Orientador: Marco Antonio Bottino / Coorientadora: Lilian Costa Anami / Banca: Guilherme de Siqueira Ferreira Anzaloni Saavedra / Banca: Fernanda Campos / Resumo: O objetivo deste trabalho foi investigar as propriedades microestruturais e a resistência à fadiga de amostras de zircônia parcialmente estabilizada por óxido de ítrio (Y-TZP) para uso em forma monolítica (Vita YZ HT, Vita Zahnfabrik, Alemanha) após diferentes protocolos de ajuste clínico simulado. 162 discos de Y-TZP HT (12 mm de diâmetro, 0,8 mm de altura) foram confeccionados e aleatoriamente divididos em 6 grupos de acordo com as simulações (n=27): S- Y-TZP sinterizada (sem desgaste, sem glaze); G- Y-TZP sinterizada (sem desgaste) e glazeada; PdG- ajuste simulado da Y-TZP com ponta diamantada seguido por aplicação de glaze; GPd- ajuste simulado com ponta diamantada da Y-TZP já glazeada; PdBdG- ajuste simulado com ponta diamantada, seguido por borracha diamantada e aplicação do glaze; GPdBd- ajuste simulado com ponta diamantada, seguido por borracha diamantada da Y-TZP já glazeada. Após teste monotônico sob flexão biaxial (n=3, célula de carga de 1000 kgf, velocidade de 1 mm/min), os espécimes restantes foram distribuídos na proporção 3:2:3 e testados sob fadiga acelerada (step stress) em três perfis de carregamento (leve, moderado e agressivo), variando-se os incrementos de carga e número de ciclos. Os espécimes representativos fraturados foram avaliados em estereomicroscopio e microscópio eletrônico de varredura (MEV) e as características microestruturais das superfícies obtidas com os diferentes protocolos foram analisadas quanto a difração de raios-X, rugosidade média ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to investigate the microstructural properties and fatigue resistance of zirconia partially stabilized by yttrium oxide (Y-TZP) for use in monolithic form (Vita YZ HT, Vita Zahnfabrik, Germany) after different clinical adjustment protocols simulation. 162 disc of Y-TZP HT (12 mm diameter, 0.8 mm high) were made and randomly divided into 6 groups according to the adjustment protocol (n = 27): S- Y-TZP as sintered (without adjustment and glaze); G- glazed Y-TZP (without adjustment); PdG- Y-TZP with adjustment simulation procedure with diamond bur followed by glaze application; GPd- glazed Y-TZP followed by adjustment simulation procedure with diamond bur; PdBdG- Y-TZP with adjustment simulation procedure with diamond bur and polishing kit, followed by glaze application; GPdBd- glazed Y-TZP with adjustment simulation procedure with bur followed by polishing kit. After monotonic testing under biaxial flexure (n=3, 1000 kgf load cell, 1 mm/min speed), the remaining specimens were distributed into 3:2:3 ratio and tested under step-stress in three profiles (light, moderate and aggressive), varying the load, increments and number of cycles. The fractured representative specimens were evaluated in a stereomicroscope and scanning electron microscope (SEM) and the microstructural characteristics of the surfaces obtained with different protocols were analyzed by X-ray diffraction, mean roughness (Ra), profilometry and SEM. Survival or fracture data were used to calculate Weibull's beta (β) value and reliability for 300,000 and 600,000 cycles at 200 N. The spectra obtained by the diffraction were compared with standard spectra from databases. Ra data were statistically analyzed by 1-way ANOVA and Tukey's test (both, a=5%). The images were analyzed and qualitatively described. There was no significant change in zirconia crystallography ....(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Cristina de Carvalho Ares Elisei / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Resumo: O desenvolvimento do saços avançados de alta resistência tornou-se fundamental na produção de veículos com peso reduzido, seguros e mais econômicos, dentro do contexto daindústria automobilística. Dentre os aços avançados de alta resistência destacam-se os aços de fases complexas (CP) que são caracterizados por apresentarem alta conformabilidade e alta capacidade de absorção de energia e deformação. Eles são considerados aços multifásicos por apresentarem uma microestrutura complexa formada por ferrita, bainita, martensita e austenita retida. O trabalho tem por objetivo caracterizar a microestrutura do aço de fases complexas. Foram empregadas metalografia convencional e colorida, utilizando os reagentes químicos Nital, Metabissulfito de Sódio e LePera para a identificação das fases presentes no material. As análises da microestrutura final foram feitas via microscopia óptica, utilizando-se atécnica mais clássica que é a iluminação em campo claro, mas também foram utilizadas algumas técnicas diferentes tais como, iluminação em campo escuro,contraste por interferência diferencial (DIC) e método de luz polarizada.Os resultados mostraram que, de maneira qualitativa, para os ataques químicos com os reagentes Nital, Metabissulfito de Sódio e LePera se mostrarameficientes, pois pode-se identificar as fases presentes no aço CP; de maneira quantitativa, para o ataquefeito com Nital também se mostraram eficazes para as quatro condições de microscopia óptica,tais como iluminação em campo claro; em campo escuro; DIC e método de luz polarizada, porcausa da estabilidadedos valores para o cálculo das frações de área das fases presentes neste material / Abstract: The development of advanced high-strength steels became instrumental inthe production of vehicles with reduced weight, insurance, andmore economical, within the contextof the automobile industry.Among the advanced high-strengthsteels are steels complex phase (CP) that are characterized by having high formability and high energy absorption capacity anddeformation. They are considered multiphase steels for presenting a complex microstructure consisting of ferrite, Bainite, martensiteand retained austenite. The work aims to characterize the complexphase steelmicrostructure.Were employed conventional metallography and colorful, using chemical reagentsNital, sodium metabisulfite andLePera for identification of phases present in the material. The final microstructure analyses were made via optical microscopy, usingmore classicaltechnique that is the bright field lighting, but also some different techniques were used such as lighting in dark field, differential interference contrast (DIC)and method of polarized light. The results showed that, of qualitative way, for the chemical attacks with Nital reagents,sodium metabisulfite and LePera were efficient, as it can identify the phases present in the CP steel; quantitative manner,for the attack made with Nital also proved effective for the four conditionsof optical microscopy, such as bright field lighting; in dark field; DIC and method of polarizedlight, because ofthe stability ofthe values for the calculation of area fractions ofphases present in this material / Mestre

Orientador: Maria Odila Hilário Cioffi / Coorientador: Alessandro Rodolfo de Paula / Banca: Mirabel Cerqueira Rezende / Banca: Tessie Gouvêa da Cruz / Resumo: Os compósitos compreendem uma classe de material de grande importância industrial. Compósitos carbono/epóxi apresentam inúmeras vantagens em comparação aos materiais convencionais, possibilitando projetos complexos, mais leves e de elevada resistência à corrosão e à fadiga. Contudo, sua baixa resistência a carregamentos transversais requer avaliação do comportamento do material, como consequência de impacto de objetos. O foco deste trabalho foi estudar a resposta ao impacto, caracterizada como tolerância ao dano, em compósito carbono/epóxi processado via Moldagem por Transferência de Resina (RTM). Foram analisadas as propriedades do compósito carbono/epóxi obtido e a degradação de suas propriedades após impacto. Neste trabalho, foi realizada a seleção da resina epóxi e do tecido de fibra de carbono, bem como seu arranjo, a fração volumétrica e o controle dos parâmetros de injeção e de cura. A caracterização do compósito foi realizada por microscopia de inspeção acústica CScan. O estudo da tolerância ao dano foi realizado utilizando corpos de provas impactados em dois níveis de energia, conforme norma ASTM D 7136M e a sua resistência à compressão residual, conforme norma ASTM D 7137M, foi avaliada em comparação com a resistência à compressão do compósito isento de defeitos, conforme norma ASTM D6641M. Os resultados mostram redução na resistência à compressão de aproximadamente 50% e energias absorvidas a 20 J e 30 J respectivamente, de 0,51 J/cm2 e 0,58 J/cm2 para o laminado 1 e de 0,37 J/cm2 e 0,90 J/cm2 para o laminado 2 / Abstract: Composites comprise a material class of high industrial importance. Carbon/epoxy composites offer a wide amount of advantages in comparison with traditional materials, enabling complex projects, lighter and with high corrosion and fatigue resistance. However, the low transverse load resistance characteristic requires an evaluation of material behavior, as a consequence of impact occurrence. The work focus was study the damage response, defined as damage tolerance, in a carbon/epoxy composite processed by Resin Transfer Moulding (RTM). It was analyzed carbon/epoxy composite properties obtained and properties degradation after impact test. In this work were done the selection of epoxy resin and reinforcement, further the lay-up of carbon fabric, volumetric fraction and injection and curing parameters control. The composite assessment was done by acoustic microscopy inspection C-Scan. The damage tolerance study was done using impacted coupons with two energy levels, in accordance to ASTM D 7136M standard, and the residual compression resistance, in accordance to ASTM D 7137M standard, was evaluated in comparison with compression resistance in a composite without damage in accordance to ASTM D 6641M standard. Results show compressive resistance reduction about 50% and absorbed energy to 20 J and 30 J respectively, of 0,51 J/cm2 and 0,58 J/cm2 for the laminate 1 and 0,37 J/cm2 and 0,90 J/cm2 for the laminate 2 / Mestre

Tese de mestrado. Estruturas de Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

A numeração do documento está bem sequenciada até à pág. 134, a partir dessa pág. a numeração volta à pág. 128 onde se inicia a Bibliografia / Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Construções Civis. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Orientador: Jorge Luís Akasaki / Co-orientador: Mauro Mitsuuchi Tashima / Banca: José Luiz Pinheiro Melges / Banca: Jorge Juan Payá Bernadeu / Resumo: O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, devido a sua alta produção, enormes quantidades de cinza de bagaço cana-de-açúcar são geradas após a fabricação de álcool e açúcar. A fim de encontrar uma aplicação sustentável para este material residual, este trabalho avalia a produção e utilização de cinza de bagaço cana-de - açúcar (CBC), tanto na produção de aglomerantes com cimento Portland e também em aglomerantes ativados alcalinamente. As propriedades físicas e químicas de CBC foram avaliadas e, os resultados obtidos demonstraram que a CBC apresentou um baixo teor de matéria orgânica (4,4 %) e um elevado teor de SiO2 (78,6 %). A análise por meio do DRX mostrou a presença de fases cristalinas na CBC, sendo o quartzo a fase principal cristalina e a sua presença pode ser atribuída contaminação do bagaço por impurezas do solo. O uso de CBC em substituição parcial ao cimento Portland foi analisado para diferentes porcentagens e tempos de cura. A Reatividade pozolânica da CBC também foi determinada em pastas hidróxido de cálcio / CBC e pastas de cimento Portland / CBC por meio de análise termogravimétrica (TGA). Os resultados confirmaram a reatividade pozolânica da CBC. Para a produção de argamassas e pastas ativadas alcalinamente, trabalhou-se com uma mistura de escória de alto-forno / CBC. Diferentes porcentagens de CBC na faixa de 0-50 % e diferentes tipos de soluções ativadoras foram usadas neste estudo, tais como: hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e solução de silicato de sódio. As argamassas ativadas alcalinamente apresentaram resistência à compressão variando de 15-50 MPa, após 90 dias de cura à temperatura ambiente. A análise microestrutural para pastas e argamassas ativadas alcalinamente foram realizadas utilizando diversas técnicas instrumentais, tais como: TGA, FTIR, DRX, SEM e PIM. Para a análise da durabilidade ... / Abstract: Brazil is the biggest worldwide sugar cane productor and, due to its high production, huge amounts of sugar cane bagasse ash are generated after alcohol and sugar manufacture. In order to find out a sustainable application for this waste material, this work assess the production and use of sugar cane bagasse ash (SCBA) both in Portland cement blended and also in alkali-activated binders. Physical and chemical properties of SCBA were assessed and, obtained results showed that SCBA presented low organic matter (4.4%) and a high SiO2 content (78.6%). XRD pattern showed the presence of crystalline phases in the SCBA, mainly quartz assigned to the soil impurities. The use of SCBA in Portland cement blended mortars was achieved in different percentages and for different curing time. Pozzolanic reactivity of SCBA was also determined in calcium hydroxide/SCBA pastes and Portland cement/SCBA pastes by means of thermogravimetric analysis (TGA) for different curing time. The results confirmed the pozzolanic reactivity of SCBA. SCBA was also used in binary systems blast furnace slag/SCBA for the production of alkali-activated binders. Different percentages of SCBA in the range 0-50% and different types of activating solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and sodium silicate solution were used in this study. Compressive strength mortars in the range 15-50 MPa were yielded after 90 curing days at room temperature. Microstructural analyses for alkali-activated binders were performed using several instrumental techniques such as TGA, FTIR, XRD, SEM and MIP. The durability of selected alkali-activated mortars were tested both in acid attack (HCl, HAc and HN4Cl) and sulfate attack (Na2SO4 and MgSO4). The obtained results were compared to a Portland cement mortars and depending on the attack and on the activating solution, alkali-activated binders can present increment on the compressive strength even ... / Mestre

Orientador: Gelson Luis Adabo / Resumo: A zircônia monolítica (com maior translucidez) dispensa a cobertura de porcelana, mas existem dúvidas quanto a seu comportamento frente degradação a baixa temperatura (LTD) devido à exposição direta em meio úmido e estresse mecânico. Este estudo avaliou os efeitos do envelhecimento artificial sobre a microestrutura, a resistência à flexão, as propriedades ópticas, a resistência à fadiga e ao desgaste de duas zircônias monolíticas: sendo uma para dentes posteriores (Prettau Zirkonzahn - ZrP), e a outra para anteriores (Prettau Anterior Zirkonzahn - ZrA) e uma zircônia para infraestrutura (Zirkon Transluzent - Zirkhonzan- ZrI). Espécimes com 12 mm de diâmetro e 1,2 mm de espessura foram submetidos aos seguintes envelhecimentos artificiais: ciclagem mecânica (M); envelhecimento hidrotérmico (H); associação entre ciclagem mecânica e envelhecimento hidrotérmico (M+H); e sem tratamento (controle). A microestrutura, morfologia superficial e tamanho de grãos foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura (MEV); a rugosidade (Sa) por microscopia confocal a laser e a composição das fases cristalinas por difração de raios-X (DRX). As propriedades ópticas de refletância média, opacidade (%), parâmetro de translucidez e a soma de dispersão de luz (%) foram calculadas desde medições de luz refletida nos comprimentos de onda de 400 - 740 nm. A caracterização mecânica foi composta por ensaios de resistência à flexão biaxial e limite de fadiga, e resistência ao desgaste por compressão ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Porcelain veneer covering is not necessary for monolithic high translucency zirconia, and given its direct exposition to humidity and mechanic stress, there exists some concerning about its behavior against to low temperature degradation (LTD). This study evaluated the effects of artificially induced aging on microstructure, flexure resistance, optical properties and fatigue and wear resistance, of two monolithic zirconias, one for anterior teeth restorations (Prettau Anterior Zirkonzahn - ZrA), one for posterior teeth (Prettau Zirkonzahn - ZrP) and another for core fabrication (Zirkon Transluzent - Zirkhonzan- ZrI). Specimens with 12 mm of diameter and 1.2 mm of thickness were submitted to one of the following artificial aging methods; mechanical cycling (M), hydrothermal (H), mechanical cycling and hydrothermal combination (M+H) and no treatment (controle). Superficial morphology, microstructure and grain size were assessed by SEM analysis, changes in roughness (Sa) were measured by laser confocal microscopy and crystalline phase content was quantified by X-ray diffraction (XRD). Optical properties of mean reflectance, opacity (%), translucency parameter and scattering/absorption sum (%) were obtained since reflected light measurement from 400 - 700 nm wavelength. Mechanical characterization was made by biaxial flexure assay and staircase approach fatigue test. Wear resistance was assessed in ZrP, ZrA through a compression/sliding assay comparing to veneering porcelain (VITA VM9). Zirconias showed different grain size (ZrI<ZrP<ZrA) and surface alterations. Aging treatments did not promote alterations in roughness. ZrI tetragonal phase decreased after H and M+H treatments and cubic and monoclinic phases augmented. H and M+H treatments diminished ZrP tetragonal phase and cubic and monoclinic phases increased. In ZrA, monoclinic phase did not appear in any condition...(Complete abstract electronic access below) / Doutor

Orientador: Julio Cesar Molina / Banca: Cristiane Inácio de Campos / Banca: Iuri Emmanuel de Paulo Ferreira / Resumo: Este trabalho teve a finalidade de estudar a resistência ao embutimento de ligações efetuadas por pinos metálicos (pregos) em peças estruturais de madeira. Para tanto foram consideradas três principais abordagens: analítica, numérica e experimental. Inicialmente foi efetuado um levantamento teórico sobre o tema, com base na literatura disponível, para avaliação da normalização nacional e internacional pertinente ao assunto. Na sequência foram realizados ensaios experimentais em corpos de prova compostos por madeiras de reflorestamento de pinus e eucalipto com ligações metálicas efetuadas por pinos metálicos com diâmetro de 6,5 mm. Os ensaios foram realizados de acordo com as recomendações das normas: brasileira ABNT NBR 7190:1997, europeia EUROCODE 5:2004 e americana ASTM D5764:2007 com posterior comparação entre os resultados obtidos para a resistência ao embutimento. Foi realizada uma análise estatística dos resultados obtidos, incluindo um estudo da resistência ao embutimento corrigida pela umidade e pela densidade. Foram calculados os valores analíticos teóricos de resistência ao embutimento mediante fórmulas propostos por cada norma e comparadas às médias dos valores experimentais obtidos pelas mesmas. Foi proposta também a análise do valor ideal de resistência por meio de métodos de análise de regressão segmentada sobre as curvas de comportamento de resposta do material. Por fim foram realizadas simulações numéricas no software ABAQUS, que tem como base o Método dos El... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work had the purpose of studying the embedment resistance of connections made by metallic pins (nails) in structural pieces of wood. For that, three main approaches were considered: analytical, numerical and experimental. Initially, a theoretical survey was carried out on the subject, based on available literature, for the evaluation of national and international standardization related to the subject. Experimental tests were carried out on test specimens composed of pine and eucalyptus reforestation woods species with metal connections made by pins with a diameter of 6.5 mm. The tests were carried out according to the recommendations of Brazilian ABNT NBR 7190:1997, European EUROCODE 5:2004 and American ASTM D5764:2007 standards for further comparison between the obtained results for the embedment resistance. A statistical analysis of the obtained results was carried out, including a study of the resistance corrected by the humidity and the density. The theoretical analytical values of resistance were calculated using formulas proposed by each standard and compared to the averages of the experimental values. It was also proposed the analysis of the ideal resistance value by segmented regression analysis methods on the curves of the embedment behavior data set generated by the standards. Finally, numerical simulations were performed in ABAQUS software, which is based on the Finite Element Method (MEF) to evaluate the stress distributions in the bond areas. The obtained results showed that there are significant divergences between the experimental values of resistance obtained through the studied standards when compared to each other. They also show that the analytical calculated values overestimate the experimental resistance for all studied standards. Also, that the strength corrected by the density presents better dispersion perform quality for the studied data set. It is concluded that the studied / Mestre

Orientador: César Rogério Pucci / Coorientador: Carlos Rocha Gomes Torres / Banca: Taciana Marco Ferraz Caneppele / Banca: Andrea Anido Anido / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar in vitro o efeito do tratamento com a associação de fosfato de cálcio, laser de Nd:YAG e sistema adesivo na permeabilidade dentinária e na resistência de união. Foram utilizados 60 discos de dentina com aproximadamente 6 mm de diâmetro e 1,5 mm de altura, obtidos de molares humanos hígidos. Os espécimes foram divididos em dois grupos de acordo com a prévia aplicação ou não do fosfato de cálcio (TeethMate Desensitizer - Kuraray Notitake Dental Inc.). Cada grupo foi dividido em três subgrupos conforme o tratamento realizado (n=10): A- Adesivo (Single Bond Universal - 3M-ESPE), AL- Adesivo + Laser (Nd: YAG 60 mJ), LAL- Laser + Adesivo + Laser. A permeabilidade foi mensurada em três momentos: com smear layer presente (inicial), após a abertura dos túbulos (máxima) e depois do tratamento (final). O percentual da permeabilidade inicial e final foi calculada em relação a permeabilidade máxima. Após a fotopolimerização do adesivo foi aplicado uma camada de 3 mm com a resina composta Filtek Z350 XT (3M-ESPE) com técnica incremental. Os espécimes foram submetidos a 5000 ciclos térmicos e 120.000 ciclos mecânicos, e posteriormente foi utilizado o teste de microtração. Adicionalmente foram observados em microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal de varredura a laser (MCVL). Os grupos foram analisados pelo teste da analise de variância (ANOVA), teste t pareado e teste Tukey, adotando o nível de significância de 5%. Não foram obser... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to evaluate in vitro effect the association of calcium phosphate, Nd:YAG laser and adhesive system on dentin permeability and bond strength. Sixty dentin discs, approximately 6 mm in diameter and 1,5 mm high, were obtained from healthy human molars. The specimens were divided into two groups according to the prior application of calcium phosphate (TeethMate Desensitizer - Kuraray Noritake Dental Inc.). Each group was divided into three subgroups according to the treatment performed: A-Adhesive (Single Bond Universal - 3M-ESPE), AL- Adhesive + Laser (Nd: YAG 60 mJ) and LAL- Laser + Adhesive + Laser. The dentin permeability was measured in three moments: with smear layer present (initial), after opened tubules (maximum) and after treatment (final). The percentage of the initial and final permeability was calculated in relation to the maximum permeability. After adhesive photopolymerization, was applied the composite resin Filtek Z350 XT (3M-ESPE) with incremental technique. The specimens were cycled to 5000 thermal cycles and 120,000 mechanical cycles, and microtensile bond strength test was applied. Additionally they were observed in scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM). The groups were analyzed by ANOVA, paired t test and Tukey test (5%). No significant differences were observed between the groups on initial permeability (p=0.48) and after treatment (p=0.70). Permeability percentage after treatment wa... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre