacto. O padrão de incorporação do &beta;-AgVO3 nas resinas foi analisado por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise elementar por energia dispersiva (EDS). Os dados foram analisados por ANOVA, Tukey e pelo teste Generalized Linear Models (&alpha;=0,05). Para ambas as resinas, em relação ao grupo controle, a incorporação de 5% e 10% de &beta;-AgVO3 reduziram significantemente a atividade metabólica de C. albicans e P. aeruginosa (p<0,05), enquanto que para S. mutans houve redução significante apenas com a incorporação de 10% (p<0,05). Não houve diferença na atividade metabólica pelo método do XTT frente a S. aureus (p> 0,05). Para ambas as resinas, observou-se uma redução significativa no número de UFC/mL de C. albicans para o grupo incorporado com 10% de &beta;-AgVO3 e de S. mutans para os grupos com 2,5%, 5% e 10% do nanomaterial (p<0,05). Para S. aureus e P. aeruginosa, houve redução significante com a incorporação de 5% e 10% (p<0,05). A dureza superficial da resina termopolimerizável permaneceu inalterada pela incorporação do nanomaterial (p>0,05) e da autopolimerizável aumentou com 0,5% (p<0,05). Concentrações maiores que 1% promoveram redução na resistência flexural das resinas (p<0,05) enquanto que a rugosidade superficial permaneceu inalterada (p>0,05). A resistência à compressão da resina autopolimerizável permaneceu inalterada (p>0,05) e da termopolimerizável reduziu com a incorporação de 0,5% e 10% (p<0,05). As concentrações de 5% e 10% promoveram redução significante na resistência ao impacto das resinas, em relação ao controle (p<0,05). A caracterização das resinas quanto a dispersão da carga utilizada mostrou a presença de domínios de &beta;-AgVO3 ao longo da matriz polimérica seguindo um padrão circular. Conclui-se que o método proposto foi capaz de promover atividade antimicrobiana às resinas acrílicas frente aos micro-organismos avaliados, sendo a mesma dependente da concentração do nanomaterial. Porém, alterações na dispersão do &beta;-AgVO3 na matriz dos polímeros são necessárias para não sacrificar as propriedades mecânicas e para potencializar o efeito antimicrobiano / Innovative dental materials that have antimicrobial properties are highly desirable in the oral cavity. The aim of this study was to evaluate the antimicrobial activity of nanostructured silver vanadate (&beta;-AgVO3) incorporated into two acrylic resins against Candida albicans, Streptococcus mutans, Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, while examining the mechanical properties and the pattern of nanomaterial incorporation into resins. The nanomaterial was characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy Fourier transform (FTIR), elemental analysis by energy dispersive (EDS) and scanning electron microscopy (SEM). The antimicrobial properties of acrylic resins incorporated with different percentages of &beta;-AgVO3 were investigated by the reduction of XTT method, colony forming units (CFU) and confocal laser microscopy and the mechanical behavior through hardness, surface roughness, flexural, compression and impact tests. The pattern of incorporation of &beta;-AgVO3 resins was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and elemental analysis by energy dispersive (EDS). Data were analyzed by ANOVA, Tukey test and the Generalized Linear Models (&alpha; = 0.05). For both resins, compared to the control group, the incorporation of 5% and 10% &beta;-AgVO3 caused a significantly reduced in the metabolic activity of C. albicans and P. aeruginosa (p <0.05), while for S. mutans significant reduction was observed only with the incorporation of 10% (p <0.05). There was no difference in metabolic activity by XTT method against S. aureus (p> 0.05). For both resins, there was a significant reduction in the number of CFU / mL for C. albicans incorporated group with 10% &beta;-AgVO3 and S. mutans in groups with 2.5%, 5% and 10% of nanomaterial (p <0.05). For P. aeruginosa and S. aureus, there was a significant decrease with the incorporation of 5% to 10% (p <0.05). The surface hardness of the heat-cured resin was unchanged by the incorporation of the nanomaterial (p <0.05) and increased self-cured with 0.5% (p <0.05). Concentrations above 1% promote the reduction in flexural strength of the resins (p <0.05) while the surface roughness remained unchanged (P> 0.05). The compressive strength of the self-cured resin remained unchanged (P> 0.05) and heat-cured reduced with the incorporation of 0.5% and 10% (p <0.05). Concentrations of 5% and 10% caused a significant reduction in impact strength of resins, compared to control (p <0.05). The characterization of the resins as the dispersion of the filler used showed the presence of &beta;-AgVO3 domains along the polymer matrix following a circular pattern. It was concluded that the proposed method was able to promote antimicrobial activity to acrylic resins against microorganisms evaluated, with the same concentration dependent of the nanomaterial. However, changes in the &beta;-AgVO3 dispersion in the polymer matrix are necessary to do not sacrifice the mechanical properties and to enhance the antimicrobial effect

Nos últimos anos, devido ao elevado preço do níquel, uma nova série de aços inoxidáveis austeníticos com um menor teor de níquel foi criada. A essa nova série foi dado o nome de série 200. Dentre os aços dessa classe, o AISI 201 tem sido utilizado em aplicações onde a elevada resistência à corrosão não é tão necessária. Neste trabalho de Mestrado investigou-se a formação e a reversão da martensita induzida por deformação em um aço inoxidável austenítico AISI 201 laminado a frio em 20, 40 e 60% de redução em espessura. Das chapas laminadas foram retiradas amostras que foram recozidas em várias temperaturas (200-800oC) por 1 hora. Amostras do material laminado em 60% de redução em espessura também foram recozidas por várias temperaturas (200-800oC) e por vários tempos (5-180min). Com isso, avaliou-se a evolução microestrutural do material durante a laminação frio e durante o recozimento por meio de medidas de microdureza Vickers, microscopias óptica, eletrônica de varredura e eletrônica de transmissão, difração de elétrons retroespalhados, difração de raios X e medidas de magnetização. Além disso, foram realizados cálculos termodinâmicos para a previsão da formação de fases nesse material. Constatou-se que o material de partida não era completamente austenítico, possuindo uma pequena fração de ferrita ? residual em sua microestrutura. Com relação às medidas de magnetização, observou-se que a fração de fase ferromagnética (martensita) aumenta com o aumento da deformação, aumentando a magnetização de saturação (Ms) do material. Para pequenas deformações (20% de redução em espessura) houve a ocorrência de um pico no valor de campo coercivo do material (Hc). Com o aumento da deformação (40 e 60%) os valores de Hc diminuíram. Com relação à reversão da martensita induzida por deformação durante os recozimentos, observou-se que ela ocorre na faixa de temperatura de 500-700oC para o material laminado em 60% de redução em espessura. O comportamento do material nesse estudo corrobora o que tem sido reportado na literatura para os aços da série 300. Entretanto, pouco tem sido publicado com relação às propriedades magnéticas do aço inoxidável austenítico AISI 201, principalmente com relação ao campo coercivo. Neste trabalho também foram realizadas medidas de magnetização durante o recozimento das amostras (condição in situ). Os parâmetros obtidos desses experimentos in situ foram comparados com aqueles obtidos para as amostras recozidas isotermicamente. / In the last years, since nickel price increased, another series of austenitic stainless steel with less amount of nickel has emerged: the series 200. The AISI 201 stainless steel has been used where intermediated corrosion resistance is needed. In this work, the formation of strain-induced martensite and its reversion in an AISI 201 austenitic stainless steel were studied. The material was characterized in terms of microstructure and then cold rolled up to 20, 40 and 60% of thickness reduction. For all degree of reduction, samples were annealed at several temperatures (200-800oC) for 1 hour. Additional samples taken from the 60% cold-rolled material were also annealed at several temperatures (200-800oC) for several times (5-180minutes). The microstructural evolution during cold rolling and annealing was evaluated using microhardness Vikers testing, light optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, electron backscatter diffraction, X-Ray diffraction and magnetization measurements. Phase predictions were also performed using software Thermo-calc©. It was observed that the as-received material was not fully austenitic. It has a small fraction of ?-ferrite within its matrix. The amount of ferromagnetic phase (martensite) increases with increasing deformation. For small deformation (20%), there is a peak in the coercive field of the material (Hc). As deformation increases, Hc values decrease. It was also observed that the martensite reversion takes place at 500-700oC. The behavior of the material is in accordance with what has been reported in the literature for the 300 series. However, only few works have been reported concerning AISI 201 stainless steel and its magnetic properties. In this work, magnetic measurements were also carried out during annealing (in situ condition). The obtained parameters from the in situ magnetic measurements were compared to those ones obtained from the isothermally annealed samples.

[pt] O minério de ferro é encontrado na natureza como agregado de minerais, dentre os principais minerais presentes em sua composição estão: hematita, magnetita, goethita e quartzo. Dada a importância do minério de ferro para a indústria, há um crescente interesse por sua caracterização com o objetivo de avaliar a qualidade do material. Com o avanço de pesquisas na área de análise de imagens e microscopia, rotinas de caracterização foram desenvolvidas utilizando ferramentas de Microscopia Digital e Processamento e Análise Digital de Imagens capazes de automatizar grande parte do processo. Porém esbarrava-se em algumas dificuldades, como por exemplo identificar e classificar as diferentes texturas das partículas de hematita, as diferentes formas de seus cristais ou discriminar quartzo e resina em imagens de microscopia ótica de luz refletida. Desta forma, a partir da necessidade de se construir sistemas capazes de aprender e se adaptar a possíveis variações das imagens deste material, surgiu a possibilidade de estudar a utilização de ferramentas de Deep Learning para esta função. Este trabalho propõe o desenvolvimento de uma nova metodologia de caracterização mineral baseada em Deep Learning utilizando o algoritmo Mask R-CNN. Através do qual é possível realizar segmentação de instâncias, ou seja, desenvolver sistemas capazes de identificar, classificar e segmentar objetos nas imagens. Neste trabalho, foram desenvolvidos dois modelos: Modelo 1 que realiza segmentação de instâncias para as classes compacta, porosa, martita e goethita em imagens obtidas em Campo Claro e o Modelo 2 que utiliza imagens adquiridas em Luz Polarizada Circularmente para segmentar as classes monocristalina, policristalina e martita. Para o Modelo 1 foi obtido F1-score em torno de 80 por cento e para o Modelo 2 em torno de 90 por cento. A partir da segmentação das classes foi possível extrair atributos importantes de cada partícula, como distribuição de quantidade, medidas de forma, tamanho e fração de área. Os resultados obtidos foram muito promissores e indicam que a metodologia desenvolvida pode ser viável para tal caracterização. / [en] Iron ore is found in nature as an aggregate of minerals. Among the main minerals in its composition are hematite, magnetite, goethite, and quartz. Given the importance of iron ore for the industry, there is a growing interest in its characterization to assess the material s quality. With the advancement of image analysis and microscopy research, characterization routines were developed using Digital Microscopy and Digital Image Processing and Analysis tools capable of automating a large part of the process. However, it encountered some difficulties, such as identifying and classifying the different textures of hematite particles, the different shapes of its crystals, or discriminating between quartz and resin in optical microscopy images of reflected light. Therefore, from the need to build systems capable of learning and adapting to possible variations of the images of this material, the possibility of studying the use of Deep Learning tools for this function arose. This work proposes developing a new mineral characterization methodology based on Deep Learning using the Mask R-CNN algorithm. Through this, it is possible to perform instance segmentation, that is, to develop systems capable of identifying, classifying, and segmenting objects in images. In this work, two models were developed: Model 1 performs segmentation of instances for the compact, porous, martite, and goethite classes in images obtained in Bright Field, and Model 2 uses images acquired in Circularly Polarized Light to segment the classes monocrystalline, polycrystalline and martite. For Model 1, F1-score was obtained around 80 percent, and for Model 2, around 90 percent. From the class segmentation, it was possible to extract important attributes of each particle, such as quantity distribution, shape measurements, size, and area fraction. The obtained results were very promising and indicated that the developed methodology could be viable for such characterization.

More complex and bigger structures have increased the applicability of low alloy high strength steels due to weight and cost reductions in these projects. One of the requirements for the use of these materials is the preservation of performance after welding. Meanwhile, the norms on which the Welding Procedures Specifications (WPS) are based have not yet considered the development of modern steel and its new production process, resulting in unnecessary welding costs that diminish the profits of the application of this type of steel. This thesis aimed to develop and evaluate an experimental methodology to guide the creation and control of welding procedures for structural steel through a microstructural atlas of the heat affected zone (HAZ) in a thermomechanical control process (TMCP), 65 ksi steel (ASTM A572 Grade 65). This steel was used in the project of an industrial building for CBMM in Araxá, Minas Gerais, Brazil. It is proposed that through a microstructural atlas of a given steel, it is possible to determine the range of cooling rates that the steel may suffer during welding without affecting mechanical properties and without risking cold cracks. When comparing the microstructure of steel welds performed in field conditions, it is possible to determine the heat input range for a given process in the preparation of a WPS. The selected case study is from a high strength low alloy class 65 ksi steel (ASTM A572 Grade 65) that was used in the structure of an industrial building. The steel was produced using TMCP. The atlas was created via the construction of a continuous cooling transformation diagram using physical simulation (dilatometer and Gleeble) of the coarse grain HAZ (GCHAZ). The characterization of the simulated region was performed by metallography and mechanical tests. The microstructure of real welds made by a qualified WPS were compared to the atlas in order to certify the correct use of parameters and to validate the method. The methodology was also qualified and the potential economic benefits were quantified (based only on the reduction of consumables used and the increased availability of the welding process machine) for the selected industrial project. The mapped microstructures varied from martensite (at high cooling rates) to pearlite/ferrite with large grain size (at low cooling rates). There was remarkable prevalence of bainitic microstructure in a wide range of cooling rates, consistent with the chemical composition of the steel studied. Comparisons with real weld microstructures showed the atlas is compatible with them, and that it can more accurately describe the effective thermal cycle xi that occurs in the coarse grain region of the HAZ (other regions were not included). The application of this methodology in the development of new WPS would allow greater flexibility in the welding procedures, including welding without preheating. In this respect alone, it was possible to forecast savings of approximately R$200,000.00, 1,000 hours of processing and 172 tonnes of carbon equivalent emissions. / Estruturas cada vez mais complexas e de maiores dimensões vêm aumentando a aplicabilidade de aços de baixa liga e alta resistência, devido à redução de peso e custo dessas estruturas. Um dos requisitos para o uso desses materiais é a manutenção do desempenho após soldagem. Entretanto, as normas em que se baseiam as Especificações de Procedimentos de Soldagem (EPS) ainda não consideram aços mais modernos em termos de rota de fabricação, o que pode fazer com que custos desnecessários de soldagem minimizem os ganhos da aplicação desses aços. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e avaliação de uma metodologia para, experimentalmente, orientar a elaboração e o controle da aplicação de procedimentos de soldagem para aços estruturais, através de atlas microestrutural de regiões da zona afetada pelo calor (ZAC). Propõe-se que, através de um atlas microestrutural de um dado aço, seja possível determinar a faixa otimizada de energia de soldagem para um dado processo na elaboração e aplicação da EPS e, consequentemente, as velocidades de resfriamento que o aço possa sofrer durante a soldagem, sem perder as propriedades mecânicas e sem colocálo em risco quanto a trincas a frio. Tomou-se como estudo de caso o aço produzido por laminação controlada de classe de resistência de 65 ksi (ASTM A572 Grau 65), utilizado em um projeto de um prédio industrial na empresa CBMM. Trata-se de um aço fabricado pelo processo TMCP com resfriamento acelerado. A elaboração do Atlas se deu através da construção de um diagrama CCT, por simulação física (dilatômetro e Gleeble), da região de grãos grosseiros da zona afetada pelo calor (ZAC GG). Foram feitas caracterizações metalográficas e mecânicas das regiões simuladas. Microestruturas de soldas realizadas com EPS qualificadas foram comparadas com as do Atlas para se certificar da adequabilidade dos parâmetros utilizados e validação da abordagem. Foram realizadas ainda a qualificação e quantificação de potenciais benefícios econômicos no citado projeto industrial, obtidos pelo uso desta metodologia. As microestruturas apresentadas no mapa variavam de martensíta, para altas taxas de resfriamento, até perlita/ferrita de tamanho de grão elevado, para baixas taxas de resfriamento. Observou-se notável predominância da microestrutura bainítica em uma larga faixa de taxas de resfriamento, compatível com as propriedades e composição do aço estudado (alta soldabilidade). As comparações com as microestruturas de soldas reais mostraram que o Atlas pode descrever de forma precisa o ciclo térmico efetivamente imposto ix na ZAC GG. Concluiu-se que a aplicação desta metodologia na elaboração de novas EPS permitiria uma maior flexibilidade nos procedimentos de soldagem, admitindo inclusive soldagem sem pré-aquecimento. Em relação a não necessidade de pré-aquecimento, podese prever uma economia significante de custos e redução de emissão de gases que provocam efeito estufa. / Mestre em Engenharia Mecânica