A construção em aço no Brasil vem crescendo significativamente de forma que muitas empresas tem disponibilizado vários tipos de perfis metálicos destinados à construção civil em especial a construção de edifícios de andares múltiplos. No ano de 2000 começou a fabricação dos perfis soldados por alta freqüência. Fabricados de acordo com os requisitos da ASTM A769: 2000, este tipo de perfil rompe a barreira imposta pelos sistemas convencionais de fabricação de perfis soldados por ser um processo contínuo, de grande velocidade (cerca de 30 m/min), ausência de material de deposição e a existência de um material excedente (rebarba) ao longo do cordão de solda. A necessidade de se conduzir ensaios que possam fornecer subsídios sobre o desempenho de qualquer sistema operacional, seja ele técnico, científico ou mesmo social é atualmente inquestionável. Uma das principais causas da diminuição da durabilidade dos materiais é, sem dúvida, a corrosão e uma das mais comuns e freqüentes é a corrosão atmosférica, já que a maioria dos sistemas, seja sob a forma de estrutura ou equipamento, é exposta diretamente á ação da atmosfera ambiente. Assim esta dissertação procurou avaliar os parâmetros de desempenho e durabilidade em serviço. Para isto foi elaborada uma série de ensaios que permitiram avaliar a influência das variáveis existentes nos processos fabricação, materiais e utilização no que refere a questão da corrosão atmosférica. No levantamento bibliográfico efetuado, foi possível constatar a carência de resultados de ensaios que abordassem os aspectos relacionados à corrosão para os perfis soldados por alta freqüência. Os estudos foram realizados na cidade de Ipatinga-Mg no Laboratório da Usiminas. Para análise da corrosão foram realizados diversos ensaios entre eles o ensaio acelerado em Câmara Salina ,com solução de 5% de NaCl para amostras pintadas e sem pintura conforme NBR 8094. Ficaram expostos por 1728 horas. A avaliação mostra pouca ou nenhuma influência da zona da eletrossolda no desempenho do perfil.

Neste trabalho foi investigada a influência de alguns parâmetros, como, pH, natureza e concentração dos ânions alifáticos (tartarato, citrato e oxalato), concentração do monômero e densidade de corrente na síntese eletroquímica de filmes de polipirrol (PPy) sobre superfícies de alumínio 99,9 % m/m. Os filmes de PPy foram depositados eletroquimicamente por voltametria cíclica e pela técnica galvanostática. O mecanismo envolvido considera o crescimento simultâneo de uma camada de óxido de alumínio com o filme polimérico. Neste sentido, a natureza dos ânions desempenha um papel chave no crescimento do PPy, pois influencia o tipo de camada de óxido formada (porosa ou barreira) e altera as propriedades eletrônicas e mecânicas dos filmes poliméricos, afetando a condutividade, a estabilidade e a morfologia dos filmes de PPy formados. Ensaios de anodização galvanostática de superfícies de alumínio mostraram que a espessura da camada de óxido aumenta na seqüência: ácido oxálico < ácido tartárico < ácido cítrico. A camada de óxido de alumínio formada em meio contendo ácido oxálico é mais porosa e favorece o processo de eletrodeposição do PPy, pois os poros dessa camada de óxido agem como sítios ativos para a formação dos primeiros núcleos do polímero. Independente do eletrólito utilizado, o crescimento do PPy é favorecido em meio ácido e por adição de maiores concentrações do monômero. Foi observado que o valor do potencial, onde ocorre o crescimento do polímero aumenta com o aumento da densidade de corrente elétrica aplicada. Para uma mesma densidade de corrente elétrica aplicada num mesmo intervalo de tempo, a espessura dos filmes de PPy depende da natureza do eletrólito e aumenta na seqüência: cítrico < tartárico < oxálico. Este comportamento também foi relacionado com a maior espessura da camada de óxido de alumínio. Durante a eletrodeposição do PPy, além do crescimento do polímero, pode ocorrer a superoxidação, um processo de degradação que gera defeitos ao longo da cadeia polimérica. A superoxidação depende da natureza do eletrólito utilizado e aumenta com o aumento da densidade de corrente, conforme foi detectado nas análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e absorção de radiação no infravermelho (FTIR). A proteção das superfícies de alumínio recobertas pelos filmes de PPy foi investigada através de ensaios de polarização potenciodinâmica e por espectroscopia de impedância eletroquímica. Estes ensaios mostraram os filmes de PPy formados galvanostaticamente a densidades de corrente elétrica menores (2,5 mA m-2) protegem melhor as superfícies de alumínio contra corrosão. Este comportamento foi atribuído ao menor grau de superoxidação destes filmes, que são mais homogêneos e menos porosos do que aqueles formados sob densidades de corrente maiores (10 mA cm-2). Também foi observado que as superfícies de alumínio recobertas com os filmes de PPy formados em meio contendo ácido tartárico estão mais protegidas contra corrosão do que as recobertas com os filmes formados em meios contendo, respectivamente, ácidos cítrico ou oxálico. Este comportamento foi associado ao grau maior de dopagem e ao menor grau de superoxidação dos filmes poliméricos formados em ácido tartárico.

O dióxido de titânio é um material usado em uma grande variedade de aplicações comuns e de alta tecnologia. Tem sido intensamente investigado por suas excelentes propriedades ópticas, elétricas e químicas, que o tornam apropriado para aplicações como células solares fotoquímicas, sensores de gases, filtros de interferência dielétricas, etc. Neste trabalho é proposta a investigação das melhores condições para deposição de filmes finos cristalinos de TiO2, preparado em baixas temperaturas (<150C) por magnetron sputtering reativo sobre substratos de silício tipo p. Para isso, o efeito da variação dos parâmetros de deposição como distância entre alvo e substrato, pressão total dos gases, concentração de oxigênio na mistura Ar+O2 e polarização do substrato, nas características dos filmes depositados foram estudadas e correlacionadas. É bem conhecido que altas temperaturas de processo favorecem a cristalização do filme. Todavia, temperaturas elevadas de deposição podem induzir a degradação das camadas estruturais promovendo reações interfaciais, interdifusão e outros defeitos na formação dos filmes. Estes problemas são as razões principais para se explicar o baixo desempenho ou até mesmo falha em alguns dispositivos fabricados. Neste trabalho foi demonstrado que é possível a obtenção de filmes cristalinos crescidos por processos de sputtering em baixa temperatura, mediante o uso parâmetros de deposição específicos. Isto é muito importante quando filmes cristalinos devem ser crescidos sobre substratos sensíveis a temperatura. A influência do aquecimento do substrato, pela descarga de plasma, na cristalização dos filmes finos de TiO2 depositados em substratos não aquecidos de silício, foi estudada para diversos valores de distância entre alvo e substrato e concentração de oxigênio na mistura de gases. Os resultados mostram que a temperatura superficial do substrato durante o processo de deposição é mais alta que a temperatura de substrato medida convencionalmente. A diferença pode alcançar 75C para deposições usando oxigênio puro. A espessura, estrutura e morfologia superficial dos filmes foram analisadas utilizando-se perfilometria, difração de raios x (XRD) e microscopia de força atômica (AFM), respectivamente. Resultados de XRD revelam que quando depositado sem aquecimento o filme de TiO2 tende a ser amorfo ou na forma anatasio para as condições normais de operação do magnetron (pressão=0,7 Pa, potência de 150W), dependendo da distância entre alvo e substrato. Observou-se que a fase rutílio somente foi obtida em pressões reduzidas (<0,5 Pa) ou sob polarização do substrato. Além disso, as medidas de AFM apontam para a formação de filmes com superfícies bastante rugosas, quando o substrato foi polarizado com voltagens entre -50 V e -200 V, este é um fato interessante quando se deseja a aplicação deste material como emissor de campo elétrico. Conclui-se que um controle rigoroso dos parâmetros de deposição e o uso da técnica de espectrometria de massas promovem um método eficiente para otimização dos compostos gerados na descarga e consequentemente condições estáveis de deposição para o crescimento de filmes finos cristalinos de TiO2 em baixas temperaturas de deposição.

Um progresso substancial tem sido feito no desenvolvimento de sistemas de pintura automatizados nos últimos anos, particularmente na aplicação de robôs em linhas de pintura automotivas e outros ramos industriais. Embora seja estimulado pela necessidade de redução de custos da pintura por item, estes sistemas robotizados de pintura também podem fornecer melhor qualidade e versatilidade nas aplicações de pintura, bem como aumentar a segurança dos trabalhadores retirando-os das cabinas de pintura, zona de trabalho considerada como insalubre. No campo automotivo, carcaças de veículos e caminhões são conduzidas através de transportadores industriais para serem indexados nos sistemas de aplicação robotizada de pintura, o que é um método muito prático para itens pequenos tais como: carrocerias, peças de veículos, porém não é muito prático para grandes carenagens, como aeronaves. O objeto do trabalho consiste na proposição, projeto e avaliação de uma célula robotizada para executar pintura de grandes carenagens, tais como aeronaves, de tal maneira que a tarefa seja efetuada repetitivamente obedecendo ao ciclo produtivo de pintura, uma vez estabelecido um determinado posicionamento da aeronave no hangar de pintura. Os principais equipamentos da célula são dimensionados de acordo com as condições de referência assumidas. Modelos cinemáticos e dinâmicos são determinados e utilizados no projeto. As provas de conceito, a verificação de projeto e o desenvolvimento da aplicação são efetuados através de simulação do sistema em plataforma 3-D utilizando o software Delmia Ultra Paint. São apresentados os benefícios do processo e de grandeza econômica para o tipo de solução ao segmento aeronáutico, que tem sido lento no processo de automação pelo fato da baixa produção e o alto custo da automação.

A adesão do revestimento é uma propriedade crítica quando se trata de ferramentas de corte. O uso de brocas helicoidais de aço rápido revestidas com TiN propiciam o uso de velocidades de corte mais altas e velocidades de avanço maiores que as velocidades usadas com ferramentas sem revestimento. Contudo, uma adesão adequada é bastante importante, pois a ferramenta com revestimento com adesão insuficiente se comporta pior que aquela sem revestimento. A formação de partículas duras e abrasivas, resultantes da destruição prematura do revestimento, acelera o desgaste das superfícies que estão em contato de deslizamento. Uma nova técnica de limpeza e texturização de superfícies usando um feixe de laser, que antecede a aplicação do revestimento, foi aplicada a um conjunto de brocas e seu desempenho foi comparado àquele de outro conjunto de brocas convencionais sem texturização. No processo, um laser pulsado e de alta taxa de repetição provoca uma texturização advinda da formação de poças líquidas. Após a solidificação, ocorre a formação de microestruturas que permitem uma melhor ancoragem do revestimento. Utilizando como parâmetros de avaliação o número de furos e o desgaste de flanco, os grupos foram avaliados na furação do aço carbono e inoxidável. Os resultados mostram um significativo aumento da vida das brocas texturizadas antes do revestimento.

Estruturas coladas têm sido amplamente estudadas nos últimos anos. A indústria aeroespacial tem especial interesse em juntas coladas porque são mais leves que as conexões mecânicas de alumínio (parafusadas ou rebitadas). Além disso, é esperado aumento na vida em fadiga. Para melhores desempenhos, as juntas coladas devem ser submetidas à pré-tratamentos superficiais e a cura do adesivo deve acontecer sob condições controladas de umidade do ar e temperatura. Estes procedimentos são, em geral, de custos inviáveis para pequenas aeronaves e UAV's (Unmanned Aerial Vehicles - Veículo Aéreo Não Tripulado), onde preparações simples são requeridas. Neste estudo, juntas de alumínio coladas com diferentes pré-tratamentos superficiais (lixamento, jateamento e anodização crômica) e diferentes condições de cura (24, 80 e 120C) são submetidas a ensaios de cisalhamento trativo e comparadas. O objetivo é realizar uma investigação numérica e experimental para placas de alumínio coladas com adesivo, abordando tratamento superficial, tipo de adesivo, modelo de elementos finitos (MEF), distribuição de tensões da junta, carga de ruptura do adesivo e ensaios de cisalhamento trativo. Além disso, a análise por elementos finitos das juntas são apresentadas para prever a distribuição de tensões da junta e compará-las com os resultados experimentais. Medidas de ângulo de contato, rugosidade e varreduras no microscópio eletrônico (MEV), bem como os diferentes tratamentos superficiais são apresentados para caracterizar a superfície do aderente de alumínio 2024-T3 colado com adesivo em pasta ou filme adesivo. Corpos-de-prova curados em temperatura ambiente e em estufa apresentaram diferentes resultados, devido ao tipo de pré-tratamento superficial e o tipo de adesivo. Por meio de uma análise não linear foi possível prever a carga de ruptura do adesivo.

Materiais empregados em veículos espaciais estão sujeitos a um ambiente térmico agressivo. Estes materiais são empregados principalmente em tubeiras de exaustão dos gases de motor foguete e nas superfícies expostas ao severo ambiente da reentrada atmosférica. O ensaio em laboratório é fundamental para a qualificação dos materiais empregados em sistemas de proteção térmica de veículos espaciais. Este trabalho apresenta os resultados de pesquisas experimentais realizadas no Laboratório de Plasmas e Processos do ITA, cujo objetivo principal foi qualificar materiais utilizados em sistemas de proteção térmica de veículos espaciais. Um túnel de plasma foi concebido utilizando-se a infra-estrutura laboratorial existente, cujos principiais componentes foram: uma câmara de processos de 3,2 m3, um sistema de vácuo com capacidade de bombeamento de 500 m3/h, e uma tocha de plasma alimentada por uma fonte de energia elétrica de corrente contínua de 50 kW. Os parâmetros de operação do túnel de plasma foram otimizados para reproduzirem condições próximas do ponto crítico de reentrada do SARA (Satélite de Reentrada Atmosférica) um veículo espacial em desenvolvimento pelo IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço) com o objetivo de realizar experimentos científicos de micro gravidade. Foram gerados jatos de plasmas de ar e nitrogênio. O ambiente reproduzido apresentou um fluxo térmico de 2,2 MW/m2, número de Mach de 4.1, entalpia de 6,7 MJ/kg e uma altitude simulada próxima de 40 km. Foi realizada a caracterização do jato de plasma e das amostras de materiais compósitos de quartzo-fenólico, carbono-fenólico, carbono-carbono e carbono-carbeto de silício. Algumas propriedades ablativas (perda de massa e calor de ablação) e térmicas (difusividade térmica e emissividade) das amostras foram verificadas. Os efeitos da interação do plasma com os materiais foram analisados por MEV (Microscopia de Varredura Eletrônica), EDX (Energia Dispersiva de Raios X) e Difração de Raios X. Os resultados alcançados possibilitam o desenvolvimento de uma metodologia para a qualificação de materiais utilizados em sistemas de proteção térmica em ambiente de reentrada atmosférica utilizando um túnel de plasma, bem como apresentam as principais propriedades de alguns materiais largamente empregados em sistemas de proteção térmica.

A busca por uma plataforma mais eficiente ée uma importante estratégia na manutenção da competitividade na indústria aeronáutica. Mais especificamente na aviação comercial, a busca por estruturas mais leves, resistentes e de fácil manutenção ée a tradução desta eficiência desejada. Neste cenário, novos materiais com propriedades cada vez mais otimizadas desempenham um papel fundamental. As ligas de alumínio contendo lítio surgiram há algumas décadas; porém, ainda hoje, sua aplicação ée restrita. Com uma superioridade marcante em alguns aspectos em relação às ligas de alumínio convencionais mais utilizadas atualmente, esta classe de ligas apresenta algumas particularidades, por exemplo, custo, gestão das sobras e algumas propriedades específicas, que truncaram seu uso extensivo na indústria aeronáutica. Foram necessárias décadas de aperfeiçoamento na composição de elementos de liga e tratamentos térmicos e termomecânicos para que hoje estivessem disponíveis algumas ligas da chamada terceira geração, nas quais muitos destes problemas foram mitigados. Ainda assim, são grandes os desafios para a introdução desta classe de ligas em uma aeronave, desde a fase de projeto atée a estratégia de mercado para a compra e gestão de peças de reposição. Dentro deste contexto, o presente trabalho avaliou a aplicação da liga AA2198 de alumínio-lítio da terceira geração para aplicação em revestimentos de fuselagem de aeronaves, em substituição à liga AA2024. Foram considerados aspectos de projeto, avaliadas as propriedades mecânicas e realizadas operações de conformação plástica por estiramento utilizando-se chapas de 1,6 mm de espessura, concluindo-se que, nestes aspectos, a liga AA2198 pode substituir com vantagens a liga AA2024 devido a um conjunto superior de propriedades mecânicas e um comportamento similar em condições de processamento para obtenção de peças conformadas.

Inibição de corrosão do zinco foi investigada usando o método de perda de massa. Benzotriazol-5-ácido carboxílico, numa faixa de concentração de 5x10-4 a 2x10-5 mol L-1, foi usado como inibidor em solução aquosa de NaCl 3%, a 25 C. O mecanismo inibidor foi estudado aplicando-se os modelos das isotermas de Flory-Huggins e Bockris-Swinkels aos dados experimentais. A melhor abordagem foi obtida usando a isoterma de Bockris-Swinkels. A energia livre de adsorção e o parâmetro que envolve o efeito lateral foram calculados. Verificou-se ainda que três moléculas de água são deslocadas por uma molécula do inibidor no processo de adsorção. Outros três inibidores de corrosão foram usados: a) benzotriazol (BTAH); b) metil-1H-BTAH e c) BTAH + metil-1H-BTAH. A corrosão do zinco foi estudada com esses inibidores em solução aquosa de NaCl 3%, a 25 C. Os resultados obtidos foram comparados de acordo com os modelos de isotermas de Langmuir, Frumkin, Temkin, Freundlich, Flory-Huggins e El-Awady et al.. Boa concordância com os dados experimentais foi obtida com as isotermas de adsorção de Langmuir, Flory-Huggins e El-Awady et al.. Observou-se um efeito sinérgico na inibição da corrosão quando se associou BTAH com metil-1H-BTAH. A adsorção de BTAH na superfície do cobre em meio ácido acético 0,10 mol L-1 foi também estudada usando a técnica de perda de massa. Os resultados do grau de cobertura (q) da superfície com o BTAH adsorvido obtidos a partir das isotermas de adsorção foram usados para calcular os parâmetros cinéticos e termodinâmicos. A isoterma de Frumkin mostrou que não ocorre a interação lateral e o seu valor é praticamente independente do grau de cobertura, (q). Os valores negativos de LG indicam que os inibidores são fortemente adsorvidos na superfície do cobre e zinco e que a reação de adsorção é espontânea.

A indústria automobilística trabalha com diferentes tipos de revestimentos para elementos de fixação (porcas, parafusos e etc.) buscando alta resistência à corrosão com baixas espessuras, eliminar o risco de fragilização pelo hidrogênio e melhoria nas propriedades tribológicas. O trabalho tem como objetivo determinar a influência das interações entre o tratamento superficial dos fixadores e das contra-peças na variação dos coeficientes de atrito atuantes no processo de montagem. A variação do coeficiente de atrito tem grande importância na força de montagem, uma vez que, para um mesmo torque e quanto maior o atrito, menor será a força tensora. Pela realização de ensaios no Equipamento de Torque e Tensão, obtêm-se os dados de força de tensora, torque total, torque na face de assentamento da flange da porca, torque na rosca e os respectivos coeficientes de atrito. Com os dados dos coeficientes de atrito obtidos dos ensaios com diferentes revestimentos e contra-peças, é possível determinar para cada junta aparafusada específica que variação ocorre e qual deve ser a alteração necessária a fim de manter a dispersão da força de montagem (força tensora). Após a realização dos ensaios e apresentação dos dados é possível avaliar que o revestimento organometálico mais selante possui maior compatibilidade em superfícies sem revestimento. Em superfícies que são revestidas em KTL essa compatibilidade reduz significativamente, mas com a adição do óleo controlador de atrito torque'n tension a condição é revertida para valores bem próximos de uma superfície sem revestimento.