Os painéis OSB estão disponíveis desde o início da década de 1980, constituindo a segunda geração das chapas waferboard. Trata-se de painel estrutural com a camada interna de partículas de madeira dispostas perpendicular ou aleatoriamente em relação às camadas de partículas externas. No presente trabalho, caracterizou-se a estrutura anatômica do lenho de árvores de Pinus taeda e as propriedades físico-mecânicas dos painéis OSB de partículas da madeira de rolo-resto e de toras integrais. Os resultados das análises laboratoriais permitiram concluir que a estrutura anatômica do lenho e dos anéis de crescimento é característica da espécie, com os anéis de crescimento possibilitando determinar a idade, a taxa de crescimento e a reação das árvores aos desbastes. A variação radial das dimensões das traqueides e da densidade aparente do lenho por densitometria de raios X relaciona-se com a formação da madeira juvenil, de transição e adulta e com as propriedades das partículas de madeira. Essas características da madeira e das partículas de rolo-resto e de tora integral influenciaram nas propriedades dos painéis OSB em relação à densidade média, perfil de densidade aparente por densitometria de raios X, resistência das partículas à tração paralela das traqueídes, propriedades físico-mecânicas, dentre outras. A utilização do rolo-resto, resíduo da laminação de toras de pinus, como partículas de madeira para a confecção de painéis OSB é discutida no presente trabalho. / OSB panels are available since the early 1980\'s and constitutes the second generation of \"waferboard\" plates. It is structural panel with the inner layer of wood particles arranged randomly or perpendicular in relation to the external layers of particles. The present study characterized the wood anatomical structure of Pinus taeda trees and physical-mechanical properties of OSB panels of wood particles of roll-rest (residue of the log lamination) and integral logs. The results of laboratorial analysis concluded that the wood and tree-ring anatomical structure is characteristic of the species, the tree-rings is applied to determine the trees age, growth rate and trees response to the thinning. The radial variation of the tracheid dimensions and wood density - by X-ray densitometry - is related to the formation of juvenile, transition and adult wood and the properties of wood particles. These characteristics of wood and wood particles of roll-rest and integral logs influenced the properties of OSB panels with respect to the mean density, density profile by X-ray densitometry, resistance to the shear strength of the particles of tracheids, physical and mechanical properties, etc. The use of residues of lamination process pine logs to wood particles for the manufacture of OSB panels is discussed.

Os painéis OSB estão disponíveis desde o início da década de 1980, constituindo a segunda geração das chapas waferboard. Trata-se de painel estrutural com a camada interna de partículas de madeira dispostas perpendicular ou aleatoriamente em relação às camadas de partículas externas. No presente trabalho, caracterizou-se a estrutura anatômica do lenho de árvores de Pinus taeda e as propriedades físico-mecânicas dos painéis OSB de partículas da madeira de rolo-resto e de toras integrais. Os resultados das análises laboratoriais permitiram concluir que a estrutura anatômica do lenho e dos anéis de crescimento é característica da espécie, com os anéis de crescimento possibilitando determinar a idade, a taxa de crescimento e a reação das árvores aos desbastes. A variação radial das dimensões das traqueides e da densidade aparente do lenho por densitometria de raios X relaciona-se com a formação da madeira juvenil, de transição e adulta e com as propriedades das partículas de madeira. Essas características da madeira e das partículas de rolo-resto e de tora integral influenciaram nas propriedades dos painéis OSB em relação à densidade média, perfil de densidade aparente por densitometria de raios X, resistência das partículas à tração paralela das traqueídes, propriedades físico-mecânicas, dentre outras. A utilização do rolo-resto, resíduo da laminação de toras de pinus, como partículas de madeira para a confecção de painéis OSB é discutida no presente trabalho. / OSB panels are available since the early 1980\'s and constitutes the second generation of \"waferboard\" plates. It is structural panel with the inner layer of wood particles arranged randomly or perpendicular in relation to the external layers of particles. The present study characterized the wood anatomical structure of Pinus taeda trees and physical-mechanical properties of OSB panels of wood particles of roll-rest (residue of the log lamination) and integral logs. The results of laboratorial analysis concluded that the wood and tree-ring anatomical structure is characteristic of the species, the tree-rings is applied to determine the trees age, growth rate and trees response to the thinning. The radial variation of the tracheid dimensions and wood density - by X-ray densitometry - is related to the formation of juvenile, transition and adult wood and the properties of wood particles. These characteristics of wood and wood particles of roll-rest and integral logs influenced the properties of OSB panels with respect to the mean density, density profile by X-ray densitometry, resistance to the shear strength of the particles of tracheids, physical and mechanical properties, etc. The use of residues of lamination process pine logs to wood particles for the manufacture of OSB panels is discussed.

O titanato de estrôncio (SrTiO3) possui estrutura cristalina do tipo perovsquita. Materiais com este tipo de estrutura são utilizados para diversas aplicações, tais como, sensores, atuadores, em células a combustível de óxido sólido, entre outros. Devido as suas interessantes propriedades físicas, o SrTiO3 vem sendo intensamente estudado, em especial com a introdução de dopantes. Portanto, neste trabalho foi investigada a influência de diferentes teores de Ca (1; 2,5 e 5% mol) e Pr (0,025; 0,050; 0,075 e 1% mol) na microestrutura e propriedades elétricas e dielétricas do SrTiO3, assim como o material sem aditivos (puro). Os resultados mostram que após a sinterização do SrTiO3 puro, a microestrutura consiste de grãos poligonais com tamanho médio micrométrico, além de texturas lisas e rugosas. A condutividade elétrica das amostras sintetizadas sinterizadas a 1450 e 1500ºC é máxima para 2 horas de patamar. Apenas as amostras de SrTiO3 contendo 1% em mol de Ca apresentam fase única. O tamanho médio de grãos das amostras contendo 1% em mol de Ca é 10,65 ± 0,28 µm e para teores acima deste valor ocorre crescimento significativo dos grãos. As medidas de condutividade elétrica mostraram que as amostras contendo a adição de 1% em mol de Ca possuem maior condutividade dos grãos em relação ao material puro. Para as amostras contendo teores de até 0,075% mol de Pr, pode-se observar alguns grãos lisos e outros rugosos e não há variação considerável do tamanho médio de grãos. As amostras contendo menor teor de Pr (0,025% mol) apresentam maior condutividade dos grãos e contornos de grãos. As amostras de SrTiO3 sintetizado sinterizadas a 1450ºC/10 h apresentaram permissividade elétrica colossal em temperatura ambiente em altas frequências. / Strontium titanate (SrTiO3) exhibits cubic perovskite type crystalline structure at room temperature. Polycrystalline ceramics with this structure are potential candidates for a number of applications including sensors, actuators and in solid oxide fuel cells. Several properties of SrTiO3 are strongly dependent on addition of both donors and acceptors additives. Then, there is a growing interest for studying its properties as a function of type and concentration of additives. In this study, the effects of Ca (1, 2.5 and 5 mol%) and Pr (0.025 to 1 mol%) additions on microstructure and electric and dielectric properties of SrTiO3 were investigated. The microstructure of pure SrTiO3 consists of polygonal grains with average grain size in the micrometer range, and the electric conductivity is maximized after sintering for 2 h at 1450 and 1500ºC. Specimens containing 1 mol% Ca are single phase and the average grain size is 10.65 ± 0.28 µm, but for higher additive contents grain growth is observed. The electric conductivity of SrTiO3 with 1 mol% Ca is higher than that of the pure ceramic. Specimens containing Pr do not show significant grain growth, and the higher conductivity of grains and grain boundaries was achieved with 0.025 mol% Pr. Pure SrTiO3 sintered at 1450ºC for 10 h shows colossal dielectric permittivity (> 1.000) at room temperature, in contrast to specimens prepared with commercial powder (dielectric permittivity = 300), at high frequencies.

Quando materiais compósitos são fabricados a altas temperaturas e posteriormente resfriados à temperatura ambiente, aparecem nos materiais tensões residuais térmicas. Este estado de tensões sempre persiste no material e pode influenciar significativamente nas propriedades elásticas e de resistência da estrutura. O presente trabalho tem como objetivo avaliar de forma experimental o efeito das tensões residuais térmicas nas propriedades elásticas de laminados simétricos reforçados. A pesquisa é focada na análise de placas quadradas de carbono/epóxi nas quais foram colados de forma simétrica reforçadores com diferentes geometrias (em forma de quadro, longitudinal e diagonal). Estes reforços foram colados seguindo duas metodologias diferentes. A primeira metodologia consistiu em colar os reforçadores nas placas à temperatura ambiente. A segunda metodologia consistiu em co-curar os reforçadores à temperatura de 177oC (cura). O trabalho experimental baseou-se na realização de ensaios de flexibilidade, vibração livre e flambagem. Para os ensaios de flexibilidade foi aplicada a técnica de topogrametria, a qual permite determinar com exatidão o valor dos deslocamentos fora do plano quando uma força estática transversal é aplicada. Nos ensaios de vibração livre, foram determinadas as freqüências naturais de vibração mediante o uso de um analisador de sinais dinâmicos. Já os testes de flambagem e pós-flambagem foram realizados aplicando uma força de compressão utilizando uma máquina universal de ensaios INSTRON. Os deslocamentos transversais produzidos pela aplicação do carregamento foram obtidos com auxílio da topogrametria. Todos os resultados experimentais foram comparados com resultados numéricos obtidos com auxílio do software comercial ABAQUS. Os resultados comprovam a influência das tensões térmicas residuais nas propriedades elásticas estudadas, assim como a influência da geometria do reforço utilizado na fabricação das placas.

Materiais contendo fases intermetálicas e metálicas podem apresentar microestruturas que possuam potencial para aplicações estruturais em altas temperaturas. Porém, existem problemas de compatibilidade entre os coeficientes de expansão térmica de algumas dessas fases. Em experimentos de fusão a arco, por exemplo, a fase Ti5Si3 (quando produzida com uma solução sólida de titânio) apresenta trincas em sua estrutura. Nesse intuito pode ser utilizada a metalurgia do pó como solução de tal problema de solidificação, uma vez que os inconvenientes da fase líquida não existem nesta técnica. O presente trabalho realiza o estudo do efeito das diferentes variáveis de moagem e sinterização nas transformações de fases de ligas Ti-Si-B. As informações relacionadas com estas ligas são limitadas, que torna importante o estudo sobre a densificação dos pós Ti-Si-B, bem como sua produção por moagem de alta energia. Os experimentos foram realizados com a utilização de diferentes equipamentos e parâmetros de sinterização. As peças sinterizadas foram avaliadas por meio de análises dimensionais, gravimétricas, de microindentação e de compressão. Foram realizadas análises fractográficas dos corpos-de-prova após os ensaios de compressão. Todos os produtos obtidos ao longo do processo de moagem e após processos de sinterização foram caracterizados por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura, visando observar o comportamento das fases durante a preparação dos materiais. Devem ser ressaltadas as limitadas informações sobre propriedades físico-químicas de peças compactadas do sistema Ti-Si-B. A amorfização parcial de algumas misturas de pós é observada durante as análises, onde também são identificadas partículas de morfologias e tamanhos bem variados. A utilização de álcool isopropílico apresentou pouca contaminação em relação aos outros pós que foram processados neste trabalho. Em termos de densificação a prensagem a quente facilitou de forma mais significativa a confecção dos corpos-de-prova, porém as estruturas trifásicas não foram obtidas sem a presença de outras fases. As ligas produzidas apresentam alta resistência e comportamento frágil em ensaios de compressão.

Este trabalho teve como objetivo o estudo, desenvolvimento e caracterização de ferramentas de corte nacionais a base de nitreto de silício, aditivado com ítria, céria e nitreto de aluminio, em quantidades dissimilares, sinterizadas utilizando-se dois processos distintos: sinterização sem pressão e prensagem uniaxial a quente. Foram primeiramente confeccionados corpos de prova, caracterizadas em seguida através de medidas do tamanho médio de partículas, massa específica, identificação de fases por difração de raios-X, determinação de valores de microdureza Vickers, tenacidade à fratura por indentação e avaliação microestrutural por microscopia eletrônica de varredura. Este estudo mostrou que as características físicas e mecânicas dos compactos são fortemente influenciados tanto pelas composições das misturas como pelos processos de sinterização. Os materiais prensados a quente apresentam maiores valores de microdureza e massa específica, em função de uma etapa de controle mais efetiva no mecanismo de solução reprecipitação, durante a sinterização via fase líquida. Os materiais sinterizados sem pressão apresentam maior tenacidade à fratura, em função de relações de aspecto mais altas nos grãos beta, operacionalizando um mecanismo baseado na deflexão ou ramificação de trincas. Após a caracterização dos corpos de prova, foram confeccionadas ferramentas de corte para torneamento, de acordo com normas pré-estabelecidas para este tipo de produto, utilizando-se sinterização sem pressão como rota de processamento. Efetuou-se em seguida ensaios de usinagem em ferro fundido cinzento, utilizando-se as ferramentas desenvolvidas neste trabalho, e, para análise comparativa, uma ferramenta de nitreto de silício importada e uma de metal duro. Nas ferramentas cerâmicas desenvolvidas no CTA/IAE/AMR, não ocorreu quebra de aresta cortante, possibilitando usinagem bem sucedida com altas velocidades de corte (332m/min). A ferramenta de metal duro reagiu com o material usinado formando uma aresta postiça de corte. A referida aresta alterou a geometria da ferramenta, gerando um acabamento extremamente irregular na superfície usinada.

O objetivo deste estudo foi reunir uma metodologia capaz de obter e caracterizar substratos cerâmicos à base de alumina nacional e importada. No desenvolvimento do trabalho foram confeccionados corpos-de-prova (cps) por prensagem isostática a frio, de: i) alumina dopada com magnésia, códigos: AM-16 e AM-2011; ii) alumina dopada com magnésia, sílica e nióbia (códigos: A16-Nb4 e 2011-Nb4); e iii) alumina dopada com nióbia e talco (2011-ANTC e A16-ANTC). Os cps das seis composições foram caracterizados quanto as suas propriedades mecânicas, térmicas, elétricas, massa específica, porosidades, características microestruturais por inspeção visual, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X e rugosidade superficial após usinagem. Os resultados obtidos foram avaliados e comparados com alguns substratos cerâmicos comerciais para filmes espessos e filmes finos catalogados na literatura pesquisada. Dentre as propriedades elétricas analisadas (resistividade superficial e volumétrica, constante dielétrica, fator de dissipação ou tangente-delta e rigidez dielétrica), duas mostraram-se efetivas na avaliação de impurezas contaminantes e características microestruturais, que foram a resistividade volumétrica e a rigidez dielétrica, respectivamente. A composição A16-Nb4 foi a que apresentou o melhor desempenho nas proprioedades ensaiadas, bem como os requisitos necessários para ser usada como substrato para circuito integrado de filme espesso. A vantagem da utilização do material como substrato está aliada a sua baixa temperatura de sintetização (1400C). O teor de contaminantes condutivos (principalmente a Na2O) provenientes da adição do talco nas composições ANTCs inviabilizou o uso das mesmas como substratos cerâmicos. Os cps preparados com a matéria-prima nacional apresentaram valores abaixo do limite mínimo recomendável em norma para serem usados como substrato cerâmico.

O aumento da utilização de compósitos em aplicações estruturais leva ao questionamento sobre a durabilidade desses materiais quando expostos às diversas condições impostas pela natureza. O uso em ambientes agressivos pode provocar a degradação de materiais poliméricos, assim como da interface fibra/matriz de compósitos, causada pela umidade, radiação ultravioleta (UV), choque térmico, etc. O objetivo deste trabalho é avaliar como o intemperismo, simulado em câmaras climáticas, afeta os desempenhos térmico e mecânico de compósitos de PEI/fibras de carbono. Para atingir este objetivo, neste trabalho, utilizou-se tanto a avaliação a partir da cinética de degradação, quanto diferentes condicionamentos ambientais. Desta forma, análises dinâmico-mecânicas (DMA), de cisalhamento interlaminar (ILSS) e ensaios não destrutivos foram realizados nos laminados antes e após serem submetidos aos condicionamentos higrotérmico, por radiação UV e por choque térmico. As amostras envelhecidas higrotermicamente sofreram reduções na temperatura de transição vítrea e no módulo elástico promovidas pela plasticização. A fotoxidação, induzida pela radiação ultravioleta, é apenas superficial. O choque térmico gera a formação de uma tensão reversível na região interfacial. Os resultados revelam que os compósitos de PEI/fibras de carbono podem ser utilizados em componentes externos de aeronaves.

Os compósitos carbono reforçados com fibras de carbono (CRFC) são materiais resultantes da união do reforço de fibras de carbono com uma matriz carbonosa. Essa combinação faz com que o material tenha propriedades termo-mecânicas para aplicações a altas temperaturas (1000o - 2800oC). Tais materiais têm sido utilizados, nas últimas três décadas, como gargantas de tubeiras de foguetes e freios em aeronaves militares e comerciais, aplicações estas onde as propriedades térmicas e a baixa massa específica (<2,0 g/cm3) são preponderantes. Este trabalho mostra o estudo para o estabelecimento de parâmetros de processamento de compósitos CRFC aplicados na área de elementos de fricção pelo método de prensagem a quente. Foram estabelecidas as condições de obtenção do reforço, um dos pontos críticos na obtenção dos freios, utilizando-se tecido e feltros de fibras de carbono em diferentes arranjos. Os feltros utilizados foram obtidos experimentalmente a partir de feltros de poliacrilonitrila como material precursor. Estes reforços, tecidos e feltros de fibra de carbono, foram impregnados em uma única etapa com resina fenólica resol aditada com grafite e negro de fumo, sendo em seguida carbonizados a 1000oC. As propriedades físicas e mecânica dos materiais obtidos foram correlacionados com os parâmetros de processamento. Os compósitos CRFC obtidos com diferentes arranjos do reforço apresentaram valores de massa específica aparente entre 0,80 e 1,4g/cm3 e a resistência ao cisalhamento interlaminar entre 1,6 e 5,6 MPa, sendo que o arranjo tecido/feltro mostrou-se o mais adequado para possíveis impregnações posteriores, por apresentar maior porcentagem de poros de transporte. As características finais do CRFC obtido são coerentes com um único processo de impregnação utilizando matriz de resina.

Este trabalho consiste no estudo de processos de fabricação de eletrodos de tochas de plasmas via metalurgia do pó utilizando materiais que mesclam as características de metais refratários como o nióbio, háfnio e o molibdênio, com metais de alta condutividade térmica e elétrica como o cobre. Compostos metálicos imiscíveis como Cu-Hf, Cu-Nb e Cu-Mo foram produzidos pelo emprego do processo de moagem de alta energia e sinterização por fase sólida no intuito de sintetizar misturas metálicas com elevada homogeneidade e estreita distribuição de tamanho de partículas. Essa metodologia é de grande importância para a produção de eletrodos para tochas de plasma, cujas características térmicas e elétricas são afetadas pela moagem, compactação, distribuição, tamanho de grãos e matérias-primas utilizadas na manufatura dos catodos. Neste trabalho, a moagem foi realizada em ambiente inerte tendo como parâmetro o tempo de coleta em 16, 24, 32 e 40 horas. Os pós-compósitos foram compactados em matriz de ação uniaxial e sinterizados em ambiente de argônio em temperatura de 870C durante 30 minutos. Para simular a função de eletrodos, corpos de provas foram conformados e expostos a testes de erosão sob ação de arco elétrico em corrente de alimentação contínua de 70 A e potência média variando entre 3,8 KW e 5,8 KW. Nestas condições de ensaio o eletrodo de Cu-Nb apresentou uma perda de massa média de 42 % com uma taxa de erosão média de 2,9 . 10-2 g/s e o eletrodo de Cu-Mo uma perda de massa média de 32% com uma taxa de erosão máxima de 1,6 . 10-2 g/s. Os pós utilizados e materiais sinterizados foram caracterizados via MEV, EDS e DRX.