Os carbetos de tungstênio com matriz de cobalto são uns dos mais antigos produtos comerciais da metalurgia do pó. Estes compósitos são usados para diferentes aplicações dentre as quais se destacam a fabricação de componentes de corte e abrasivos. Tais materiais são constituídos por partículas de carbeto de tungstênio e cobalto metálico ligados pela sinterização via fase líquida e podem ser produzidos por reações químicas convencionais. As técnicas de moagem de alta energia são amplamente utilizadas para a síntese de compostos cerâmicos. O presente trabalho visou a realização de estudos de moagem de alta energia e de sinterização de misturas de pós de carbeto de tungstênio dopados com cobalto e boro. A etapa de moagem das misturas de pós elementares de W-50C (%-at.) foi realizada em um moinho de bolas planetário Fritsch P-5 utilizando esferas (10 mm de diâmetro) e vaso de WC-Co, velocidade de 200 rpm e uma relação de massas esferas-pós de 10:1. O tempo de moagem foi variado: 20, 60, 180 e 600 min. Na sequência, os pós de Co e de B foram misturados com os pós moídos de W-50C (%-at) e processados em um moinho Spex por 5 min. Seguindo, os materiais foram sinterizados em atmosfera controlada à 1450oC para a obtenção de corpos cilíndricos com altura de 1-3 mm e diâmetro de 10 mm. Os pós-moídos e os produtos sinterizados foram avaliados com o auxílio das técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria por dispersão de energia (EDS) e ensaios mecânicos (compressão diametral e dureza Vickers). Picos de carbono desapareceram após 180 min de moagem, enquanto que o pico principal do tungstênio foi deslocado para a direção de menores ângulos de difração em pós de W-50C moídos por 600 min. Ainda, os picos de tungstênio foram alargados e tiveram suas intensidades reduzidas em misturas de pós de W-50C moídos por 600 min, sugerindo que os átomos de carbono ficaram dissolvidos na estrutura cristalina do tungstênio para formar soluções sólidas supersaturadas. Amostras densas (> 96% da massa específica teórica) com microestruturas formadas pela fase WC como matriz além de precipitados ricos em boro e de W2C foram obtidos após spark plasma sintering das misturas de pós contendo adição de boro. As amostras sinterizadas apresentaram valores de dureza Vickers entre 1841 HV e 2191 HV, as quais foram mais pronunciadas para as cerâmicas mais ricas em boro. Similarmente à cerâmica convencional de WC-6Co, nenhum efeito foi encontrado sobre a adição de boro no módulo elástico das cerâmicas avaliadas, as quais ficaram próximas de 500 GPa. Ao contrário, a resistência compressiva das cerâmicas de WC-6Co contendo adição de boro ficou inferior a 500 MPa. / Tungsten carbides in cobalt matrix are one of the earliest commercial products of powder metallurgy. These composites are used for different applications among which are highlighted the manufacture of cutting components and abrasives. These composites consist of tungsten carbide and metallic cobalt particles bound by sintering through the liquid phase and they can be produced by conventional chemical reactions. Mechanical alloying techniques are widely used for the synthesis of ceramic compounds. The present work aims to perform studies of mechanical alloying and sintering of powder mixtures of tungsten carbide doped with cobalt (6 wt.-%) and boron (0.2 and 0.5 at.%). Ball milling of W-50C (at.-%) elemental powder mixtures was performed in a planetary Fritsch P-5 ball mill using WC-Co balls (10 mm diameter) and vial (500 mL), rotary speed of 200 rpm, and a ball-to-powder weight ratio of 10:1. The milling time was varied: 20, 60, 180 and 600 minutes. Following, the powders of Co and B were mixed for 5 min in a Spex mill together the previous mechanically alloyed W-50C (at.-%) powders. Afterwards, the as-milled powders were consolidated by spark plasma sintering (SPS) at 1450°C under controlled atmosphere to obtain cylindrical bodies with height of 1-3 mm and 10 mm diameter. The as-milled powders and sintered products were evaluated using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS), and mechanical tests (diametrical compression and Vickers hardness). Peaks of carbon disappeared after milling for 180 min whereas the major W peak was shifted toward the lower diffraction angles in W-50C powders milled for 600 min. In addition, the peaks of W were broadened and their intensities reduced after milling for 600 min, suggesting that the carbon atoms were dissolved into the W lattice in order to form supersaturated solid solutions. SPS process of mechanically alloyed W-50C powders containing Co and B produced dense samples (> 96% of theorical specific mass) which presented microstructures formed by the WC phase as matrix beside the B-rich and W2C precipitates. SPS samples presented Vickers hardness values between 1841 HV and 2191 HV which were more pronounced for B-richer ceramics. For the evaluated ceramics, no effect of boron addition on the elastic module was found, which were close to 500 GPa. On the other hand, the compressive strenght of W-50C ceramics containing Co and B addition were lower than 500 MPa. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Ligas de Ti-Si-B contendo a fase Ti6Si2B apresentam potencial para aplicações estruturais em altas temperaturas devidas suas propriedades físicas e químicas tais como baixos coeficientes de expansão térmica e resistência à oxidação. O presente trabalho de pesquisa tem objetivo de investigar o efeito da adição de cobalto ou zinco (variando-se a quantidade de cada elemento em 2%-at. e 6%-at.) na estabilidade do composto Ti6Si2B em ligas de (66,7-x)Ti-xCo-22,2Si-11,1B e (66,7-x)Ti-xZn-22,2Si-11,1B (%-at) produzidas por moagem de alta energia e subsequente sinterização a plasma. Os pós das ligas foram produzidos em um moinho de bolas planetário Fritsch P-5 usando vaso (225 mL) e esferas (10 mm de diâmetro) de WC-6Co, com velocidade de 300 rpm e relação de massas esferas-pós de 10:1. As amostras foram coletadas após diferentes tempos de moagem: 20, 60, 180, 300 min. Dessa forma, pastilhas cilíndricas com 10 mm de diâmetro foram consolidadas por sinterização a plasma (1100oC, 12 min, 20 MPa), sob atmosfera controlada. Amostras dos pós-moídos e das amostras sinterizadas de Ti-Co-Si-B e Ti-Zn-Si-B foram caracterizadas com o auxílio de técnicas de difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria por energia dispersiva (EDS). O aumento do tempo de moagem contribuiu para a homogeneização química e microestrutural das misturas de pós de Ti-xCo-22Si-11B e Ti-xZn-22Si-11B (x = 2 e 6 %-at.), o que foi acompanhado da formação de soluções sólidas de titânio supersaturadas. A quantidade de Ti6Si2B foi reduzida nas microestruturas das ligas Ti-Co-Si-B e Ti-Zn-Si-B sinterizadas a plasma com o aumento da quantidade do cobalto e do zinco na composição nominal dessas ligas, o que limita a utilização desses elementos para o desenvolvimento de ligas Ti-Si-B multicomponentes para aplicações estruturais. Além das fases TiB e Ti5Si3, outras fases desconhecidas e ricas em cobalto e zinco foram também encontradas nas microestruturas das ligas Ti-Co-Si-B e Ti-Zn-Si-B sinterizadas, respectivamente. Apesar dos parâmetros adotados para a sinterização a plasma, 1100oC/12 min/20MPa, foram produzidas ligas densas de Ti-xCo-22Si-11B e Ti-xZn-22Si-11B (x = 2 e 6 %-at.). Nessa etapa, os tempos prolongados de moagem contribuíram para facilitar a ocorrência dos mecanismos de difusão atômica necessários para a obtenção de microestruturas de equilíbrio. / Ti-Si-B alloys containing Ti6Si2B present potential for high-temperature structural applications due to their physical and chemical properties such as low thermal expansion coefficients and good oxidation resistance. The present work aims to investigate on effect of cobalt or zinc addition (varying its amount in 2 at.-% and 6 at.-%) on the stability of the Ti6Si2B compound in (66,7-x)Ti-xCo-22,2Si-11,1B and (66,7-x)Ti-xZn-22,2Si-11,1B alloys (at.-%) produced by high-energy ball milling and subsequent spark plasma sintering (1100oC, 12 min, 20 MPa). Alloy powders were produced in a planetary Fritsch P-5 ball mill using WC-6Co vial (225 mL) and balls (10 mm de diameter), rotary speed of 300 rpm and a ball-to-powder weight ratio of 10:1. Samples were collected after different milling times: 20, 60, 180, 300 min. Cylinder bodies with 10 mm diameter were consolidated by spark plasma sintering under controlled atmosphere. As-milled powders and sintered samples of Ti-Co-Si-B and Ti-Zn-Si-B were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy spectrometry (EDS) techniques. The increased milling time has contributed to enhance the chemical and microstructural homogeneities of the Ti-xCo-22Si-11B and Ti-xZn-22Si-11B (x = 2 and 6 at.-%) powder mixtures, which it was accomplished by formation of supersaturated Ti solid solutions. A amount of Ti6Si2B was reduced in microstructures of the sintered Ti-Co-Si-B and Ti-Zn-Si-B alloys increasing the cobalt or zinc amounts in nominal composition of these alloys, limiting these elements in multicomponent alloys based on Ti+Ti6Si2B system for development structural materials. Belong the TiB and Ti5Si3 phases other cobalt-rich or zinc-rich unknown phases were also found in microstructures of the spark plasma sintered Ti-Co-Si-B and Ti-Zn-Si-B alloys, respectively. Despite the adopted parameters, 1100oC/12 min/20MPa, the spark plasma sintering produced the dense Ti-xCo-22Si-11B and Ti-xZn-22Si-11B (x = 2 and 6 at.-%) alloys. In this step, the longer milling times have contributed for occurrence of atomic diffusion mechanisms needed to obtain the equilibrium microstructure.

Diante de aspectos climáticos relacionados com o aquecimento global, o uso de substâncias para captura de CO2 e de geração de hidrogênio pode contribuir para reduzir a emissão de poluentes e a geração de energia alternativa e limpa. Nesse sentido, o uso de materiais passíveis de serem reduzidos e, em etapa subsequente, serem oxidados, oferecem uma oportunidade para uso em sistemas de geração de energia em reatores do tipo “chemical looping combustion-CLC (geração de CO2 e água)” e “chemical looping reforming-CLR (geração de CO e H2)”. Normalmente, o uso de nanopartículas cerâmicas é requerido para garantir elevada área superficial, as quais são preparadas por técnicas convencionais que envolvem etapas de solubilização e precipitação. A moagem de alta energia tem sido utilizada para a preparação de diferentes materiais cerâmicos com valores superiores de tenacidade à fratura. Dessa forma, o presente trabalho objetivou a avaliação de propriedades físico-químicas de cerâmicas de Al2O3+Ta2O5 (relação molar de 50:50 e 95:5) preparadas por moagem de alta energia e subsequente sinterização. O processo de moagem foi realizado em um moinho de bolas planetário Fritsch P-5 usando vasos (225 mL) e esferas (10 mm de diâmetro) de nitreto de silício, velocidade de 300 rpm e uma relação de massas esferas pós de 10:1. Para verificar o efeito do processo de moagem nas possíveis transformações de fases, misturas de pós Al2O3+Ta2O5 foram processadas por diferentes tempos: 0, 120, 300 e 600 minutos. Na sequência, os pós-moídos foram compactados em forma de pastilhas cilíndricas mediante carregamento uniaxial (187 MPa), as quais foram aquecidas (900-1200°C) ao ar durante 4 horas. Amostras dos pós-moídos e das amostras sinterizadas foram caracterizadas com o auxílio de técnicas de difração de raios X, análise BET, picnometria a He e análises térmicas (DSC/TG). Para avaliar a seletividade de reações e o potencial de uso em sistema CLC ou CLR, as cerâmicas preparadas foram colocadas em reatores para avaliação das suas características de redução e de oxidação. Os resultados indicaram que o processamento de pós de Al2O3+Ta2O5 por moagem de alta energia e subsequente sinterização contribuiu para a formação do composto AlTaO4 e compósitos de Al2O3+AlTaO4 a partir de misturas de pós de composições 50%molAl2O3+50%molTa2O5 e 95%molAl2O3+5%molTa2O5, respectivamente. Contudo, foram obtidos pós com baixos valores de área superficial, as quais foram ainda mais reduzidas após a sinterização dos pós compactados. Os materiais analisados (amostras sinterizadas) não apresentaram tendência de oxidação e redução quando exposto em atmosferas redutora e oxidante, respectivamente, devida as baixas áreas superficiais e/ou estabilidade química do composto AlTaO4. / Due to the global warming effects on weather, the use of substances to capture CO2 and hydrogen generation technologies may contribute to the reduction and emission of pollutants and, consequently, renewal generation of clean and alternative energy. In this regard, the use of materials, which can be reduced and, in a subsequent stage, be oxidized, provide an opportunity to use it as power generation reactors of "chemical looping combustion-CLC (CO2 and water generation)" and "chemical looping reforming-CLR (generation of CO and H2). Typically the use of ceramic nanoparticles is required to ensure a high surface area. This ceramic is prepared by conventional techniques of solution and precipitation. The high energy milling has been used for the preparation of different ceramic materials with higher value of fracture toughness. Thus, the present work aims at evaluating physicochemical properties of ceramics of Al2O3 + Ta2O5 (molar ratio of 50:50 and 95:5) prepared by high energy milling and subsequent sintering. The milling process was conducted in Fritsch P-5 planetary ball mill using vessels (225 mL) and balls (10 mm diameter) of silicon nitride, speed at 300 rpm and a mass ratio 10:1. To verify the effect of milling on possible phase transformations, powders mixtures Al2O3 + Ta2O5 were processed at different times: 0, 120, 300 and 600 minutes. As a result, powders were compressed in form of cylinders by axial loading (187 MPa), which were heated in air at 900-1200°C during 4 hours. As-milled powder and sintered samples were characterized by using x-ray diffraction techniques, BET analysis, Helium pycnometry and thermal analyses (DSC/TG). To evaluate selectivity of multiple reactions and the potential to use in CLC system or CLR, the prepared ceramics were rendered in reactors to evaluate their characteristics of reduction and oxidation. Results indicates that high-energy ball milling and subsequent sintering have contributed to form the AlTaO4 compound and Al2O3+AlTaO4 composite from the 50mol%Al2O3+50mol%Ta2O5 and 95mol%Al2O3+5mol%Ta2O5, respectively. However, the as-milled powder presents low surface area, which has even been more reduced after sintering the compacted samples. Evaluated materials (sintered samples) present no tendency of oxidation and reduction when exposed in reducing and oxidizing atmosphere, accordingly, due to their low surface areas and/or high chemical stability of AlTaO4. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Diante de aspectos econômicos e ambientais que relacionam o aquecimento global e o uso contínuo de matrizes energéticas contaminantes, torna-se necessário o desenvolvimento de tecnologias que contribuam para a redução de emissão de poluentes e geração de energia sustentável. Neste contexto, o processo CLC (Combustão com Recirculação Química) é sugerido como uma alternativa para captura de CO2 que permiti a geração de energia sustentável. As questões-chave sobre o uso desta técnica estão na eficiência e custo do carregador de oxigênio, que é um sólido constituído geralmente por óxido metálico, e dependendo da composição e microestrutura, o uso de óxidos bimetálicos em uma estrutura porosa podem ser atraentes para o processo CLC/CLR. O presente trabalho visou entender sobre o efeito da composição química, da moagem de alta energia e da temperatura de tratamento térmico na microestrutura e propriedades físicas de misturas de pós de α-Al2O3, Nb2O5 e Ta2O5 (relação molar de 50:45:5, 50:5:45, 50:50:0 e 95:5:0). Utilizou-se dois tipos de moinho: um moinho planetário Fritsch P-7 (vaso e esferas de ZrO2) e um moinho SPEX 8000M (vaso de WC-Co, usando esferas de aço endurecido e de alumina). Em seguida, os corpos a verde com 10 mm de diâmetro foram preparados por prensagem uniaxial a partir dos pós moídos, as quais foram aquecidas a 600, 800 e 1000°C ao ar. Visando obter características desejadas para transportadores de oxigênio, foram adicionados polietileno de alta densidade (PEAD) ou grafite em quantidades variadas nos corpos a verde. Os materiais produzidos foram caracterizados com auxílio de técnicas de difratometria de raios X (DRX), análises térmicas (DSC/TG), microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectrometria por energia dispersiva (EDS), volumetria (BET), picnometria a He e análise elementar por fluorescência de raios X (FRX). Os resultados mostraram que o aumento do tempo de moagem proporcionou uma redução da intensidade dos picos de DRX das fases α-Al2O3, Nb2O5 e Ta2O5, não havendo formação da fase AlNbO4 ou AlNb(Ta)O4 nos pós moídos de Al2O3+Nb2O5 e Al2O3+Nb2O5+Ta2O5, respectivamente. No entanto, tais fases foram formadas em pós aquecidos à 800 e 1000°C. Análises mostraram que o acréscimo de PEAD resultou na formação de poros superficiais e internos nas pastilhas, o que não foi notado em amostras contendo adição de grafite. Pastilhas de 95Al2O3-5Nb2O5 apresentam maior área superficial, devido apresentarem maior quantidade de α-Al2O3 na mistura de pós de partida. Em pós moídos com esferas de aço, a etapa de lixiviação ácida contribuiu para remoção de 98,4% do ferro da amostra com maior teor de Al2O3. / Given the economic and environmental measures that relate global warming and the continuous use of contaminating energy matrices, it is necessary to develop technologies that contribute to a reduction of pollutant emissions and sustainable energy generation. In this context, the CLC process (Chemical-Looping Combustion) is suggested as one alternative to CO2 capture that allows the generation of sustainable energy. The key issues on the viability of this technique are in the efficiency and cost of oxygen charger, which is a solid generally composed by metal oxide, and depending on the composition and microstructure, the use of bimetal oxides in a porous structure can be potentially attractive for CLC and CLR processes. The present work aimed to understand the effect of chemical composition, high-energy ball milling and heat-treatment temperature on the microstructure and physical properties of the α-Al2O3, Nb2O5 e Ta2O5 powder mixtures. Two kind of ball mills were utilized adopting: a planetary Fritsch P-7 mill (vial and balls of ZrO2) and a SPEX 8000M mill (vial of WC-Co, using hardened steel and alumina balls). Following, green bodies with 10 mm diameter were prepared by axial pressing from the milled powders, which were heated in air at 600, 800 and 1000°C. Aiming to obtain desired characteristics for oxygen carriers, were added high-density polyethylene (HDPE) or graphite in different amounts on the bodies green. The produced materials were characterized by means of X-ray diffraction (XRD), thermal analyses (DSC/TG), optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectrometry (EDS), volumetric (BET), He pycnometry and wavelength dispersive X-ray fluorescence (XRF). The results showed that the increase in the milling time provided reduction on intensity in the XRD peaks of the α-Al2O3, Nb2O5 and Ta2O5 phases, there is no formation of AlNbO4 or AlNb(Ta)O4 during milling of Al2O3+Nb2O5 e Al2O3+Nb2O5+Ta2O5 powders, respectively. However, these phases were formed in powders heated at 800 and 1000°C. Analysis showed that the HDPE addition has resulted in the formation of surface and internal pores into the cylinders, which no notice in samples containing graphite addition was achieved. The 95Al2O3-5Nb2O5 cylinders presented higher surface area due to higher alpha alumina amount in starting powders. For ceramic powders processed with steel balls, the acid lixiviation step has contributed for an iron removal of 98.4% from the sample with highest Al2O3 content. / Programa Institucional de Bolsas de Pós-Graduação - PIB-PÓS

Durante o período de operação de um empreendimento mineiro, oportunidades de aumento de capacidade produtiva podem gerar ganhos significativos para uma empresa. Para os casos em que se viabiliza maior capacidade de produção da mina deve-se avaliar a capacidade de processamento da usina de beneficiamento, que assim inclui melhorias de desempenho ou expansão mediante adição de equipamentos. Este trabalho contempla a descrição das etapas de amostragem, caracterização do minério, a modelagem do circuito existente e a simulação para aumento da capacidade do circuito de moagem da usina da Mineração Serra Grande da AngloGold Ashanti, situada no município de Crixás no interior de Goiás. Os cenários simulados foram (1) adição de um terceiro moinho de bolas em série aos moinhos existentes, (2) adição de um terceiro moinho de bolas em paralelo ao circuito existente, (3) adição de um moinho vertical para processamento do produto dos dois moinhos de bolas existentes e (4) adição de uma prensa de rolos após o circuito de britagem. O propósito das quatro simulações foi avaliar a viabilidade técnica dos circuitos selecionados mediante modelagem matemática e simulação de processos, assim como dimensionar os novos equipamentos para tal fim. / During operation of the mining cycle, increases the throughput would generate significant capital savings for a company. For cases that enables higher mine production capacity, it must be evaluated plant capacity and also performance improvements or expansion by adding new equipment. This study includes the description of the sampling methodology, the minerals analysis, modeling of the existing circuit and simulation for a possible expansion, specifically for the grinding circuit at Mineração Serra Grande plant of AngloGold Ashanti group, located in Crixás, Goiás. the studied scenarios were: (1) adding a third ball mill in series with existing two ball mills, (2) adding a third ball mill in parallel with existing mills, (3) adding a vertical mill in series with existing mills and (4) adding high pressure grinding rolls to existing mills. The four simulations intend assess the technical feasibility of the circuits selected by mathematical modeling and simulation of processes and design new equipment for this purpose.

Concepção, desenvolvimento de projeto e fabricação de um mini-moinho vibratório para cerâmica avançada. Diversas áreas de engenharia são hoje dependentes de componentes de cerâmica avançada. A conformação da cerâmica, baseada na compactação de pós, seguida de sinterização, tem encontrado diversas aplicações em processos de manufatura dos produtos cerâmicos avançados. Tamanhos de partículas pequenas (abaixo de 1 \'mü\'m) e controle da distribuição granulométrica são desejáveis, porque aumentam a reatividade das partículas cerâmicas. O presente projeto busca pela concepção de um moinho que processe pequena quantidade de material em múltipla moagem no atendimento das necessidades de ambientes de trabalho de desenvolvimento e fabricação de peças especiais tais como os laboratórios e indústrias de pequeno porte. Normalmente os moinhos encontrados no mercado são para escalas maiores e moagem simples. Dessa forma, baseado em técnicas de metodologia de projeto, principalmente na busca de soluções para a concepção e desenvolvimento, tanto do sistema \"moinho vibratório\", quanto dos jarros, procurou-se desenvolver um procedimento para um projeto adaptativo de moinho vibratório. Foi projetado e construído um moinho para moagem simultânea de seis jarros com volume útil de moagem de 20 a 300 mL em cada jarro. Foram realizadas moagens de alumina de tamanho médio inicial de 5,2 \'mü\'m as quais foram analisadas em sedígrafo. Foram obtidos pós com 0,7 \'mü\'m de diâmetro médio equivalente e pós com 18% abaixo de 0,2 \'mü\'m. / Conception, project development and manufacture of a vibratory mini-mill for advanced ceramics. Diverse areas of engineering today are dependent on advanced ceramic components. The ceramic conformation, based on powder compaction, and followed by sintering, has been found to have many different applications in manufacturing process in advanced ceramic products. Small size particles (below 1 \'mü\'m) and the control of particle size distribution are desirable, as they increase the reactivity of ceramic particles. The present project involves a search for the conception of a mill that process small amounts of material in multiple milling to meet the requirements of research laboratories and small industries. Normally the mills available on the market are for larger scale and simple, milling. Therefore based on techniques of project methodology, mainly in brainstorming for conception and development, not only on the \"vibratory mill system\" but also on the jars, it was developed a procedure for an adaptable project for a vibratory mill. A mill for the simultaneous milling of six jars with milling volume from 20 to 300 mL on each jar was projected and built. Alumina with medium particle size of 5.2 \'mü\'m, were milled using the \"vibratory mill system\" and analyzed by sedigraph. After milling the particles had an average diameter of 0.7 \'mü\'m with 18% of the particles below 0.2 \'mü\'m.

Biomateriais para uso em implantes devem exibir propriedades como biocompatibilidade, biofuncionalidade e resistência à corrosão. O uso do titânio e suas ligas em aplicações biomédicas vem continuamente aumentando devido à sua maior taxa resistência-peso, superior biocompatibilidade e resistência à corrosão, boas propriedades mecânicas e baixo módulo de elasticidade quando comparado a outros materiais biomateriais metálicos como aço inox e ligas Co-Cr. Um importante aspecto para o sucesso de um implante é a utilização de materiais com módulo de elasticidade baixo, próximo ao do osso, pois estudos indicam que a transferência insuficiente de carga entre implante e osso pode resultar em reabsorção óssea e afrouxamento do implante, que é chamado efeito de blindagem de tensão (stress shielding effect). A liga ternária Ti13Nb13Zr apresenta em sua composição somente elementos considerados biocompatíveis, possui menor módulo de elasticidade que ligas Co-Cr, aço inox e Ti6Al4V, e superior resistência à corrosão. Neste trabalho foi estudado o efeito do teor de nióbio e zircônio nas propriedades mecânicas da liga ternária TiNbZr numa faixa de composições com quantidade de titânio constante em 74 %peso e teor de Nb e Zr variando entre 6 e 20 %peso, produzida por metalurgia do pó a partir de pós hidrogenados e método de mistura elementar, após diferentes condições de processamento e tratamentos térmicos. Os resultados de caracterização microestrutural obtidos por MEV e difração de raios X mostraram que o aumento do teor de Nb não produziu alterações significativas na fração volumétrica das fases e e, o aumento do teor de Zr proporcionou o aumento da fração de fase , favorecendo a formação da estrutura de Widmanstätten. O aumento dos teores de Nb e Zr produziram alterações nas microestruturas dos materiais que levaram ao aumento dos valores de módulo de elasticidade e dureza, e com aumento do teor de Zr houve aumento da susceptibilidade à corrosão. Nas condições de processamento utilizadas, a liga Ti13Nb13Zr apresentou as propriedades mecânicas e microestruturais mais indicadas para utilização como biomateriais. / Biomaterials for use in implants must be biocompatible, biofunctional and resistant to corrosion. Utilization of titanium and its alloys is continuously increasing due to their larger strength-weight ratio, superior biocompatibility e corrosion resistance, good mechanical properties and low elastic modulus when compared to other metallic biomaterials such as stainless steel and Co-Cr alloys. Using materials with low elastic modulus, close to bone values, is important to reduce stress shielding effect, which can cause implant loosening. Ti13Nb13Zr ternary alloy shows only elements considered biocompatible and has a lower elastic modulus than Co-Cr alloy, stainless steel and Ti6Al4V, and superior corrosion resistance. In this work TiNbZr alloy was prepared in different compositions, maintaining Ti content at 74%wt with Nb and Zr contents ranging amongst 6 and 20%wt, produced by powder metallurgy using different processing conditions and heat treatments. Characterization via SEM and X-Ray diffraction showed that the Nb increase didnt produce significant alterations on volume fraction of and phases in the material, and the increase in Zr content led to an increase in phase amounts and formation of Widmanstätten patterns. Nb and Zr content increasing produced microstructural modifications, leading to an increase in elastic modulus and hardness values, as well as corrosion susceptibility variations, where higher Zr contents leaded to a surface with less corrosion resistance. Amongst compositions and for the designed processing method, Ti13Nb13Zr presented the most indicated mechanical and microstructural properties for utilization as biomaterials.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:37:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4578.pdf: 3145379 bytes, checksum: 065d0bb90eac489e3e8cce59866c9320 (MD5) Previous issue date: 2011-08-04 / The motivation in studying the properties of iron oxides was due to difficulty in obtaining colored pencils in shades of brown, with good coverage. To carry out this work we used pigments for industrial use Icra provided by the company that is seeking new technologies to modernize its industrial park and the company Faber-Castell new suppliers of pigments. To study the pigment supplier of business best suited to the project was used atritor grinding mill, to assess the behavior of the pigment in high-energy milling and after analysis of the pigments was selected the most suitable for continuation of the project. Developed methodology to improve the physical and chemical characteristics of the pigment in different processing times by microwave hydrothermal. These techniques allowed to evaluate the evolution of the phases, morphology and structural disorder in samples of atritor milling and recrystallization of the pigment using the microwave hydrothermal. The characterization techniques used in the project were: BET, X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, infrared spectroscopy, absorption spectroscopy in the ultraviolet-visible (UV-vis), scanning electron microscopy with field emission (FEG-SEM). / A motivação em estudar as propriedades dos óxidos de ferro foi devido a dificuldade em obter lápis de cor em tons de marrom, com boa cobertura. Para a realização desse trabalho utilizou-se pigmentos de uso industrial fornecido pela empresa Icra que está buscando novas tecnologias para modernização do seu parque industrial e a empresa Faber-Castell novos fornecedores de pigmentos. Para o estudo do fornecedor de pigmento comercial mais adequado ao projeto utilizou-se moagem em moinho atritor, para avaliação do comportamento do pigmento em moagem de alta energia e após a análise dos pigmentos selecionou-se o mais indicado para continuação do projeto. Desenvolveu-se metodologia para melhoria das características físico-químicas do pigmento em diferentes tempos de processamento em micro-ondas hidrotérmico. Essas técnicas possibilitaram avaliar a evolução das fases, morfologia e a desordem estrutural das amostras na moagem com atritor e a recristalização do pigmento com o uso do micro-ondas hidrotérmico. As técnicas de caracterização utilizadas no projeto foram: BET, Difratometria de raios X (DRX), Espectroscopia de Raman, Espectroscopia de infravermelho, Espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível (UV-vis), Microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG).

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-08-26T23:22:11Z No. of bitstreams: 1 RafaelAlexandreRaimundo_DISSERT.pdf: 122830671 bytes, checksum: 5ee5fd73fe8c066e0ae5a0c7acf9bccd (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-08-31T19:25:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelAlexandreRaimundo_DISSERT.pdf: 122830671 bytes, checksum: 5ee5fd73fe8c066e0ae5a0c7acf9bccd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-31T19:25:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelAlexandreRaimundo_DISSERT.pdf: 122830671 bytes, checksum: 5ee5fd73fe8c066e0ae5a0c7acf9bccd (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / O comp?sito de matriz met?lica de cobre refor?ada por dispers?o de part?culas de carbeto de tungst?nio (WC) exibe alta condutividade el?trica, boa trabalhabilidade e resist?ncia ao desgaste. Tais caracter?sticas fazem desse material um forte candidato para aplica??es em condutores e contatos el?tricos de alta pot?ncia. A resist?ncia do comp?sito Cu-WC pode ser aumentada por dispers?o fase dura de WC na matriz de cobre atrav?s da moagem de alta energia. Com isso, estruturas com finos gr?os s?lidos, homog?neas, densas e, portanto, de melhores propriedades f?sicas e mec?nicas s?o produzidas quando p?s comp?sitos de Cu-WC s?o preparados por moagem de alta energia e sinterizados. Neste trabalho, o efeito da moagem de alta energia na densifica??o e estrutura do comp?sito Cu-20%WC bem como nas propriedades f?sicas e mec?nicas foram investigadas. A influ?ncia da press?o de compacta??o dos p?s preparados por moagem e mistura mec?nica na densidade e nas propriedades de condutividade el?trica e magn?tica tamb?m foi averiguada Um moinho planet?rio Pulverisatte 7 de alta energia foi utilizado para efetuar os experimentos de moagem. P?s de Cu e WC na raz?o de 20% em massa de WC foram colocados para moer em um recipiente com bolas de metal duro e ?lcool et?lico. Os p?s foram mo?dos a 400 rpm, com uma raz?o massa/bola de 1:4 durante 50 horas. Amostras de p?s foram coletadas ap?s 2, 10, 20, 30 e 40 horas de moagem. Corpos verdes com forma cil?ndrica foram prensados a 200, 400 e 600 MPa em matriz uniaxial. Tais corpos verdes foram sinterizados a 1050 oC por 60 min. em forno resistivo sob atmosfera de uma mistura de hidrog?nio e arg?nio. A densidade dos compactados a verde, e dos sinterizados foi calculada pelo m?todo geom?trico (massa/volume). Para observar a microestrutura dos corpos sinterizados, an?lises de microscopia ?tica e eletr?nica de varredura foram efetuadas. An?lises qu?micas de FRX e EDS foram usadas para detectar a presen?a de impurezas nos p?s elementares e mo?dos. An?lise de DRX foi usada para detectar as fases presentes e medir os cristalinos dos p?s. Os cristalinos das fases Cu e WC sofreram uma intensa diminui??o alcan?ando, respectivamente, 29,6 e 45,8 nm; assim como, a magnetiza??o diminuiu de 1,04 emu/g para 0,5694 emu/g ap?s 50 horas de moagem. Por outro lado, a coercividade do comp?sito aumentou de 64,86 G para 189,325 G e a reman?ncia aumenta de 0,0485 emu/g para 0,14935 emu/g. As medidas de condutividade el?trica, magnetiza??o, coercividade e reman?ncia dos corpos sinterizados mostram que tais propriedades aumentam com a press?o de compacta??o dos p?s comp?sitos.

LOBO, C. J. S. Estudo das propriedades mecânicas de ligas Fe-Ni e Fe-Ni-Mo processadas por metalurgia do pó. 2014. 156 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-07-14T12:18:14Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_cjslobo.pdf: 5974510 bytes, checksum: cf7138d1f711670114254b9f10ec3d76 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-08-13T12:13:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_cjslobo.pdf: 5974510 bytes, checksum: cf7138d1f711670114254b9f10ec3d76 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-13T12:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_cjslobo.pdf: 5974510 bytes, checksum: cf7138d1f711670114254b9f10ec3d76 (MD5) Previous issue date: 2014-05-30 / The products made of pure iron containing Ni greatly expanded the applications of sintered products , including the manufacture of parts that withstand high loads such as transmissions in cars . The equilibrium diagram of Fe-Ni alloys demonstrate the presence of α and FeNi3 phase , but the phase transformations require a satisfactory chemical homogenization obtained by conventional processes for production of alloys by elevation of the liquid components .The solid-phase sintering facilitates the formation of clusters , since the particles together without change of state, which implies regions whose chemical composition differs significantly from the overall composition . Thus , this paper aims to contribute to a study aimed at identifying phases in alloys Fe - Ni and Fe - Ni - Mo sintered at temperature of 1100 ° C and processed by high energy ball milling ( RBM ) in order to assess the following: interface formed between dissimilar elements , analyze the phenomena found in it and identify metallurgical characteristics after sintering contributing to increased hardness, microhardness , ultimate tensile strength and modulus of elasticity . The study shall determine the equilibrium diagram through Thermocalc software , diffraction , X-ray spectrometry and X-ray energy dispersive ( EDS ) , and the analysis of optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM ) . The results showed the presence of stable phases as α (CCC) and metastable phase as FeNi (CFC austenite). The microscopic analysis also demonstrated heterogeneity with different percentages of Nickel and Iron along the samples. / Os produtos feitos de ferro puro contendo Ni expandiram enormemente as aplicações de produtos sinterizados, incluindo a fabricação de peças que suportam altas cargas em automóveis tais como transmissões. O diagrama de equilíbrio de ligas Fe-Ni demonstram a presença de fases α e FeNi3, porém as transformações de fases necessitam de uma satisfatória homogeneização química, obtidas por processos convencionais de fabricação de ligas por elevação dos componentes ao estado líquido. Já a sinterização por fase sólida facilita a formação de clusters, uma vez que as partículas se unem sem mudança de estado, o que implica em regiões cuja composição química difere bastante da composição global. Deste modo, este trabalho pretende contribuir com um estudo direcionado a identificação de fases em ligas Fe-Ni e Fe-Ni-Mo sinterizadas a temperatura de 1100°C e processadas por moagem de alta energia (MAE), de forma a avaliar: a interface dissimilar formada entre os elementos, analisar os fenômenos encontrados na mesma e identificar características metalúrgicas após a sinterização que contribuam para aumento da dureza, microdureza, limite de resistência a tração e módulo de elasticidade. O estudo apresentará a determinação do diagrama de equilíbrio através do software ThermoCalc, técnicas de difração por raios X e espectrometria de raios X por energia dispersiva (EDS), além de análises de microscopia optica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram a presença das fases estáveis como α(CCC) e fase metaestáveis como FeNi (CFC Austenita). As análises microscópicas demonstram também uma heterogeneidade com diferentes percentuais de Níquel e Ferro ao longo das amostras.