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  • IPEN-DOC 26995

    RAMANATHAN, L.V. ; FERNANDES, S.M.C. ; CORREA, O.V. ; SOUZA, J.A. de ; ANTUNES, R.A.; OLIVEIRA, M.C.L. de. Coatings for safe long term wet storage of spent Al-clad research reactor fuels. In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON RESEARCH REACTORS: SAFE MANAGEMENT AND EFFECTIVE UTILIZATION, November 16-20, 2015, Vienna, Austria. Proceedings... Vienna, Austria: International Atomic Energy Agency, 2015. p. 1-8.

    Abstract: Pitting corrosion of the aluminium cladding of spent research reactor (RR) fuels in wet storage has been observed and the use of conversion coatings to protect the cladding was proposed. A coating prepared by conventional chemical processing as opposed to electrochemical processing is the only option due to constraints related to the shape of the fuel and its high radioactivity. Hence, hydrotalcite (HTC) and boehmite were considered. This paper presents: (a) preparation of hydrotalcite (HTC) coatings from different baths followed by post-coating treatments; (b) corrosion behavior of HTC coated AA 6061 alloy; (c) results of field studies in which uncoated and HTC coated AA 6061 alloy coupons and plates, the latter assembled as a dummy fuel element, were exposed to the IEA-R1 reactor spent fuel basin for extended periods. The laboratory and field tests revealed marked improvements in the corrosion resistance of HTC coated specimens, coupons and plates. The mechanism of corrosion protection is presented.

    Palavras-Chave: cladding; coatings; corrosion protection; corrosion resistance; iear-1 reactor; pitting corrosion; spent fuels; wet storage

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  • IPEN-DOC 26828

    RAMANATHAN, LALGUDI V. ; FERNANDES, STELA M.C. ; CORREA, OLANDIR V. . Effect of mixed nanocrystalline rare earth oxide coatings on high temperature oxidation of a ferritic stainless steel AISI 409. In: BRAZIL MRS MEETING, 18th, September 22-26, 2019, Balneário Camburiú, SC. Abstract... São Carlos, SP: Aptor Software, 2019. p. 414-414.

    Abstract: Rare earths (RE) have been used to improve the high temperature oxidation resistance of chromium dioxide and alumina forming alloys. The RE can be added to the alloy as elements or as oxide to form dispersions. It can also be applied as a RE oxide coating on the surface of the alloy. In this investigation the sol-gel technique was used to prepare sols of the RE oxides as it produces nanocrystalline oxide particles. In an effort to increase further the oxidation resistance of high temperature alloys, optimization of RE oxide additions to the alloy surface was attempted. This paper presents the effect of nanocrystalline oxide gel coatings of CeO2, Nd2O3, Pr2O3, CeO2 + Nd2O3, CeO2 + Pr2O3 and Pr2O3 + Nd2O3 on the oxidation behavior of a ferritic stainless steel AISI 409 at 1000 °C in air using a thermogravimetric balance. The morphology of the pure oxides was studied and the following formats were observed: CeO2 – rods; Nd2O3 – platelets; Pr2O3 – needles; La2O3 – cuboids. The average oxide particle sizes and the average crystallite sizes were also determined. The oxidation rate of the coated steel specimen was significantly less than that of the uncoated steel specimen, due to formation of a fine layer of chromium dioxide at the steel/oxide interface. The oxidation rates of the different REO coated steel specimens varied with the type of REO. The mixed oxide containing Pr2O3 increased significantly the oxidation resistance of the steel. The CeO2 + Nd2O3 mixture did not increase oxidation resistance of the steel further, compared to those with either one of these two rare earth oxides. The differences in the influence of a specific rare earth oxide or a mixture are attributable to differences in the ionic radii of the RE and the morphology as well as the crystallite sizes of the RE oxides.

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  • IPEN-DOC 26435

    SALGADO, MARIA de F.; CARVALHO, IURE S.; SANTOS, RAFAEL S.; PORTO, JOÃO A.S.; CORREA, OLANDIR V. ; RAMANATHAN, LALGUDI V. ; BRANDIM, AYRTON de S.; LINS, VANESSA F.C.. Effect of oxygen partial pressure on oxidation behavior of ferritic stainless steel AISI 441 at high temperatures. Engineering Failure Analysis, v. 105, p. 215-226, 2019. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2019.07.011

    Abstract: In this investigation the oxidation behavior of AISI 441 stainless steel (SS) in the range from 850 °C to 950 °C was determined during 50 h in two different atmospheres: (a) synthetic air in a tubular oven; (b) argon with 1 ppm of O2 in a thermal balance. The oxidation kinetics was determined from the measured mass change as a function of oxidation time. Examination of the microstructure of the oxides and determination of their chemical composition were performed by using scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and glancing angle X-ray diffraction (GAXRD). Chemical analyses showed that films formed on the AISI 441 steel surface consisted mostly of chromium oxide but manganese, iron, titanium and silicon oxides were found in the oxidized layer. In synthetic air, the steel oxidation rate increased gradually as the temperature increased, but in the argon atmosphere with 1 ppm of oxygen, the highest oxidation rate was observed at 900 °C and the lowest at 950 °C.

    Palavras-Chave: argon; ferritic steels; films; kinetics; microstructure; oxidation; oxygen; partial pressure; scanning electron microscopy; stainless steels; temperature range 0400-1000 k; x-ray diffraction

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  • IPEN-DOC 26125

    PIERETTI, EURICO F. ; CORREA, OLANDIR V. ; PILLIS, MARINA F. ; RAMANATHAN, LALGUDI V. . Electrochemical evaluation of the AISI 316 stainless steel coated by Nb2O5 thin films. In: BRAZILIAN MRS MEETING, 17th, September 16-20, 2018, Natal, RN. Abstract... São Carlos: Aptor Software, 2018. p. 1465-1465.

    Abstract: Great number of metallic engineering materials form passive films on their surfaces and, therefore, are prone to localized corrosion, usually characterized by the occurrence of pits [1,2]. The improvement of surface properties is a requirement for the metallic components used, for example, in petrochemical industry, in fuel cells, and in nuclear plants. The goal of this work was to investigate the influence of Nb2O5 films deposited by DC magnetron sputtering during 15, 30 and 50 minutes on the electrochemical behavior of the AISI 316 austenitic stainless steel. The corrosion resistance was evaluated by monitoring the open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and linear potentiodynamic polarization (LP) on an electrolyte composed of 0.1 M H2SO4 in water at 25 °C. Electrochemical tests showed that the coated specimens presented a more capacitive behavior, and were less susceptible to corrosion than specimens without Nb2O5 coatings. The OCP for coated samples at 50 min had the most inferior values. Similar results were obtained by Pillis et al. [3] for Nb2O5 coatings at 15 min and 30 min in NaCl solution. These results suggest that the obtained films have a protective behavior and can be used to avoid the degradation of the AISI 316 austenitic stainless steel in aggressive environments containing sulfur ions.

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  • IPEN-DOC 23982

    COSTA, ISOLDA ; RAMANATHAN, LALGUDI V. . Influência do tratamento superficial sobre o comportamento de oxidação do zircônio e zircaloy-4. In: SEMINÁRIO NACIONAL DE CORROSÃO, 13, 12-16 de maio, 1986, Rio de Janeiro, RJ. Anais... 1986. p. 219-227.

    Abstract: Neste trabalho estuda-se a influencia da concentração de fluoretos na solução de tratamento superficial sobre o comportamento de oxidação do zircônio e zircaloy-4, no intervalo de temperatura de 350 a 7600C, através de analise termogravimétrica. Foram utilizadas duas soluções cujas concentrações de acido fluorídrico eram diferentes, sendo medidas as rugosidades das amostras após os tratamentos artificiais. A influencia da concentração do íon fluoreto sobre o comportamento de oxidação e significativa para temperaturas mais elevadas.

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  • IPEN-DOC 28537

    GALEGO, EGUIBERTO ; SERNA, MARILENE M. ; RAMANATHAN, LALGUDI V. ; FARIA JUNIOR, RUBENS N. de . Morfologia de filmes finos nanoestruturados de ZnO produzidos pelo método SILAR. In: NOBRE, MARCOS A. de L. (Org.). The Great World of Nanotechnology. Curitiba, PR: Artemis, 2021. p. 212-227, v. 2, cap. 16. DOI: 10.37572/EdArt_30062136116

    Abstract: A utilização do ZnO no campo da nanotecnologia é ampla devido a características físicas únicas tais como, banda proibida (~3,37 eV), energia de ligação de éxciton de 60 MeV, atóxico e de baixo custo. A estrutura cristalina hexagonal permite obter uma ampla diversidade de morfologias e isto permite sua utilização em: lasers de UV, cristais piezoeléctricos, sensores químicos, sensores de gás, diodos emissores de luz, foto detectores e células solares. Uma das possíveis morfologia do filme fino de ZnO é um arranjo unidimensional submicrométrico de bastões, nanobastões e nanofios, o qual tem atraído muito interesse devido a alta área superficial e a alta proporção de aspecto, que são nanopartículas com um comprimento muitas vezes maior do que sua largura. Neste trabalho foi estudada a influência dos parâmetros do método de adsorção de camada iônica e reação sucessivas (SILAR) na obtenção de filmes de ZnO nanoestruturados sobre substrato de vidro recoberto com óxido de estanho dopado com flúor (SnO2:F). Na temperatura de 90°C ocorreu a formação de ZnO e o aumento de nanoestruturas formadas. A quantidade de ciclos e responsável pela densidade superficial, o crescimento acelerase após se atingir a densidade superficial critica. O tempo de permanência no banho de nucleação não tem influência significativa, já no banho de crescimento com o aumento do tempo ocorreu coalescimento das nanoestruturas. O uso do cloreto de zinco como precursor no banho de nucleação apresentou crescimento mais lento para concentrações molares baixas, o aumento da concentração molar resultou em filmes porosos. Os resultados obtidos neste estudo mostraram que alterações simples nas variáveis do processo SILAR para obtenção de ZnO permitiram desde a obtenção de nanoestruturas individuais a filmes compactos ou porosos.

    Palavras-Chave: zinc oxides; adsorption; layers; nanostructures; thin films

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  • IPEN-DOC 26970

    SERNA, MARILENE M. ; GALEGO, EGUIBERTO ; RAMANATHAN, LALGUDI V. ; FARIA, RUBENS N. . Morphology of nanostructured thin films of ZnO fabricate from SILAR method. In: BRAZIL MRS MEETING, 16th, September 10-14, 2017, Gramado, RS. Abstract... São Carlos, SP: Aptor Software, 2017. p. 1260-1260.

    Abstract: The utilization of the ZnO in the nanotechnology is widely spread due to its superior properties, such as wide direct bang gap (~3.37eV), high exciton binding energy of 60 meV, non-toxicity and low cost [1]. The hexagonal crystalline structure allows obtaining a larger diversity morphologies and this allows its utilization in: UV lasers, piezoelectric crystal, chemical sensor, gas sensor, light emitting diode, photo detectors, and solar cells. One such morphology of ZnO thin film is the one-dimensional (1D) sub-micron rods or nanorods and nanowires, which has attracted interest due to a larger surface area and high aspect ratio. In the solar cell the ZnO has been utilized in the electrode for the dye-sensitized cell in substitution of TiO2. In this study, ZnO nanostructured thin films were prepared by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) on SnO2-coated glass substrates [2]. In this procedure, the substrate is immersed in successive aqueous baths containing zinc nitrate hydrate and/or hexamethylenetetramine, hydrogen peroxide and triethanolamine. The pH solution was adjusted by addiction of ammonium hydroxide. At a low zinc nitrate concentration of 0.01M the surface is formed by individual nucleus. At a concentration of 0.02 M nanorod arrays were shown and this morphology is of special interest for solar cells application, but the deposition time used in this experiment was insufficient to promote the desired thickness. At a higher concentration of 0.03 M rice like branches morphology was observed but nanorods formation in the flowers was also present. The angular petals suggest that the growth was taken on polar face. For DSSCs applications the thin films prepared in 0.02 M solution was found to be the best choice.

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  • IPEN-DOC 27185

    LINARDI, MARCELO ; LUGAO, ADEMAR B. ; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; NETTO, ANA P.F.A. ; FREITAS, ANDERSON Z. de ; CARBONARI, ARTUR W. ; RODRIGUES, CLAUDIO ; VIEIRA, DANIEL P. ; ANDRADE, DELVONEI A. de ; ZEZELL, DENISE M. ; PARRA, DUCLERC F. ; FONSECA, EDVALDO R.P. da ; GALEGO, EGUIBERTO ; MUCCILLO, ELIANA N. dos S. ; SANTIAGO, ELISABETE I. ; CARVALHO, ELITA F.U. de ; BERNARDES, EMERSON S. ; MOURA, ESPERIDIANA A.B. de ; SPINACE, ESTEVAM V. ; FONSECA, FABIO C. ; SILVA, FLAVIA R. de O. ; COSENTINO, IVANA C. ; MENGATTI, JAIR ; PERROTTA, JOSE A. ; BRESSIANI, JOSE C. ; ROGERO, JOSE R. ; RAMANATHAN, LALGUDI V. ; ROCHA, MARCELO da S. ; PIRES, MARIA A.F. ; ROSTELATO, MARIA E.C.M. ; RIBEIRO, MARTHA S. ; COTRIM, MARYCEL E.B. ; IGAMI, MERY P.Z. ; WETTER, NIKLAUS U. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; RODRIGUES JUNIOR, ORLANDO ; FARIA JUNIOR, RUBENS N. de ; SAKATA, SOLANGE K. ; BALDOCHI, SONIA L. ; LOPES, THIAGO ; ROSSI, WAGNER de ; CALVO, WILSON A.P. . IPEN e a nanotecnologia. São Paulo, SP: SENAI-SP Editora, 2020. 224 p.

    Palavras-Chave: nanotechnology; nanomaterials; public health; therapeutic uses

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

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