Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-06Bitstream added on 2014-06-13T19:55:29Z : No. of bitstreams: 1 teixeira_kd_me_guara.pdf: 3359686 bytes, checksum: 99856978cd25324653f6bcfa0f289211 (MD5) / O Ferro Fundido é amplamente utilizado na indústria de autopeças do setor automobilístico, principalmente em anéis de pistão, camisa de cilindros, discos de freios e outros, devido a sua boa resistência ao atrito e desgaste, por ter boa condutividade térmica e ser antivibracional. Com a globalização, grandes esforços vêm sendo feitos por pesquisadores, direcionados ao desenvolvimento de novos materiais que atendam os mercados mundiais, trazendo a competitividade necessária na busca de processos de fabricação e pesquisas, objetivando redução de custos, qualidade e produtividade, sendo que no ramo automobilístico a realidade não é diferente. Motores menores e mais leves têm aumentado constantemente os carregamentos térmicos e mecânicos dos componentes, na qual o sistema tribológico do anel de pistão é dos mais complexos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento tribológico através do teste de bancada pino-disco dos pares: Ferro Fundido Cinzento Centrifugado/ Ferro Fundido Cinzento MC12 e Ferro Fundido Cinzento Centrifugado/ Ferro Fundido Cinzento MC13 em função da velocidade de deslizamento (0,5 m/s, 1,0 m/s e 1,5 m/s). Para os discos (MC 12 e MC 13) a taxa de desgaste decresceu linearmente com o aumento da velocidade de deslizamento, já para os pinos em Ferro Fundido Cinzento Centrifugado, a taxa de desgaste decresceu até 1,0 m/s, e a 1,5 m/s a taxa de desgaste apresentou um ligeiro aumento, determinado pela instabilidade gerada pelo aquecimento da superfície e formação da camada de óxido. O par Centrifugado/ MC 13 apresentou melhor desempenho a 0,5 m/s e o par Centrifugado/ MC 12 a 1,0 e 1,5 m/s. Verificou-se que os mecanismos de desgaste atuantes são: adesão (0,5 m/s), adesão + oxidação (1,0 m/s) e oxidação (1,5 m/s). Em todas as velocidades de deslizamento, os mecanismos principais de desgaste são seguidos de microabrasão / The cast iron is widely used in auto parts industry in the automotive sector, mainly in piston rings, cylinder liners, brake discs and others due to its good resistance to friction and wear, to have good thermal conductivity and be antivibrational. With globalization, great efforts have been made by researchers, directed the development of new materials that meet the global markets, bringing the competitiveness required in the pursuit of manufacturing processes and research, aiming at cost reduction, quality and productivity, and the branch automotive reality is no different. Smaller engines and lighter loads have steadily increased thermal and mechanical components, in which the tribological system piston ring is the most complex. The aim of this study was to evaluate the tribological behavior through the test bench pin-disk pairs: Centrifuged Gray Cast Iron/ Gray Cast Iron MC 12 and Centrifuged Gray Cast Iron/ MC 13 depending on sliding velocity (0.5m/s, 1.0 m/s and 1.5 m/s). For discs (MC 12 and MC 13) the wear rate decreased linearly with increasing sliding velocity, since the pins on Cast Iron Grey centrifuged, the wear rate decreased to 1.0 m / s, and 1, 5 m / s the wear rate increased slightly, as determined by the instability caused by surface heating and the formation of the oxide layer. The pair centrifuged / MC 13 performed better than 0.5 m / s and centrifuged pair / MC 12 to 1.0 and 1.5 m / s. It was found that the prevalent wear mechanisms are adhesion (0.5 m / s), adhesion + oxidation (1.0 m / s) and oxidation (1.5 m / s). In all sliding velocities, the main mechanisms of wear are followed by abrasion

This thesis analyses the tyre-pavement interaction concerning both friction and noise generation. A tribological approach was used to analyze the tyre-pavement system interaction on different conditions. Samples of pavement surfaces were extracted from a highway in the state of São Paulo, and analyzed in the laboratory. The British Pendulum Portable test was used to evaluate the pavement friction. Friction was evaluated in a systematic way, at different temperatures, with different rubbers, and at different lubricating conditions. With the different lubricating conditions, adhesion and hysteresis friction mechanisms were evaluated separately. Several tests were used to characterize the pavement surface, including the Outflow test and a Photometric technique, both with devices developed at the Pavement Technology Laboratory (LTP). With the photometric technique specific texture characteristics were evaluated and texture indicators were used in an attempt to determine whether a pavement surface is positive or negative. A previous tyre-pavement noise research data set was confronted with the surface characteristics to evaluate the effect of a positive or negative surface on noise generation. The same evaluation was used on friction, with the British Pendulum Tester data. Data verification criteria were adopted, given that many of the tests carried out in this thesis are modified from the standardized version. When the test data was successfully verified, a statistical analysis was carried out to identify the relevance of each variable on the resulting pavement performance. As a particular result, the relevance of adhesive friction was verified. The statistical analysis revealed the important role of pavement surface characteristics, specially the surface skewness. Friction and contact models were modified to account for the relevant parameters indicated by the statistical analysis. / Este trabalho analisa a interação pneu-pavimento tanto com relação ao atrito quanto a geração de ruído. Uma abordagem tribológica foi utilizada para analisar a interação do sistema pneu-pavimento em diferentes condições de ensaio. Amostras de superfícies de pavimentos foram extraídas de uma rodovia no estado de São Paulo, e analisadas em laboratório. O ensaio de Pêndulo Britânico foi utilizado para avaliar o atrito da superfície do pavimento de uma forma sistêmica, em diferentes temperaturas, com diferentes borrachas e condições de lubrificação. Com as diferentes condições de lubrificação, as componentes de atrito por histerese e por adesão foram analisadas e forma separada. A caracterização das superfícies se deu pelo método da Mancha de Areia, pelo Drenômetro, com equipamento desenvolvido no LTP, e utilizando uma técnica de fotometria, com equipamento também desenvolvido no LTP. Com a técnica de fotometria, diferentes características de textura das superfícies foram analisadas, e indicadores de textura foram criados em uma tentativa de diferenciar uma textura positiva de uma negativa. Dados de pesquisas anteriores sobre ruído, utilizando os mesmos tipos de revestimento, foram utilizadas para avaliar o efeito de uma textura positiva ou negativa no desempenho acústico. O efeito de uma textura positiva ou negativa também foi verificado em relação ao atrito, com os dados do Pêndulo Britânico. Diferentes critérios de verificação de dados foram utilizados, já que diversos ensaios utilizados deste trabalho partem de modificações dos ensaios padronizados, descritos em normas. Após a verificação dos dados, foi feita uma análise estatística para identificar a relevância de cada variável analisada no desempenho resultante do pavimento. Um resultado particular foi a confirmação da importância do atrito por adesão. A análise estatística revelou a importância de características da superfície dos pavimentos analisados, em especial, a importância da skewness da superfície. Modelos de atrito e contato foram modificados para incluir os parâmetros que foram apontados como relevantes na análise estatística.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica e Gestão Industrial, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor Luís Andrade Ferreira / Tese de mestr.. Engenharia Mecânica e Gestão Industrial. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1995

Resumo: O Ferro Fundido é amplamente utilizado na indústria de autopeças do setor automobilístico, principalmente em anéis de pistão, camisa de cilindros, discos de freios e outros, devido a sua boa resistência ao atrito e desgaste, por ter boa condutividade térmica e ser antivibracional. Com a globalização, grandes esforços vêm sendo feitos por pesquisadores, direcionados ao desenvolvimento de novos materiais que atendam os mercados mundiais, trazendo a competitividade necessária na busca de processos de fabricação e pesquisas, objetivando redução de custos, qualidade e produtividade, sendo que no ramo automobilístico a realidade não é diferente. Motores menores e mais leves têm aumentado constantemente os carregamentos térmicos e mecânicos dos componentes, na qual o sistema tribológico do anel de pistão é dos mais complexos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento tribológico através do teste de bancada pino-disco dos pares: Ferro Fundido Cinzento Centrifugado/ Ferro Fundido Cinzento MC12 e Ferro Fundido Cinzento Centrifugado/ Ferro Fundido Cinzento MC13 em função da velocidade de deslizamento (0,5 m/s, 1,0 m/s e 1,5 m/s). Para os discos (MC 12 e MC 13) a taxa de desgaste decresceu linearmente com o aumento da velocidade de deslizamento, já para os pinos em Ferro Fundido Cinzento Centrifugado, a taxa de desgaste decresceu até 1,0 m/s, e a 1,5 m/s a taxa de desgaste apresentou um ligeiro aumento, determinado pela instabilidade gerada pelo aquecimento da superfície e formação da camada de óxido. O par Centrifugado/ MC 13 apresentou melhor desempenho a 0,5 m/s e o par Centrifugado/ MC 12 a 1,0 e 1,5 m/s. Verificou-se que os mecanismos de desgaste atuantes são: adesão (0,5 m/s), adesão + oxidação (1,0 m/s) e oxidação (1,5 m/s). Em todas as velocidades de deslizamento, os mecanismos principais de desgaste são seguidos de microabrasão / Abstract: The cast iron is widely used in auto parts industry in the automotive sector, mainly in piston rings, cylinder liners, brake discs and others due to its good resistance to friction and wear, to have good thermal conductivity and be antivibrational. With globalization, great efforts have been made by researchers, directed the development of new materials that meet the global markets, bringing the competitiveness required in the pursuit of manufacturing processes and research, aiming at cost reduction, quality and productivity, and the branch automotive reality is no different. Smaller engines and lighter loads have steadily increased thermal and mechanical components, in which the tribological system piston ring is the most complex. The aim of this study was to evaluate the tribological behavior through the test bench pin-disk pairs: Centrifuged Gray Cast Iron/ Gray Cast Iron MC 12 and Centrifuged Gray Cast Iron/ MC 13 depending on sliding velocity (0.5m/s, 1.0 m/s and 1.5 m/s). For discs (MC 12 and MC 13) the wear rate decreased linearly with increasing sliding velocity, since the pins on Cast Iron Grey centrifuged, the wear rate decreased to 1.0 m / s, and 1, 5 m / s the wear rate increased slightly, as determined by the instability caused by surface heating and the formation of the oxide layer. The pair centrifuged / MC 13 performed better than 0.5 m / s and centrifuged pair / MC 12 to 1.0 and 1.5 m / s. It was found that the prevalent wear mechanisms are adhesion (0.5 m / s), adhesion + oxidation (1.0 m / s) and oxidation (1.5 m / s). In all sliding velocities, the main mechanisms of wear are followed by abrasion / Orientador: Sergio João Crnkovic / Coorientador: Humberto Lopes Rodrigues / Banca: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Banca: Sandra Giacomin Schneider / Mestre

O trabalho pioneiro de Krim e Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] revelou a origem da natureza viscosa do atrito em escala atômica gerando uma extensiva atividade teórica e experimental na área da tribologia. Em trabalho posterior, Struntz e Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601(1998)] estudaram em detalhes o atrito não linear no modelo Frenkel-Kontorova e identificaram como origem do atrito a ressonância da velocidade de deslizamento com os modos internos de vibração da cadeia e a formação de kinks. Mais recentemente Fusco e Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95(2003); Thin Solid Films 428, 34(2003)] observaram, através de simulação numérica, o mesmo fenômeno ressonante no atrito de um dímero deslizando sobre uma superfície com potencial periódico unidimensional. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] estudaram mais profundamente esse modelo e descobriram o efeito de histerese no sistema. Nossa pesquisa busca ampliar o modelo unidimensional estudado nos trabalhos anteriores para um modelo bidimensional, aproximando-se assim de um modelo mais real. Para tanto, provamos primeiro a validade do modelo bidimensional, reproduzindo os resultados obtidos pelo modelo unidimensional e observando em seguida de que forma a inclusão de uma nova dimensão resulta numa dinâmica diferente frente ao modelo unidimensional. Avaliamos como a comensurabilidade afeta a dinâmica do dímero para diferentes configurações iniciais, e como resultado sempre constatamos que, para estados comensurados, o atrito é mais forte. A descoberta mais interessante foi que, ao reproduzir as curvas características obtidas pelo trabalho de Gonçalves et al., dando um giro inicial para o dímero, obtivemos mais um fenômeno ressonante, agora em relação a velocidade de rotação do dímero. Nossos resultados descrevem toda à dinâmica de um dímero deslizando sobre uma superfície bidimensional periódica e podem servir de base para elucidar os princípais fatores envolvidos na origem do atrito em objetos pequenos. / The pioneering work of Krim and Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] unveiled the origin of the viscous nature of friction at the atomic scale generating extensive experimental and theoretical activity in the area of tribology. A posterior work by Struntz and Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601 (1998)] aimed at the nonlinear friction of the Frenkel-Kontorova model and identified its origins in the resonance of the sliding velocity with the internal vibration modes of the chain and the formation of kinks. More recently, Fusco and Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95 (2003); Thin Solid Films 428, 34( 2003)] have identified by numerical solutions the same resonance phenomenon in the friction of a dimer sliding over a unidimensional periodic substrate. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] extended this model further and discovered the effects of hysteresis in the system. Our research aims at extending the unidimensional model studied in the works to a bidimensional model, approximating it thus to reality. We first proved the vality of the bidimensional model by reproducing the results of the unidimensional model, then observing how that the inclusion of a new dimension results in a new dynamic. We studied how commensurability affects the dynamics for different configurations, and as a result we verified that friction is always stronger at commensurated states. The most striking result was that, by reproducing the caracteristic curves made by Gonçalves et al. with an inicial rotation, we found one more resonance phenomenon, now conected to the rotation velocity of the dimer. Our results describe the whole dynamics of a dimer sliding on a periodic bidimensional substrate and may serve as a starting point to explain the main factors related to the origin of friction for small objects.

Tribocorrosion ist für viele Jahre durch Elektrochemischewissenschaftler sowie durch Tribologiewissenschaftler mit unterschiedlichen Fokus studiert worden. Electrochemists und Korrosionwissenschaftler sind an der Studie der Kinetik von repassivation der Metalloberflächen interessiert worden, die durch das Scrating Prozeß aktiviert werden. Andererseits sind tribologists interessiert worden an, wie Oberflächenoxidation während des Rubbing die Rate des mechanischen Verschleißes beeinflußt. Vor kurzem hat die gegenseitige Abhängigkeit der mechanischen und Elektrochemieeinheiten erhöhte Aufmerksamkeit aufgeworfen. Die elektrochemischen Methoden sind besonders entsprochen für dieses purpoise wohles, weil sie eine beschleunigte ätzende Effektsimulation durch die Potentialsteuerung und die konsequente Stromdichteantwort zur Verfügung stellten. Diese Studie berichtet über eine tribocorrosion System Entwicklung. Der wichtigste Aspekt für dieses Arbeit ist das interection zwischen den mechanischen und elektrochemischen Parametern und den Maßen dieses Prozesses. Die tribology Tests wurden mit einem tribometer mit einem linearen Schieben gebildet. Elektrochemische Parameter wurden durch eine Galvanostat/Potentiostat EGE&G PAR 273 A gesteuert. Die Schnittstelle Zelle war mit der drei Elektroden Konfiguration wütend - bearbeiten Sie Elektrode in der horizontalen Position, SSC (gesättigtes Kalomel) Bezugselektrode mit einer Luggin Kapillare und Pint Gegenelektrode. Das Zelle Material war acrylsauer und die Temperatur wurde durch warmes Wasser gesteuert. Die potenciostatic Tests mit rostfreiem Stahl zeigten eine gute Reproduzierbarkeit der Resultate und eine gute Kapazität der Materialkennzeichnung unter tribocorrosion Bedingungen. / Em muitos sistemas tribológicos os materiais em contato estão expostos a um meio corrosivo e, assim, são submetidos simultaneamente a solicitações mecânicas e químicas ou eletroquímicas. Como exemplo típico tem-se os implantes ortopédicos e bombas químicas. A interação destas solicitações pode ser chamada de tribocorrosão e tem sido estudada há muitos anos sob diferentes enfoques. Eletroquímicos e cientistas em corrosão têm se interessado no estudo da cinética de repassivação de superfícies metálicas ativadas através do risco. Já os tribologistas têm seu interesse voltado para a o efeito da oxidação superficial no processo de desgaste mecânico. Mais recentemente, a atenção sobre a dependência mútua dos mecanismos mecânicos e eletroquímicos tem crescido. No estudo desta interação, o uso de métodos eletroquímicos são bastante adequados, uma vez que permitem a simulação do efeito corrosivo do meio através da imposição de potenciais, tendo como resposta densidades de corrente. Este trabalho trata do desenvolvimento de um sistema de medidas de tribocorrosão. Este sistema envolve os seguintes aspectos: controle dos parâmetros tribológicos e eletroquímicos e o uso célula eletroquímica de interface (STCzelle). Os parâmetros tribológicos foram aplicados através de um tribômetro que permite movimentos de deslocamento linear. Para aplicação e controle dos parâmetros eletroquímicos foi utilizado um potenciostato/galvanostato EG&G PAR 273. A célula eletroquímica de interface (STCzelle) possui a configuração de três eletrodos, onde o eletrodo de trabalho se localizava na parte inferior, na posição horizontal, o eletrodo de referência de calomelano saturado com o prolongamento de um capilar de Luggin e contra-eletrodo de Pt em forma de espiral. A célula foi construída em acrílico com circulação de água quente para controle da temperatura. Os testes potenciostáticos e potenciodinâmicos realizados com aço inoxidável AISI 316L apresentaram uma excelente reprodutibilidade dos resultados e uma boa caracterização do material sob condições de esforços mecânicos e eletroquímicos combinados. / Tribocorrosion has been studied for many years by electrochemists as well as by tribologists, using different approaches. Electrochemists and corrosion scientists have been interested in the study of kinetics of repassivation of metal surfaces activated by scrating process. On the other hand, tribologists have been interested in how surface oxidation during rubbing affects the rate of mechanical wear. More recently the mutual dependence of mechanical and electrochemistry mechanisms has raised increased attention. Electrochemical methods are particularly well suited for this purpose, because they provided an accelerated corrosive effect simulation through the potentials control and the consequent current density response. This study reports a tribocorrosion system development. The most important aspect for this work is the interection between mechanical and electrochemical parameters and the measurements of this process. The tribology tests were made with a tribometer with a linear sliding. Electrochemical parameters were controlled by a Galvanostat/Potentiostat EGE&G PAR 273 A. The interface cell was mad with three electrodes configuration - work electrode in the horizontal position, SSC (Saturated Calomel) reference electrode with a Luggin capillary and Pt counter-electrode. The cell material was acrylic and the temperature was controlled by warm water. The potenciostatic tests with stainless steel showed a good reproducibility of the results and a good capacity of materials characterization under tribocorrosion conditions.

This thesis analyses the tyre-pavement interaction concerning both friction and noise generation. A tribological approach was used to analyze the tyre-pavement system interaction on different conditions. Samples of pavement surfaces were extracted from a highway in the state of São Paulo, and analyzed in the laboratory. The British Pendulum Portable test was used to evaluate the pavement friction. Friction was evaluated in a systematic way, at different temperatures, with different rubbers, and at different lubricating conditions. With the different lubricating conditions, adhesion and hysteresis friction mechanisms were evaluated separately. Several tests were used to characterize the pavement surface, including the Outflow test and a Photometric technique, both with devices developed at the Pavement Technology Laboratory (LTP). With the photometric technique specific texture characteristics were evaluated and texture indicators were used in an attempt to determine whether a pavement surface is positive or negative. A previous tyre-pavement noise research data set was confronted with the surface characteristics to evaluate the effect of a positive or negative surface on noise generation. The same evaluation was used on friction, with the British Pendulum Tester data. Data verification criteria were adopted, given that many of the tests carried out in this thesis are modified from the standardized version. When the test data was successfully verified, a statistical analysis was carried out to identify the relevance of each variable on the resulting pavement performance. As a particular result, the relevance of adhesive friction was verified. The statistical analysis revealed the important role of pavement surface characteristics, specially the surface skewness. Friction and contact models were modified to account for the relevant parameters indicated by the statistical analysis. / Este trabalho analisa a interação pneu-pavimento tanto com relação ao atrito quanto a geração de ruído. Uma abordagem tribológica foi utilizada para analisar a interação do sistema pneu-pavimento em diferentes condições de ensaio. Amostras de superfícies de pavimentos foram extraídas de uma rodovia no estado de São Paulo, e analisadas em laboratório. O ensaio de Pêndulo Britânico foi utilizado para avaliar o atrito da superfície do pavimento de uma forma sistêmica, em diferentes temperaturas, com diferentes borrachas e condições de lubrificação. Com as diferentes condições de lubrificação, as componentes de atrito por histerese e por adesão foram analisadas e forma separada. A caracterização das superfícies se deu pelo método da Mancha de Areia, pelo Drenômetro, com equipamento desenvolvido no LTP, e utilizando uma técnica de fotometria, com equipamento também desenvolvido no LTP. Com a técnica de fotometria, diferentes características de textura das superfícies foram analisadas, e indicadores de textura foram criados em uma tentativa de diferenciar uma textura positiva de uma negativa. Dados de pesquisas anteriores sobre ruído, utilizando os mesmos tipos de revestimento, foram utilizadas para avaliar o efeito de uma textura positiva ou negativa no desempenho acústico. O efeito de uma textura positiva ou negativa também foi verificado em relação ao atrito, com os dados do Pêndulo Britânico. Diferentes critérios de verificação de dados foram utilizados, já que diversos ensaios utilizados deste trabalho partem de modificações dos ensaios padronizados, descritos em normas. Após a verificação dos dados, foi feita uma análise estatística para identificar a relevância de cada variável analisada no desempenho resultante do pavimento. Um resultado particular foi a confirmação da importância do atrito por adesão. A análise estatística revelou a importância de características da superfície dos pavimentos analisados, em especial, a importância da skewness da superfície. Modelos de atrito e contato foram modificados para incluir os parâmetros que foram apontados como relevantes na análise estatística.

Tribocorrosion ist für viele Jahre durch Elektrochemischewissenschaftler sowie durch Tribologiewissenschaftler mit unterschiedlichen Fokus studiert worden. Electrochemists und Korrosionwissenschaftler sind an der Studie der Kinetik von repassivation der Metalloberflächen interessiert worden, die durch das Scrating Prozeß aktiviert werden. Andererseits sind tribologists interessiert worden an, wie Oberflächenoxidation während des Rubbing die Rate des mechanischen Verschleißes beeinflußt. Vor kurzem hat die gegenseitige Abhängigkeit der mechanischen und Elektrochemieeinheiten erhöhte Aufmerksamkeit aufgeworfen. Die elektrochemischen Methoden sind besonders entsprochen für dieses purpoise wohles, weil sie eine beschleunigte ätzende Effektsimulation durch die Potentialsteuerung und die konsequente Stromdichteantwort zur Verfügung stellten. Diese Studie berichtet über eine tribocorrosion System Entwicklung. Der wichtigste Aspekt für dieses Arbeit ist das interection zwischen den mechanischen und elektrochemischen Parametern und den Maßen dieses Prozesses. Die tribology Tests wurden mit einem tribometer mit einem linearen Schieben gebildet. Elektrochemische Parameter wurden durch eine Galvanostat/Potentiostat EGE&G PAR 273 A gesteuert. Die Schnittstelle Zelle war mit der drei Elektroden Konfiguration wütend - bearbeiten Sie Elektrode in der horizontalen Position, SSC (gesättigtes Kalomel) Bezugselektrode mit einer Luggin Kapillare und Pint Gegenelektrode. Das Zelle Material war acrylsauer und die Temperatur wurde durch warmes Wasser gesteuert. Die potenciostatic Tests mit rostfreiem Stahl zeigten eine gute Reproduzierbarkeit der Resultate und eine gute Kapazität der Materialkennzeichnung unter tribocorrosion Bedingungen. / Em muitos sistemas tribológicos os materiais em contato estão expostos a um meio corrosivo e, assim, são submetidos simultaneamente a solicitações mecânicas e químicas ou eletroquímicas. Como exemplo típico tem-se os implantes ortopédicos e bombas químicas. A interação destas solicitações pode ser chamada de tribocorrosão e tem sido estudada há muitos anos sob diferentes enfoques. Eletroquímicos e cientistas em corrosão têm se interessado no estudo da cinética de repassivação de superfícies metálicas ativadas através do risco. Já os tribologistas têm seu interesse voltado para a o efeito da oxidação superficial no processo de desgaste mecânico. Mais recentemente, a atenção sobre a dependência mútua dos mecanismos mecânicos e eletroquímicos tem crescido. No estudo desta interação, o uso de métodos eletroquímicos são bastante adequados, uma vez que permitem a simulação do efeito corrosivo do meio através da imposição de potenciais, tendo como resposta densidades de corrente. Este trabalho trata do desenvolvimento de um sistema de medidas de tribocorrosão. Este sistema envolve os seguintes aspectos: controle dos parâmetros tribológicos e eletroquímicos e o uso célula eletroquímica de interface (STCzelle). Os parâmetros tribológicos foram aplicados através de um tribômetro que permite movimentos de deslocamento linear. Para aplicação e controle dos parâmetros eletroquímicos foi utilizado um potenciostato/galvanostato EG&G PAR 273. A célula eletroquímica de interface (STCzelle) possui a configuração de três eletrodos, onde o eletrodo de trabalho se localizava na parte inferior, na posição horizontal, o eletrodo de referência de calomelano saturado com o prolongamento de um capilar de Luggin e contra-eletrodo de Pt em forma de espiral. A célula foi construída em acrílico com circulação de água quente para controle da temperatura. Os testes potenciostáticos e potenciodinâmicos realizados com aço inoxidável AISI 316L apresentaram uma excelente reprodutibilidade dos resultados e uma boa caracterização do material sob condições de esforços mecânicos e eletroquímicos combinados. / Tribocorrosion has been studied for many years by electrochemists as well as by tribologists, using different approaches. Electrochemists and corrosion scientists have been interested in the study of kinetics of repassivation of metal surfaces activated by scrating process. On the other hand, tribologists have been interested in how surface oxidation during rubbing affects the rate of mechanical wear. More recently the mutual dependence of mechanical and electrochemistry mechanisms has raised increased attention. Electrochemical methods are particularly well suited for this purpose, because they provided an accelerated corrosive effect simulation through the potentials control and the consequent current density response. This study reports a tribocorrosion system development. The most important aspect for this work is the interection between mechanical and electrochemical parameters and the measurements of this process. The tribology tests were made with a tribometer with a linear sliding. Electrochemical parameters were controlled by a Galvanostat/Potentiostat EGE&G PAR 273 A. The interface cell was mad with three electrodes configuration - work electrode in the horizontal position, SSC (Saturated Calomel) reference electrode with a Luggin capillary and Pt counter-electrode. The cell material was acrylic and the temperature was controlled by warm water. The potenciostatic tests with stainless steel showed a good reproducibility of the results and a good capacity of materials characterization under tribocorrosion conditions.

O trabalho pioneiro de Krim e Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] revelou a origem da natureza viscosa do atrito em escala atômica gerando uma extensiva atividade teórica e experimental na área da tribologia. Em trabalho posterior, Struntz e Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601(1998)] estudaram em detalhes o atrito não linear no modelo Frenkel-Kontorova e identificaram como origem do atrito a ressonância da velocidade de deslizamento com os modos internos de vibração da cadeia e a formação de kinks. Mais recentemente Fusco e Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95(2003); Thin Solid Films 428, 34(2003)] observaram, através de simulação numérica, o mesmo fenômeno ressonante no atrito de um dímero deslizando sobre uma superfície com potencial periódico unidimensional. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] estudaram mais profundamente esse modelo e descobriram o efeito de histerese no sistema. Nossa pesquisa busca ampliar o modelo unidimensional estudado nos trabalhos anteriores para um modelo bidimensional, aproximando-se assim de um modelo mais real. Para tanto, provamos primeiro a validade do modelo bidimensional, reproduzindo os resultados obtidos pelo modelo unidimensional e observando em seguida de que forma a inclusão de uma nova dimensão resulta numa dinâmica diferente frente ao modelo unidimensional. Avaliamos como a comensurabilidade afeta a dinâmica do dímero para diferentes configurações iniciais, e como resultado sempre constatamos que, para estados comensurados, o atrito é mais forte. A descoberta mais interessante foi que, ao reproduzir as curvas características obtidas pelo trabalho de Gonçalves et al., dando um giro inicial para o dímero, obtivemos mais um fenômeno ressonante, agora em relação a velocidade de rotação do dímero. Nossos resultados descrevem toda à dinâmica de um dímero deslizando sobre uma superfície bidimensional periódica e podem servir de base para elucidar os princípais fatores envolvidos na origem do atrito em objetos pequenos. / The pioneering work of Krim and Widom [Phys. Rev B 38, 12184 (1988)] unveiled the origin of the viscous nature of friction at the atomic scale generating extensive experimental and theoretical activity in the area of tribology. A posterior work by Struntz and Elmer [Phys. Rev. E 58, 1601 (1998)] aimed at the nonlinear friction of the Frenkel-Kontorova model and identified its origins in the resonance of the sliding velocity with the internal vibration modes of the chain and the formation of kinks. More recently, Fusco and Fasolino [Eur. Phys. J. B 31, 95 (2003); Thin Solid Films 428, 34( 2003)] have identified by numerical solutions the same resonance phenomenon in the friction of a dimer sliding over a unidimensional periodic substrate. Gonçalves et al. [Phys. Rev B 72, 195418(2005)] extended this model further and discovered the effects of hysteresis in the system. Our research aims at extending the unidimensional model studied in the works to a bidimensional model, approximating it thus to reality. We first proved the vality of the bidimensional model by reproducing the results of the unidimensional model, then observing how that the inclusion of a new dimension results in a new dynamic. We studied how commensurability affects the dynamics for different configurations, and as a result we verified that friction is always stronger at commensurated states. The most striking result was that, by reproducing the caracteristic curves made by Gonçalves et al. with an inicial rotation, we found one more resonance phenomenon, now conected to the rotation velocity of the dimer. Our results describe the whole dynamics of a dimer sliding on a periodic bidimensional substrate and may serve as a starting point to explain the main factors related to the origin of friction for small objects.

Tribocorrosion ist für viele Jahre durch Elektrochemischewissenschaftler sowie durch Tribologiewissenschaftler mit unterschiedlichen Fokus studiert worden. Electrochemists und Korrosionwissenschaftler sind an der Studie der Kinetik von repassivation der Metalloberflächen interessiert worden, die durch das Scrating Prozeß aktiviert werden. Andererseits sind tribologists interessiert worden an, wie Oberflächenoxidation während des Rubbing die Rate des mechanischen Verschleißes beeinflußt. Vor kurzem hat die gegenseitige Abhängigkeit der mechanischen und Elektrochemieeinheiten erhöhte Aufmerksamkeit aufgeworfen. Die elektrochemischen Methoden sind besonders entsprochen für dieses purpoise wohles, weil sie eine beschleunigte ätzende Effektsimulation durch die Potentialsteuerung und die konsequente Stromdichteantwort zur Verfügung stellten. Diese Studie berichtet über eine tribocorrosion System Entwicklung. Der wichtigste Aspekt für dieses Arbeit ist das interection zwischen den mechanischen und elektrochemischen Parametern und den Maßen dieses Prozesses. Die tribology Tests wurden mit einem tribometer mit einem linearen Schieben gebildet. Elektrochemische Parameter wurden durch eine Galvanostat/Potentiostat EGE&G PAR 273 A gesteuert. Die Schnittstelle Zelle war mit der drei Elektroden Konfiguration wütend - bearbeiten Sie Elektrode in der horizontalen Position, SSC (gesättigtes Kalomel) Bezugselektrode mit einer Luggin Kapillare und Pint Gegenelektrode. Das Zelle Material war acrylsauer und die Temperatur wurde durch warmes Wasser gesteuert. Die potenciostatic Tests mit rostfreiem Stahl zeigten eine gute Reproduzierbarkeit der Resultate und eine gute Kapazität der Materialkennzeichnung unter tribocorrosion Bedingungen. / Em muitos sistemas tribológicos os materiais em contato estão expostos a um meio corrosivo e, assim, são submetidos simultaneamente a solicitações mecânicas e químicas ou eletroquímicas. Como exemplo típico tem-se os implantes ortopédicos e bombas químicas. A interação destas solicitações pode ser chamada de tribocorrosão e tem sido estudada há muitos anos sob diferentes enfoques. Eletroquímicos e cientistas em corrosão têm se interessado no estudo da cinética de repassivação de superfícies metálicas ativadas através do risco. Já os tribologistas têm seu interesse voltado para a o efeito da oxidação superficial no processo de desgaste mecânico. Mais recentemente, a atenção sobre a dependência mútua dos mecanismos mecânicos e eletroquímicos tem crescido. No estudo desta interação, o uso de métodos eletroquímicos são bastante adequados, uma vez que permitem a simulação do efeito corrosivo do meio através da imposição de potenciais, tendo como resposta densidades de corrente. Este trabalho trata do desenvolvimento de um sistema de medidas de tribocorrosão. Este sistema envolve os seguintes aspectos: controle dos parâmetros tribológicos e eletroquímicos e o uso célula eletroquímica de interface (STCzelle). Os parâmetros tribológicos foram aplicados através de um tribômetro que permite movimentos de deslocamento linear. Para aplicação e controle dos parâmetros eletroquímicos foi utilizado um potenciostato/galvanostato EG&G PAR 273. A célula eletroquímica de interface (STCzelle) possui a configuração de três eletrodos, onde o eletrodo de trabalho se localizava na parte inferior, na posição horizontal, o eletrodo de referência de calomelano saturado com o prolongamento de um capilar de Luggin e contra-eletrodo de Pt em forma de espiral. A célula foi construída em acrílico com circulação de água quente para controle da temperatura. Os testes potenciostáticos e potenciodinâmicos realizados com aço inoxidável AISI 316L apresentaram uma excelente reprodutibilidade dos resultados e uma boa caracterização do material sob condições de esforços mecânicos e eletroquímicos combinados. / Tribocorrosion has been studied for many years by electrochemists as well as by tribologists, using different approaches. Electrochemists and corrosion scientists have been interested in the study of kinetics of repassivation of metal surfaces activated by scrating process. On the other hand, tribologists have been interested in how surface oxidation during rubbing affects the rate of mechanical wear. More recently the mutual dependence of mechanical and electrochemistry mechanisms has raised increased attention. Electrochemical methods are particularly well suited for this purpose, because they provided an accelerated corrosive effect simulation through the potentials control and the consequent current density response. This study reports a tribocorrosion system development. The most important aspect for this work is the interection between mechanical and electrochemical parameters and the measurements of this process. The tribology tests were made with a tribometer with a linear sliding. Electrochemical parameters were controlled by a Galvanostat/Potentiostat EGE&G PAR 273 A. The interface cell was mad with three electrodes configuration - work electrode in the horizontal position, SSC (Saturated Calomel) reference electrode with a Luggin capillary and Pt counter-electrode. The cell material was acrylic and the temperature was controlled by warm water. The potenciostatic tests with stainless steel showed a good reproducibility of the results and a good capacity of materials characterization under tribocorrosion conditions.