Abstract: Os materiais fotoelásticos possuem a propriedade da birrefringência e, devido principalmente à sua transparência e elasticidade, são largamente utilizados na indústria metalomecânica para determinação indireta de propriedades de materiais, por técnicas e métodos de Fotoelasticidade, uma sub área da Óptica que proporciona a investigação da relação entre os fenômenos de birrefringência temporária e elasticidade mecânica. No entanto, há dificuldades associadas às medições das variáveis envolvidas durante a interação da luz com a amostra quando uma tradicional máquina universal de ensaios é utilizada para efetuar os esforços, sem mencionar o fato de que amostras de pequenas dimensões não são bem aceitas em tais ensaios mecânicos. Neste contexto, foi construído um dispositivo automático que permite a compressão das amostras de pequenas dimensões por uma amplitude pré-determinada de cargas associado à captura de vídeos com informações fotoelásticas. Com isto, foi possível obter valores de propriedades dos materiais fotoelásticos, como módulo de elasticidade e coeficiente de Poisson, com acurácia em torno de 20% melhor, comparado a trabalhos da literatura, devido a maior resolução proporcionada pelo dispositivo e, também, pela elevada quantidade de dados obtidas, quando comparada a processos manuais.

Palavras-Chave: photoelasticity; poisson ratio; automation

PRADO, F.M.; UTIYAMA, K.A.; TOFFOLI, D.J.; DA SILVA, S.L. Dispositivo automático para melhoria do processo de coleta de dados com amostras fotoelásticas de pequenas dimensões em técnicas de fotoelasticidade. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33834. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Understanding how atoms of chemical elements form crystals is not a simple task, especially for students that are learning about the properties of materials. This task is even more arduous when the course workload does not match the content and traditional teaching methods do not stimulate students. Recently, the teaching methodology of Materials Science discipline has been completely modified aiming at the improvement of student learning. The new procedure is based on project execution, team-based learning, flipped classroom, use of the CrystalWalk interactive program and additive manufacturing, with 3D printing of crystal structure models. CrystalWalk is free didactic-interactive software for synthesis and visualization of crystalline structures, developed by the Nuclear and Energy Research Institute (Ipen, Brazil), which can be used online and in devices such as computers, tablets, and smartphones. With the software it is possible to construct the crystals step by step, choosing the basic structures and the atoms that will enter its composition. In the first step, questions were presented using the Plickers application to check student’s prior knowledge before approaching the topic and then a video-lesson with key points about crystalline structures was visualized in the flipped classroom model. After that, groups were created to construct the different structures using the CrystalWalk software, and the 3D impression of the structures of each group was built. Finally, new questions about crystalline structure were presented using the Peer instruction methodology to evaluate if 70% of the class absorbed the presented content. As a result, it was observed that the use of this new learning model increased the student’s engagement and, consequently, their final grades.

Palavras-Chave: crystal structure; crystallography; computer codes

BARROS, G.D.; NETO, R.M.; BARDELLA, F. Use of CrystalWalk interactive program to teach crystal structures to Brazilian students in engineering courses. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33832. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A presente pesquisa cientifica tem como objetivo o estudo da utilização de nanofibras de EPS reciclado como alternativa de filtragem de óleo em água. Foram analisadas nanofibras de EPS reciclado produzidas por rotofiação com diferentes concentrações de EPS e verificadas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Desta forma, é proposta uma solução alternativa para a filtragem de óleo em água, bem como para a reciclagem do EPS, que é um material com longo período para a decomposição, e é pouco reciclado devido o alto custo no processo decorrente da sua baixa densidade. O uso do EPS reciclado em forma de fibras, além de contribuir para. Ao fim da pesquisa, foi possível identificar as variações das concentrações de EPS capazes formar fibras para serem utilizadas como filtro.

Palavras-Chave: nanofibers; polystyrene; filters

BARROS, G.D.; CREMASCO, I.K.; FERREIRA, M.P.; JUNIOR, R.A. Utilização de nanofibras de EPS reciclado produzidas por rotofiação na filtragem de óleo em água. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33830. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os estudos e aplicações de nanofibras tem crescido ao longo dos anos, neles, foi observado que as propriedades desses fios em escala nanométrica, possuem vantagens em aplicações em diversas áreas como a biomédica, armazenamento e produção de energia e aplicações que envolvem a filtragem de água e ar. Esses materiais são sintetizados através de processo, também chamados de técnicas e por conta disso estão sujeitos a apresentação de falhas. Sendo as falhas mais comuns, a formação de beads e poros. A partir disso, é necessário que seja realizada a caracterização morfológica da nanofibras após sua produção, a fim de identificar essas falhas. Com a evolução da computação, aplicações utilizando inteligência artificial baseada em técnicas de aprendizagem de máquina tem crescido exponencialmente. Essas técnicas permitem que os computadores desenvolvam a capacidade de autoaprendizagem, através de treinamentos previamente realizados. A aplicação desse tipo de tecnologia pode ser encontrada por exemplo, na função de desbloqueio facial dos smartphones, onde após um rápido treinamento o dispositivo é habilitado para somente liberar acesso do celular após o reconhecimento da face do usuário do aparelho. Este tipo de tecnologia funciona através do reconhecimento de imagens, baseado em inteligência artificial e aprendizado de máquina. Este artigo tem como objetivo, realizar a comparação de dois métodos distintos de análise morfológica das nanofibras, sendo eles a análise analógica através do software ImageJ e a análise computacional através de inteligência artificial com base de aprendizagem de máquina utilizando redes neurais (metodologia desenvolvida pelo grupo, através da adaptação de um algoritmo de reconhecimento de imagens). Como hipótese o artigo avalia se a identificação da presença de beads e o número de beads pelo método analógico é estatisticamente semelhante (HO) ou estatisticamente diferente (H1) ao método utilizando aprendizagem de máquina. As imagens utilizadas foram retiradas por meio de um MEV e posteriormente analisadas utilizando dois diferentes métodos, o resultado dessas análises comprovaram uma eficiência superior do método computacional, por ser mais rápido. No entanto, foi identificado uma baixa precisão, uma vez que os resultados do primeiro teste da acurácia do método computacional não foram satisfatórios. Por conta disso, ações foram tomadas a fim de aumentar a confiabilidade do método computacional.

Palavras-Chave: nanofibers; artificial intelligence; morphology; computers

BARROS, G.D.; PEREIRA, V.M.; OLIVEIRA, J.d.; ARAUJO, C.T.; PEREIRA, W.d.; MACHADO, L.S. Uso de inteligência artificial na análise da morfologia de nanofibras. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33828. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foram estudadas as propriedades químicas e térmicas de nanocompósitos de polietileno de baixa densidade (PEBD) reforçados com óxido de grafeno para confecção de implantes via impressão 3D. O processamento do nanocompósito foi realizado por processo de extrusão em uma extrusora mono rosca e foram fabricados nanocompósitos com diferentes cargas de óxido de grafeno. Após essa etapa, foram construídos filamentos para testes em impressora 3D convencional. Foram realizadas caracterizações químicas e térmicas de cada nanocompósito produzido, inclusive PEBD sem GO. Para a caracterização química, foi utilizada a técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), além das fases presentes pela técnica de Difração de Raios X (DRX). Para as análises térmicas, foi utilizada a técnica de Termogravimetria (TGA). Os resultados obtidos demonstraram que a incorporação do óxido de grafeno (GO) na matriz polimérica, pode promover maior adesão celular, além de aumento na cristalinidade e de temperatura de perda de massa do nanocompósito. Os filamentos impressos, se apresentaram como termicamente estáveis, porém ainda é necessário um estudo visando os parâmetros de impressão.

SILVA, B.M.; TEGON, C.C.; MELO, M.; GONCALVES, R.L.; COUTO, A.A.; MASSI, M. Desenvolvimento e caracterização de implantes para osteossíntese, constituídos por nanocompósitos de matriz polimérica e óxido de grafeno. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33826. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Lignin is a high-volume byproduct of paper manufacturing which has been explored in many research fields, especially for the development of fiber and nanofiber for biomedical applications [1,2]. This work presents a solubility study performed through gravimetry for kraft lignin considering its application for the development of electrospun nanofibers [3]. In practical terms, lignin was solubilized in alkaline aqueous solution, dimethylformamide and dimethylsulfoxide, at concentrations of 10, 15 and 20% (w/v) and varying temperatures of 25, 50 and 75 ºC, under constant stirring. After solubilizing, the solution was filtered, and the insoluble fraction was dried in the oven at 100 ºC. At 25 ºC lignin was insoluble in all solvents tested, as predicted using Hansen solubility parameters. Although the increase in temperature promoted lignin solubilization in all solvents tested, at the highest temperature assayed, the solubilization was facilitated, presenting the smallest levels of the insoluble fraction. Lignin was soluble in all solvents tested, and optimum solubility conditions were achieved using 10% lignin solutions (w/v), without significant insoluble fraction, and therefore ideal concentration for the development of lignin based fibers.

NOGUEIRA, K.M.; VARCA, J.O.; LIMA, C.S.; CRUZ, C.C. da; RIBEIRO, A.H.; FREITAS, L.F.; VARCA, G.H.; LUGAO, A.B. Solubility study of Kraft lignin for the development of electrospun nanofibers. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33824. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The electric power availability for insulated communities both geographically and after major disasters is a recurrent problem throughout the world even in modern days. Nowadays the availability of silicon solar electric generating panels is widely available in a wide range of quality, translated into prices, as well as all the ancillaries needed to put up a solar power generating system in operation. Solar panels generate direct current that may charge batteries or be converted to alternating current both with its characteristic circuit losses; usually DC to AC conversion present losses and generate harmonics that may be inserted into sensitive common domestic appliances like radios; even so, most electronic gear usually reconvert AC to DC for its operation. So choosing the right powering system may provide a less expensive and more efficient way to provide quality of life for insulated communities. This paper present preliminary results on the comparison between a DC and an AC systems for the powering of usual domestic appliances as well as report a former experiment to evaluate the effect of time on the perception of the users and the concerns associated. Two power-generating systems were conceived and installed in a habitation, one of then for DC generation and the other an AC generation system. Both systems were aimed to power equivalent loads and equipment. A field visit was made to an insulated community in order to collect data about the usability, concerns and operation of a photovoltaic system offered to them some time ago. Results of the comparison between AC and DC powering systems are mixed; the DC system had a low initial price but the appliances are more expensive and not readily available and its maintenance more difficult. Otherwise the AC powering system behaves in the opposite direction. The choice is solely based in the availability of appliances and ancillaries and financing options.

ALVES, J.A.; MUCSI, C.S.; ROSSI, J.L.; KANAYAMA, P.H. An evaluation of the utilization of solar power generation both ac and dc to enhance life quality of insulated communities. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33822. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As nanopartículas de ouro (AuNPs) apresentam propriedades essenciais para diagnóstico e terapia, como facilidade na sua síntese, nas modificações de sua superfície, no controle de monodispersão da solução e do tamanho. A partir de modificação química da superfície, a redução de ouro oriunda de fitoquímicos para a formação de nanopartículas é um método promissor da nanotecnologia verde. O composto responsável pela redução e estabilização, nesse respectivo trabalho, é o ácido tânico (AT) obtido através da hidrólise do tanino, um polifenol sintetizado pelas plantas. O AT possui atividade antioxidante, proporcionada pelas hidroxilas presentes na molécula, neutralizando a atividade de radicais livres gerados no organismo. Uma das principais causas dos cânceres é decorrente da fosforilação anormal dos resíduos de tirosina que faz com que a fosforilação seja mantida, levando a uma ativação permanente dos sinais de transdução. As proteínas tirosinas quinases (PTKs) são um grupo de enzimas responsável por catalisar a fosforilação dos resíduos de tirosina nas proteínas, sendo necessária para a manutenção do estado cancerígeno. O AT possui alta capacidade de inibição das PTKs. A síntese de AuNPs-AT foi estabelecida pelo procedimento de redução química, utilizando uma solução de sal de ouro (NaAuCl4) que foi acrescida em uma solução de AT sob refrigeração. Os diâmetros hidrodinâmicos medidos na amostra não centrifugada, designada como NC, apresentou tamanho 37,88 nm, na amostra centrifugada uma vez, nomeada como S1, 38,85 nm e na amostra centrifugada duas vezes, denominada como S2, 40,50 nm. Foi perceptível o efeito das centrifugações a fim de retirar o excesso de agente estabilizante que não reagiu, foi permitido uma maior agregação das nanopartículas, segregando os variados tamanhos. Os valores do índice de polidispersão (PDI) das AuNPs-AT estão na faixa de 0,245 – 0,262, sendo considerada como de polidispersividade média, supondo que os agregados de nanopartículas estavam com tamanhos uniformes entre si. A citotoxicidade sobre as células MCF-7 (células tumorais) e HUVEC (células não tumorais) foi realizada por meio do método MTT, com a concentração de 25% e 50%. Houve um aumento significativo dos índices de absorbância em concentração 50%, induzido pela amostra AuNPs-AT S2 em células não tumorais, indicando menor citotoxicidade. No caso das células tumorais, induzidas pelas AuNPs-AT NC em concentração de 25% foram capazes de causar morte celular. Os resultados provaram, de forma satisfatória e aprimorada, a formação de AuNPs pelo método de síntese verde com as alterações propostas. O revestimento através do ácido tânico apresentou maior eficiência na inibição e efeito antitumoral, conforme mostrado nos ensaios de citotoxicidade. Nesse estudo, as nanopartículas tinham diâmetro de ? 39,08 nm, o tamanho e o recobrimento não foram consideravelmente tóxicos em aplicações para fins médicos. No geral, as AuNPs-AT foram bem toleradas pelas células.

SPADREZANO, I.; FREITAS, L.F. de; BATISTA, J.G.; SOUSA, T.d.; LUGAO, A.B. Aplicação de nanopartículas de ouro preparadas com ácido tânico em células cancerígenas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33820. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As nanopartículas de prata (AgNPs) possuem diversas aplicações. Na medicina, são usadas principalmente para terapia antimicrobiana e anticancerígena, e aplicadas no reparo de feridas e cicatrização óssea, ou como adjuvante de vacina, agente antidiabético e biossensores. As AgNPs possuem um amplo espectro de ação biocida contra bactérias, fungos e vírus sendo capazes de inativar o mecanismo bacteriano de síntese proteica e causar ruptura da membrana celular. O objetivo foi desenvolver uma formulação contendo AgNPs com espectro de ação contra micobactérias, bactérias Gram negativas e Gram positivas. O gênero Mycobacterium pertence ao grupo de actinobactérias bacilares e aeróbicas obrigatórias. Possuem em sua morfologia alto teor lipídico devido a presença de ácidos graxos no envelope bacteriano, característica que confere um bacilo álcool-ácido resistente (BAAR). As infecções humanas causadas por estes tipos de microrganismos possuem protocolos exaustivos de tratamento com antibióticos. Por exemplo, a tuberculose - doença é causada pelo Mycobacterium tuberculosis - é uma doença infecciosa e transmissível que afeta prioritariamente os pulmões, podendo acometer outros órgãos e sistemas. No Brasil, é recomendado para todos os casos novos de qualquer forma de tuberculose, exceto meningite, o uso de rifampicina, isoniazida, pirazinamida e etambutol por dois meses na fase intensiva e de rifampicina e isoniazida por quatro meses na fase de manutenção. As AgNPs foram sintetizadas pelo método de redução química com base na metodologia de Turkevich e adaptada aos princípios da nanotecnologia verde. Deste modo, foi desenvolvida uma formulação de AgNPs com recobrimento de superfície e tamanho distintos a fim de ampliar o espectro de ação antimicrobiano. A caracterização físico-química foi realizada pelas técnicas de: Espectrometria UVVis; Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). A atividade antimicrobiana foi determinada pelo teste de concentração inibitória mínima (MIC) para a confirmação do espectro de ação antimicrobiano. Este ensaio permitiu verificar a concentração inibitória mínima da formulação de AgNPs e sua eficácia em relação as bactérias Gram e micobactérias contra as seguintes cepas: a Gram positiva Staphylococcus aureus 215,72 ?g.mL-1, a Gram negativa Klebsiella pneumoniae 107,86 ?g.mL-1 e as micobactérias Mycobacterium smegmatis 13,48 ?g.mL-1, Mycobacterium gordonae 107,86 ?g.mL-1, Mycobacterium szulgai 1,68 ? g.mL-1 e Mycobacterium peregrinum 1,68 ?g.mL-1. Em todos os casos, a formulação de AgNPs distintas apresentou maior eficiência do que as AgNPs utilizadas individualmente. As micobactérias analisadas são de caráter não patogênico, mas de extrema semelhança estrutural às altamente patogênicas. Portanto, a utilização de uma formulação eficaz de AgNPs apresenta potencial para atuar sinergicamente em antibioticoterapia em protocolos de difícil tratamento.

RODRIGUES, A.d.; BATISTA, J.G.; RIELLO, F.N.; THIPE, V.C.; FONSECA, B.B.; GOMEZ, H.C.; SCAVONE, R.G.; LUGAO, A.B. Efeito sinérgico de nanopartículas de prata na ampliação do espectro de ação antimicrobiano. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33818. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O conhecimento sobre o comportamento mecânico de juntas unidas pelo processo de soldagem por atrito e mistura (Friction Stir Welding – FSW) é cada vez mais importante, pois o FSW tem sido uma excelente alternativa para união de peças na indústria metalmecânica. Por se tratar de um processo que ocorre em estado sólido, abaixo da temperatura de fusão, o FSW apresenta baixo consumo de energia e sem necessidade de exaustão de gás, como acontece nos processos convencionais de soldagem. Alguns setores da indústria automotiva, E-Mobility e aeroespacial já a utilizam e a classificam como uma ótima solução na união de dois componentes. Este tipo de solução apresenta uma grande redução de peso por ausência de outros materiais utilizados em fixação, possibilidade do emprego de materiais que não se adaptam a outros tipos de processo de soldagem e possibilidade de unir peças sem que elas atinjam o seu ponto de fusão e percam tratamento térmico. Em comparação aos processos convencionais, este tem baixo acúmulo de tensão na zona afetada pelo calor (ZAC), devido à baixa temperatura no processo. Suas aplicações vão desde obtenção de reservatório para radiador de automóvel, soldagem de costura de fuselagem de aeronaves até junção econômica de cordões 3D complexos de sistemas de refrigeração para unidade eletrônica de potência. Os parâmetros de soldagem que mais influenciam são a velocidade de rotação e velocidade de avanço da ferramenta. O objetivo deste trabalho é fazer uma análise da influência do processo FSW sobre a microestrutura e propriedades mecânicas de uma união de juntas sobrepostas da liga UNS-C27200 (Cu-Zn). Para este estudo foi utilizado barras retangulares, laminadas e recozidas, com largura de 20mm e espessuras de 2mm, uma ferramenta com pino tipo cônico confeccionada em aço ferramenta para trabalho a quente H13, temperada e revenida. Foi projetado um dispositivo para fixação das chapas, instrumentado para monitoramento de temperatura durante o processo. As soldas foram realizadas em um centro de usinagem CNC. Durante o processo foram testadas velocidades que variaram de 850 ~ 1150 rpm com avanços da ferramenta de 20 e 60 mm/minuto. Nas macrografias foram feitas avaliações qualitativas dos cordões de solda, como uma inspeção visual em termos da isenção de defeitos. As imagens das microestruturas foram obtidas através de um microscópio óptico. Também foi realizada a medição de temperatura em 4 pontos ao longo do comprimento da solda. Em relação ao comportamento mecânico, foram medidas a resistência mecânica ao cisalhamento e microdurezas. Os melhores resultados das soldas foram obtidos com a rotação 1050 rpm e avanço 20 mm/minuto, onde obtivemos na região da mistura uma solda isenta de defeitos.

Palavras-Chave: friction; welding; copper alloys; zinc alloys; microstructure

ROSA, R.F.; ALMEIDA, I.O.; SANTOS, G.A.; VARASQUIM, F.M.; CRUZ JUNIOR, E.J. da; COUTO, A.A.; SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; NAKAMOTO, F.Y. Análise da influência de Friction Stir Welding sobre a microestrutura e propriedades mecânicas da liga UNSC27200 (Cu-Zn). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33814. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O processo Friction Stir Welding (FSW) promove a união de materiais ferrosos e não ferrosos, sendo eles similares ou dissimilares, e conhecer a microestrutura de um material gerado por um processo de soldagem é fundamental para sua utilização. A liga de cobre UNS C19400 (Cu-Fe) combina bons níveis de resistência elétrica e térmica, suas principais aplicações são no setor automotivo e na engenharia elétrica, em componentes de disjuntores, molas de contato, grampo de fusíveis, estrutura de condutores, semicondutores e blindagem de cabos. O objetivo deste trabalho é analisar a microestrutura e as propriedades mecânicas de chapas da liga de cobre UNS C19400 unidas pelo processo FSW. Esse processo foi realizado em um centro de usinagem de três eixos para unir chapas com espessura de 2 mm, e o cordão de solda foi formado com as chapas sobrepostas. No processo FSW o calor imputado à peça ocorre pelo atrito do pino e principalmente pelo ombro da ferramenta, normalmente é muito inferior à temperatura de fusão do material gerando uma vantagem para a microestrutura e propriedades mecânicas, pois a geração de intermetálicos é menor ou até mesmo inexistente em alguns casos. A análise da microestrutura foi feita por microscopia ótica (MO), identificando as áreas do metal base (MB), zona afetada pelo calor (ZAC), zona afetada termomecanicamente (ZTMA) e zona de mistura (ZM), onde observou-se grãos refinados devido a recuperação do material, de dureza levemente menor ao (MB), evidenciado pela análise de microdureza. Os parâmetros utilizados foram 950 rpm e velocidade de soldagem de 20 mm/min, que gerou um cordão de solda com bom aspecto visual e, mesmo com a presença de vazios, não implicou em perdas significativas para a resistência mecânica do material.

Palavras-Chave: friction; welding; copper alloys; microstructure; mechanical properties

MARTINS, F.; VARASQUIM, F.M.; CRUZ JUNIOR, E.J. da; NAKAMOTO, F.Y.; SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; COUTO, A.A.; SANTOS, G.A. Análise da microestrutura e propriedades mecânicas de chapas da liga cobre-ferro UNS C19400 unidas por Friction Stir Welding (FSW). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33810. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A imposição das condições de aquecimento e resfriamento geram por consequência influência nos resultados de microestrutura e propriedades mecânicas de ligas especiais de cobre. O objetivo desse trabalho é obter correlações entre o processo de endurecimento por têmpera com posterior revenimento e as propriedades mecânicas da liga Bronze Alumínio Níquel UNS C63000 na condição TQ50 da AMS4640. O tratamento de aquecimento seguido de resfriamento brusco possibilita transformações de fases, que associadas com a presença dos microconstituintes, exercem influência na morfologia da microestrutura e na obtenção das propriedades mecânicas. As amostras forjadas foram submetidas ao aquecimento em um forno do tipo mufla em diferentes temperaturas e resfriadas bruscamente em um recipiente com água, sendo submetidas posteriormente ao alívio de tensão na temperatura de 650°C por 4 horas. Realizou-se análise da microestrutura nas seções transversais das amostras por meio de microscopia óptica para reconhecimento e identificação das fases. No que diz respeito à análise dos valores de dureza, utilizou-se durômetro de bancada em escala Brinell e para a obtenção de limite de resistência à tração, limite de escoamento e alongamento utilizou-se máquina de tração da marca Instron de 100 kN. Os resultados obtidos demonstram que a utilização de temperaturas de aquecimento na ordem de 785, 835 e 885°C, seguida de resfriamento brusco em água e com posterior alívio de tensão promovem a elevação de dureza e resistência mecânica do material, porém nota-se a redução gradativa do percentual de fase alfa na microestrutura resultante.

Palavras-Chave: quenching; heat treatments; microstructure; aluminium; nickel; bronze; alloys

SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; PANG, H.H.; LOBO, F.G.; SANTOS, G.A.; COUTO, A.A. Influência dos parâmetros de tratamento térmico de têmpera TQ50 na microestrutura e propriedades mecânicas da liga Bronze Alumínio Níquel UNS C63000. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33808. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A ergonomia do operador é fator crucial a ser analisado enquanto se desenvolve qualquer processo que integre a confecção e distribuição de um produto. Para a empresa, o investimento em tecnologias que permitam a condução ergonômica das funções do operador resulta em ganho de produtividade e qualidade de vida. Nesse sentido, o objetivo principal do presente trabalho é o desenvolvimento de um protótipo de ferramenta de torque para otimização do processo de cintamento de cargas em carretas, visando reduzir o esforço empregado pelo operador na respectiva atividade. Empregando-se o Método de Elementos Finitos (MEF), foram realizados os cálculos dimensionais, modelagem e simulação baseadas na análise estrutural estática linear e condições de projeto. A simulação foi realizada a partir do refinamento de malha e possíveis geometrias para obtenção dos resultados de máxima tensão pelo critério de resistência de Von Misés. Foram avaliados os materiais aço carbono SAE 1045, aço SAE 4340, aço inox AISI 410 e Inconel 625, caracterizando o seu desempenho sob os esforços solicitados. Os resultados obtidos pela análise de elementos finitos sugerem que o aço inox AISI 410 não suportou os esforços críticos de trabalho. Por outro lado, o aço SAE 1045 apresentou os valores mais satisfatórios, concluindo-se que ele é o material mais indicado para a construção do protótipo.

Palavras-Chave: commercialization; human factors engineering; working conditions; torque; finite element method; carbon steels

MATA, T.A.; MEDEIROS, E.E.; ARANEDA, E.R.; SILVA, R.C. da; ROMAO, B.R.; FERRUS FILHO, A.; PELARIN, A.L.; BENTO, R.T. Análise estrutural estática de uma ferramenta de torque para otimização do processo de cintamento de cargas em carretas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33806. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O câncer é uma das doenças mais fatais do mundo, cuja característica principal é o crescimento anormal das células. A radioterapia é um dos tratamentos antitumorais clássicos, no entanto gera efeitos deletérios nos pacientes que diminuem significativamente a qualidade de vida, daí a importância de estudos para aumentar a eficácia deste e de outros tratamentos ao mesmo tempo em que diminuem seus efeitos colaterais. Neste sentido, a nanotecnologia é um ramo da ciência que tem contribuído significativamente, desde catálise até nanodispositivos para área biomédica. Uma forma eficiente de síntese de nanopartículas e nanoagregados metálicos que dispensa o uso de agentes redutores tóxicos e que permite um excelente controle no tamanho dos produtos é a síntese mediada por radiólise. Este trabalho teve como objetivo sintetizar nanopartículas de paládio por via radiolítica, recobertas com proteína ou polímero e caracterizá-las quanto ao seu tamanho hidrodinâmico e possível citotoxicidade. Para a síntese, foram misturadas as seguintes soluções para uma concentração final definida: tetracloropaladato de sódio 2 x 10-3 mol L-1; solução de albumina de soro humano 50 μg mL-1 ou papaína 50 μg mL-1 ou polivinil pirrolidona (PVP) 1% (m/v). As amostras contendo albumina e papaína foram feitas em tampão fosfato 50 mM pH 7,2, enquanto as de PVP foram feitas em água deionizada contendo propan-2-ol 0,2 mol L-1 e acetona 6 x 10-2 mol L-1. As soluções de proteína foram irradiadas em irradiador de elétrons com dose de 5 kGy e a de polímero em irradiador gama com dose de 10 kGy. Quanto ao seu tamanho, houve homogeneidade das nanopartículas, as quais apresentaram tamanhos abaixo de 100 nm e com baixa polidispersão (PDI<0,3). Nos testes in vitro, foram realizados ensaios de MTT com as nanopartículas de paládio em células tumorais de mama (MDA-MB-231) e células não tumorais (HUVEC) afim de observar a sua viabilidade celular e sua toxicidade. Na linhagem celular saudável (HUVEC) as nanopartículas de paládio recobertas com albumina, papaína ou PVP se mostraram não tóxicas e com boa viabilidade celular em sua concentração de 50% (m/v). Nos ensaios com linhagem tumoral (MDA) as nanopartículas recobertas com PVP tiveram uma baixa viabilidade celular, ou seja, foram tóxicas para as células cancerígenas, as demais tiveram uma boa viabilidade. Almeja-se utilizar essas nanopartículas como agentes radiossensibilizadores, contando com posteriores testes de viabilidade celular para verificar sua eficiência antitumoral mediante irradiação com raios-X de 160 keV. Conclui-se que as nanopartículas obtidas apresentam tamanho ótimo para aplicações biomédicas, pois poderão ser endocitadas por células-alvo e, sendo maiores que 10 nm e menores que 100 nm, e não foram tóxicas para linhagens não tumorais.

Palavras-Chave: nanoparticles; palladium; radiolysis; synthesis; neoplasms

SOUSA, T.d. Síntese de nanopartículas de paládio por via radiolítica e sua eficácia in vitro. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33804. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste artigo, foi investigada detalhadamente as curvas de isotermas de PCT Sievert dinâmico e microestruturas liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5, no estado bruto de fusão e tratada termicamente a 750, 850 e 1000°C por 16 horas e resfriada dentro do forno. Os resultados de DR-X, utilizando o método refinamento de Rietveld mostraram que houve uma sequencia de alterações das fases presentes na microestrutura estrutura da liga, modificadas pelo efeito dos tratamentos térmicos aplicados em todas as amostras, foi identificada a estrutura hexagonal do tipo CaCu5. Tendo a microestrutura da liga no estado bruto de fusão as fases LaNi5, MgNi2 e LaMg2Ni9 presentes na estrutura. Após a liga ter sido tratada termicamente as fases foram modificadas foram identificadas pelo refinamento utilizando o método de Rietveld, com o aparecimento da fase Al6Mn e LaCo13 e o total desaparecimento da fase LaMg2Ni9 e diminuição da fase MgNi2 alterando as suas estruturas cristalinas para de romboédrica para ortorrômbica e hexagonal para cubica respectivamente, nos tratamentos térmicos de 750° e 850°C por 16 horas promoveram melhor capacidade de descarga nas propriedades eletroquímicas da liga. As analises de isotermas de PCT da liga no estado bruto de fusão é comparada após ser tratada termicamente, onde a relação hidrogênio liga H/M diminui, e também para uma diminuição da pressão de formação platô. Essas alterações promovidas pelos tratamentos térmicos influenciaram nos resultados obtidos no desempenho eletroquímico, mostrando que a liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 tratada a 850°C por 16 horas obteve 420 mA.h que foi melhor capacidade máxima de descarga (Cmax.) e sua capacidade de estabilidade cíclica (Sn) se manteve em 90%.

Palavras-Chave: alloys; electrochemistry; microstructure

SOARES, E.P.; CASINI, J.S.; LIMA, N.B.; LEAL NETO, R.M.; OLIVEIRA, F.B.; FARIA, R.N. Efeito do tratamento térmico nas propriedades microestruturais e eletroquímicas na liga La0,7Mg0,3Al0,3Mn0,4Co0,5Ni3,8 do tipo de AB5. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33802. Acesso em: $DATA.

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Abstract: In lightweight construction, the lowest use of raw materials is a reality. In the automotive sector, the objective is the production of vehicle bodies following the concept of light construction and at the same time suitably rigid and resistant to collisions. In addition, the assumptions of reducing fuel consumption and the volume of vehicle emissions must be met. The materials for the automotive sector, the use of advanced dual-phase steel of 1.3 GPa of mechanical strengths, whose ferrite/martensite microstructure gives ultra-high tensile strength, can be spot welded by resistance and/or joined by clinching. The application of this steel, up to 1.50 mm thick, proves to be attractive to replace components obtained by hot stamping in the automotive sector, reducing the cost of industrializing components such as side protection bars, floor reinforcements and other relevant components in the system of vehicle collision management. The present work aimed to correlate aspects of clinching and resistance spot welding joints, regarding tensile strength. Changes in the clinching anchor region and in the heat-affected zone in the spot weld were evaluated in microstructural and microhardness terms. The loads observed during the peeling tests with clinching with complete neck rupture were higher than when the mechanical union uncoupling took place. As for spot welding, despite the drop in microhardness in the heat-affected zone and the shear in this region in the peeling test, the mechanical strength was still about twice as high as in clinching. Even though, the results allow one to conclude that, under the experimental conditions of the present work, clinching is feasible for ultra-high strength materials.

Palavras-Chave: welded joints; resistance welding; tensile properties

BASTOS, V.M.; LIERMANN, C.; DALMAZO, R.; LARA, J.A.; JESUS, E.R.; MUCSI, C.S.; ROSSI, J.L. The clinching and spot welding of advanced high strengths dual-phase steel. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33800. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O ferro fundido nodular é amplamente utilizado devido ao seu custo relativamente baixo se comparado aos aços fundidos com características semelhantes e por apresentar maior ductilidade do que outros ferros fundidos. Este fator está associado à disposição e morfologia da grafita dispersa na matriz metálica. O ferro fundido nodular adquire novas características quanto à sua microestrutura e às propriedades mecânicas quando submetido ao tratamento térmico de austêmpera, sendo a partir de então classificado como ferro fundido nodular austemperado (Austempered Ductile Iron - ADI). O objetivo do trabalho foi analisar o comportamento mecânico do ferro fundido nodular nas condições de processo estudadas e obter correlações entre a microestrutura e as propriedades mecânicas. Para esse desenvolvimento foram realizadas três corridas de ferro fundido nodular com variações de composição química, considerando como base a Liga FE 70002. O teor de cromo no ferro fundido será mantido em 0,5% nas três composições e variações de níquel de 0 % a 2,0 %. As temperaturas de tratamento térmico utilizadas foram 900 °C para austenitização e 310 °C, 290 °C e 260°C para austêmpera, de acordo com os procedimentos industriais aplicados na produção em larga escala. A análise das amostras obtidas nas três corridas apresentou composição química compatível com a matriz metálica desejada, com microestrutura composta basicamente por nódulos de grafita, perlita e carbonetos. As análises apontam um aumento gradual significativo dos valores de dureza com o aumento do teor de níquel, associados as variações de temperatura dos ciclos térmicos de austêmpera. Esse aumento gradual foi decorrente da formação de carbonetos em áreas de segregação intercelular dispersos na matriz metálica das amostras com 2% Ni antes e após a austêmpera, não apresentados nas amostras sem níquel e com 1% Ni no estado bruto de fusão. Os valores correspondentes a tenacidade e a resistência à tração permaneceram ligeiramente superiores nas amostras com 1% Ni se comparado aos corpos de prova sem adição de níquel e com 2% Ni. Contudo, os corpos de prova com 2% Ni apresentaram resistência mecânica ao impacto superior às demais quando analisadas individualmente, em função dos ciclos térmicos aplicados. Outro aspecto relevante é a sanidade dos nódulos de grafita quanto ao seu tamanho, formato e quantidade. O ferro fundido com 2% Ni apresentou maior degeneração dos nódulos de grafita e menor nodularidade, desta maneira contribuindo para perda de propriedades mecânicas.

SILVA, M.L.; FERNANDES, R.d.; MAGALHAES, D.R.; GARCIA, R.H.; COUTO, A.A. Influência da composição química e do tratamento térmico de austêmpera na microestrutura e nas propriedades mecânicas do ferro fundido nodular. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33796. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Abstract PrFeB permanent magnets are relevant materials in technological applications, like electric motors, power generators, transductors and wave guides. In order to optimize their properties some alloy elements, as Nb, are being investigated to improve their microstructures and magnetic properties by grain size controlling. Furthermore, the rapid cooling by melt spinning can also improve their microstructures, depending of process parameters. For understand the role of Nb additions to the starting alloy on the microstructure and magnetic properties of sintered magnets a study was made varying the Nb content from 0.1% to 0.5% (at.). The influence of melt spinning parameters was made varying the velocity and leakage pressure. The cell parameters, presence of free Fe, crystallite sizes and microstrains were investigated by X-ray diffraction employing the Rietveld Method for the refinement of data. However, it’s necessary to understand why Nb improves the magnetic properties, were studied different alloys, which Nb varies from 0 to 0.5% and were made by melt spinning. Being that, the alloy with 0,1 of Nb showed better intrinsic coercivity of 157 kA m-1 and crystallite size of 54 nm using the Scherrer method, it was also noticed that there’s no free iron in this alloy.

FARIA, M.E.; MEIRA, M.A.; TAKIISHI, H.; MARTINEZ, L.G. Influence of Nb addition and cooling rate on properties of PrFeB alloys produced by melt spinning. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33794. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os materiais do tipo terras-raras (TR)-Fe-B nano-estruturados obtidos por melt spinning (MS) são utilizados em várias aplicações nas indústrias eletrônica, automotiva e de sensores. O processo MS produz fitas e flocos compostos pela fase (TR)2Fe14B metaestável em nano-escala utilizados na obtenção de ímãs permanentes isotrópicos aglomerados e anisotrópicos densos conformados a quente. Neste trabalho foi investigada a influência do tratamento térmico (TT) nas propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 (% at.) obtida por MS utilizada no processamento de ímãs permanentes sinterizados produzidos por decrepitação por hidrogênio (HD) e rota da metalurgia do pó (MP), respectivamente. A liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 bruta de fusão foi processada por MS com velocidade da superfície da roda em 15 m s-1 e pressão de vazamento da amostra em 25,3 kPa e submetida a TT de 1h, 2,5h e 5h, taxa de aquecimento de 5 °C min-1 e patamar de 1100 °C. A liga obtida por MS sem TT apresentou remanência (Jr) = 0,29 T e coercividade intrínseca (iHc) = 157 kA m-1, enquanto que a liga obtida por MS com TT de 1h, 2,5h e 5h apresentou Jr = 0,27, 0,22 e 0,20 T e iHc = 125, 99 e 77 kA m-1, respectivamente. As propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 obtida por MS foram influenciadas diretamente pelo TT que diminuíram com o aumento do tempo de TT e foram inferiores à liga MS sem TT. O ímã permanente sinterizado processado com a liga MS sem TT apresentou Jr = 0,85 T e iHc = 302 kA m-1.

MEIRA, M.A.; FARIA, M.E.; JANASI, S.R.; MARTINEZ, L.G.; TAKIISHI, H.; SILVA FILHO, J.C. Influência do tratamento térmico nas propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 obtida por melt spinning para o processamento de ímãs permanentes sinterizados. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33792. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Zirconium and its alloys, as well as titanium and its alloys, are mostly used in the nuclear and aeronautical industries, respectively. A nuclear-grade zirconium sponge is the main component for obtaining nuclear fuel element cladding for nuclear power plants and other components, such as grids and springs. The zirconium sponge is also an important raw material in obtaining various alloys for nuclear fuels from small and medium power reactors, such as U-Zr-Nb. Thus, this project has relevance, since the clean melting of zirconium sponge will provide part of the domain of nuclear fuel technology. In this work, high entropy alloys (Ti-Zr-Nb-Ta-Fe-Cr) were produced in order to evaluate the evolution of the microstructure and modulus of elasticity as a function of temperature and heat treatment. A high entropy alloy with a composition different from those found in the literature is proposed. The materials were separated and melted in an electric arc furnace under a non-consumable electrode vacuum. These alloys were consolidated in the form of bars 220 mm long and thicknesses ranging from 8 to 12 mm. After melting, annealing was carried out at 1100 °C for 24 hours to homogenize the material obtained. The initial microstructural analyzes showed two very distinct phases with defined grain boundaries, the chemical etching to reveal the microstructure was a solution of 100 ml deionized H2O + 10 ml HNO3 + 2 ml HF. The samples are being quenched in oil and X-ray diffraction tests will be carried out in a hot chamber and the results will be presented at this congress.

REIS, L.A.; MORAIS, N.W.; BETINI, E.G.; PEREIRA, L.T.; POLITANO, R.; BARBOSA, L.P.; MARTINEZ, L.G.; MUCSI, C.S.; ROSSI, J.L. Processing of zirconium sponge and zirconium alloys in an electric arc furnace. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33790. Acesso em: $DATA.

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Abstract: U-7,5Nb-2,5Zr cladded in zircaloy-4 is one of the most studied fuel prototypes. The Nb and Zr are added to the U to stabilize the BCC gamma phase and grant mechanical and swelling resistance. The U-7,5Nb-2,5Zr undergoes the gamma to alpha" phase transformation, generating compressive stresses due to the volume reduction. The alpha" phase also can transform to a combination of alpha+gamma2 phase (equilibrium phases), which are known to be hard and brittle. This work has the objective to test the effect of ageing the gamma to alpha" phase in thermal cycling of a U- 7,5Nb-2,5Zr cladded in zircaloy-4 piece. A co-limited specimen was aged and thermally cycled in a dilatometry experiment. The samples were characterized through X-ray diffraction and metallography. The results show that the gamma to alpha" phase transformations occur at the beginning of the initial ageing, followed by stress relief. During the cycling, the sample demonstrated non-equal thermal strains and presented fractures along with the U matrix.

MORAIS, N.W.; SCHON, C.G.; ROSSI, J.L.; FABRIM, Z.E.; MUCSI, C.S. Microstructural characterization of U-7,5Nb-2,5Zr alloy after ageing and constrained fatigue. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33788. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Stress triaxiality is important in fracture mechanics to check the safety of several structures. Stress triaxiality is one of the main factors that influence the fracture process of high toughness steels. For example, a ductile fracture tends to be more predominant for a low constrain geometry with less plastic restriction. The configuration and loading of the structural components are different from those of the mechanical test specimens used to obtain the materials fracture properties. So, understanding the local stress triaxiality is essential to ensure structural safety. Combination of tests with numerical simulations is a way to assess this effect. Modifying the standard tensile test geometry (ASTM E8) with a notch causes a change in the stress triaxiality. Based on the literature information, two notches were chosen: 1 and 2 mm. These geometries were tested, and the results were numerically reproduced using a non-linear model with the GTN damage model in the software Abaqus/Explicit 2020. The properties (elastic and plastic) were obtained from the standard specimen. An axisymmetric finite element model was developed considering the symmetry in the specimen longitudinal direction, and a mesh with the smallest element having the dimensions of 0.2x0.4 mm. First, a test speed of 0.015 mm/s was applied in the specimen longitudinal direction and convergence problems occurred. Thus, the speed was increased to 100 mm/s to solve these problems. Finally, the nine GTN damage parameters were calibrated to describe numerically the experimental curve. The stresses were obtained for the centroid of the elements. All the analyses were done for two points, i.e.,. first is the plastic instability point for a standard specimen, and second is the maximum force of the load vs. displacement curve. The numerical results analysis allowed the assessment of the stress field and stress triaxiality near the notch to compare with the standard specimen. The notch influences the stress locally, but, after a short distance, approximately 45 mm in these specimens, the tendency was the same for three geometries. The evaluation of the triaxiality considered the stress in the specimen longitudinal direction and the hydrostatic stress. Before the point of plastic instability (first point), the stress triaxiality is low, practically an uniaxial stress state. To the second point, the stress state is no longer uniaxial. The notch increases the stress triaxiality across the cross-section, and the biggest value occurred in the center of the specimen. These specimens results can help to identify the region affected by the notches in structural components.

PEREIRA, L.d.; DONATO, G.H.; MATTAR NETO, M. Assessment of the von Mises stresses and stress triaxiality in notches using modified tensile specimens. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33786. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Tanks for storage of products in the food industry are usually made of stainless steel, as they must present hygiene and safety standards to ensure product quality. These stainless steels are finding increasing demand due to their good combination of mechanical properties, weldability and corrosion resistance. However, they are susceptible to localized corrosion when exposed to high temperatures, as during the welding process. In this study, welding of the 2101 lean duplex stainless steel (LDSS) was carried out by gas tungsten arc welding double fusion (GTAW-DF) process using ER 2209 weld consumable. This work aims to investigate the influence of optimized welding parameters on the corrosion performance of the 2101LDSS. The correlation between microstructure and electrochemical behavior of the fusion line (FL) and heat-affected zone (HAZ) has been investigated. In the study, six welded samples were manufactured with various welding parameters, specifically the welding current, travel speed and heat input. The microstructure of the welding zone was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and its mechanical properties were evaluated by microhardness test. A mini-cell and Syringe Cell were used to characterize the electrochemical behavior of the different welded zones by means of the double loop electrochemical potentiokinetic reactivation test (DL-EPR) and potentiodynamic polarization tests. The results showed that the welding parameters tested in this study significantly affected the corrosion resistance of the 2101LDSS. The heat-affected zone (HAZ) was the zone most susceptible to localized corrosion and the specific region most affected by corrosion process was that of the 2101LDSS adjacent to the FL. The steel used as filler alloy (ER 2209) is significantly more resistant to corrosion than the 2101LDSS, and the galvanic coupling between the 2101 LDSS and the ER 2209 promoted galvanic corrosion in the 2101 adjacent to the ER 2209.

BUGARIN, A.F.; VIVEIROS, B.G.; TERADA, M.; SILVA, L.S.; GUILHERME, L.H.; NEVES, M.D.; COSTA, I. Corrosion resistance of lean duplex stainless steel 2101 welded by the gas tungsten arc welding double fusion (GTAW-DF) process for use in the citrus juice industry. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33784. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Sabe-se que oitenta por cento das falhas que ocorrem no sistema de exaustão veicular são devidas a processos de corrosão. Nesse trabalho, avaliou-se a suscetibilidade quanto à corrosão intergranular na zona termicamente afetada das juntas soldadas de aço AISI 409 soldado com arame solido 308 LSI e AISI 439 soldado com arame sólido 430 Ti LSi, ambos com flange de aço ASTM A36, aplicadas na fabricação de sistemas de exaustão veicular. As juntas foram confeccionadas utilizando o mesmo processo de fabricação do coletor de escape. Após soldagem, as amostras foram tratadas termicamente a 650 ºC e 750 ºC por 50 e 100h. A sensitização da zona afetada pelo calor foi avaliada a partir dos ensaios de Reativação Potenciodinâmica de Duplo Loop (DL-EPR) com solução 0,5M de H2SO4 a velocidade de 1,67 mV/s em um Potenciostato Autolab. Observou-se maior grau de sensitização no aço AISI 409 quando comparado ao AISI 439. Além de notar que houve redução na sensitização de ambos materiais após o aumento do tempo e temperatura de tratamento térmico.

LEBRAO, S.M.; LARA, J.C.; COLOSIO, M.A.; SCALA, G.; SERIACOPI, V. Avaliação da sensitização de juntas soldadas em aço inoxidável ferritico AISI 409 e AISI 439 por Reativação Eletroquímica Potenciodinâmica (DL–EPR) para sistema de exaustão veicular. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33782. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O câncer é uma condição patológica de grande incidência, causa de uma significativa porcentagem de óbitos por ano no mundo inteiro. Pesquisas buscando novas formas de tratamento mais eficazes e menos invasivas para o câncer têm se intensificado nas últimas décadas, e a nanotecnologia traz uma contribuição significativa neste aspecto. A utilização de nanopartículas para intensificar os efeitos da radioterapia tem ganhado crescente atenção, pelo fato de que os efeitos colaterais desta modalidade terapêutica causados pela radiação em curto e longo prazo são consideravelmente diminuídos. Este trabalho visou à síntese de nanopartículas de ouro via redução por epigalocatequina-galato - um composto natural encontrado em folhas de chá - ou por via radiolítica, bem como sua caracterização e utilização em modelos de tumores de mama in vitro. As taxas de apoptose e necrose nas células tratadas com as nanopartículas e irradiadas com raios-X foram inferidas de acordo com a quantidade de fragmentos de DNA encontrada no meio de cultura (devido à desestruturação de membrana em decorrência de necrose) ou no interior celular (há fragmentação do DNA, porém sem extravasamento do conteúdo intracelular em caso de necrose). No caso das células de tumor mamário da linhagem MCF-7, observou-se que a apoptose ocorreu mais intensamente nas células irradiadas contendo nanopartículas de ouro em comparação às células somente irradiadas, enquanto que a necrose foi mais exacerbada nas células contendo nanopartículas de ouro irradiadas com todas as doses exceto 20 Gy de raios-X. Isso demonstra o efeito de radiossensibilização que pode ser atingido mediante o uso de nanopartículas de ouro, tanto revestidas por albumina quanto por EGCG. Perfil semelhante foi observado para as células de tumor mamário da linhagem MDA-MB-231, nas quais o efeito de radiossensibilização já é evidente desde as menores doses. As nanopartículas de ouro se mostraram muito eficientes na ablação destas células, sendo a necrose mais frequente nas menores doses e a apoptose mais intensa na maior dose. Por fim, nas células não tumorais da linhagem HUVEC, aparentemente a presença de nanopartículas de ouro tornou as células mais resistentes à ação dos raios-X, visto que o nível de necrose se manteve menor do que em células irradiadas sem a presença de nanopartículas em todas as doses testadas, e os níveis de apoptose somente foram maiores nas células contendo nanopartículas nas menores doses. Apesar de ainda não conseguirmos explicar tal fenômeno e da necessidade de repetir este ensaio, este resultado pode corroborar para uma futura utilização destes nanomateriais no tratamento de tumores, visto que em linhagens tumorais favoreceu a radiossensibilização e o contrário ocorreu em células saudáveis, principalmente em doses maiores ou iguais a 10 Gy.

FREITAS, L.F. de; CRUZ, C.P.; SOUSA, T.d.; LUGAO, A.B. Efeito de radiossensibilização em células tumorais de mama em presença de nanopartículas de ouro sintetizadas por métodos verdes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33780. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os recursos naturais de águas têm sido contaminados por efluentes provenientes tanto do setor industrial quanto do setor doméstico. E ainda, grande parcela da água tratada é consumida em processos químicos em vários setores industriais, dentre estes os têxteis, de papel e de couro. Aproximadamente 70% dos corantes utilizados em larga escala nos vários processos correspondem a azo-corantes, sendo os principais o alaranjado de metila e o amaranto. Uma alternativa para a remoção de poluentes orgânicos se dá pela degradação fotocatalítica que tem se mostrado um método verde eficiente para eliminação de corantes orgânicos em águas residuais. Entre os semicondutores mais empregados, os óxidos TiO2, WO3 e ZnO têm se destacado. Algumas das características do ZnO que têm tornado esse material atrativo na área de fotocatálise são: boa estabilidade física e química, alta capacidade oxidativa, energia de band gap na região do UV ou do visível do espectro eletromagnético da luz, baixo custo e baixa toxicidade. Este trabalho de pesquisa objetivou a síntese e a caracterização de filmes nanoestruturados de óxido de zinco para obtenção de um fotocatalisador ativado por luz ultravioleta, capaz de degradar compostos orgânicos. Os filmes foram obtidos pelo método sol-gel dissolvendo-se 3,10g de acetato de zinco, 15ml álcool etílico e em seguida adicionando-se 0,86g de monoetanolamina (MEA). A solução obtida apresentou caráter básico (pH 8) e foi depositada por spray a frio em substratos de vidro borossilicato previamente preparados. As amostras foram tratadas termicamente nas temperaturas de 350°C, 400°C e 450°C nos tempos de 30, 40 e 60 minutos. A eficiência dos filmes foi determinada pela degradação do corante alaranjado de metila sob luz ultravioleta. A temperatura e o tempo de tratamento térmico influenciaram a atividade fotocatalítica, visto que a degradação do corante ocorre nas condições a partir de 400°C, sendo que após tratamento térmico a 450°C por 45 minutos foi observado o melhor desempenho.

COTINHO, S.P.; CORREA, O.V.; PILLIS, M.F. Síntese e caracterização de filmes nanoestruturados de ZnO para aplicação em fotocatálise. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33778. Acesso em: $DATA.

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Abstract: In recent years we identify the utilization of ultra high strength steels in the body in white stage of automobile manufacturing for the enhancement of passengers safety. During the body in white stage of manufacturing the automobile frame is joined together usually by means of welding and the major part of them are electric spot welds. This paper presents a study of the evolution of the strain field on the surface of tensile test specimens previously subjected to spot welding. A set of non standard tensile specimens out of 22MnB5 steel consisting of a longer blade specimen main body and a smaller short plate backing plate. All parts were water quenched after heating to 950 ºC. The backing plates were spot welded to the center of the main body blades. The specimens surfaces were prepared for digital image correlation analysis and the specimens were tensile tested on a Instron universal testing machine. Results clearly show that a high strain annular region develop around the spot-welded region exactly on the heat affected zone. The specimen cracking started in that annular zone and than expanded diagonally to the borders of the main blade. The authors concluded that the control of the size of the heat affected zone around the spot weld may be a key factor for the design of the automobile body in white manufacturing process.

MUCSI, C.S.; ROSSI, A.; CAREZZATO, G.; JESUS, E.R.; ROSSI, J.L. Characterization of the spot welding of water quenched 22MnB5 steel using tensile tests and Digital Image Correlation (DIC). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33776. Acesso em: $DATA.

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Abstract: No processo de fundição sob pressão, as ligas mais utilizadas são as ligas de Al-Si por apresentarem baixo ponto de fusão, boa resistência mecânica à tração, dureza e alongamento. No processo de fundição sob pressão é aplicada uma elevada pressão hidráulica e grande velocidade de injeção no metal líquido, gerando assim diversos tipos de defeitos de fundição, como por exemplo: porosidade, junta fria e falha de enchimento, resultando em diminuição das propriedades mecânicas do produto fundido. Visando a melhoria da qualidade dos produtos fundidos sob pressão, esse artigo tem como objetivo analisar a influência dos parâmetros do processo velocidade e comprimento das fases de injeção nas propriedades mecânicas da liga de alumínio A380. O procedimento experimental consistiu da injeção de corpos de prova utilizando o processo de fundição sob pressão em máquina injetora de câmara fria de 400 t de força de fechamento. As variações de velocidade de injeção foram feitas da seguinte maneira: 3 variações de velocidade na primeira fase de injeção com 0,10 m/s, 0,25 m/s e 0,50 m/s e 3 variações de velocidade na segunda fase de injeção com 0,6 m/s, 1,5 m/s e 3,0 m/s. A determinação das propriedades mecânicas foi realizada por meio de ensaios de tração e medidas de dureza. A caracterização microestrutural da liga de alumínio injetada foi realizada por microscopia óptica para todas as variações de velocidade e comprimento de fases. Os resultados das propriedades mecânicas indicaram que a variação da velocidade da primeira fase de injeção não afetou significativamente o limite de resistência, a dureza e o alongamento da liga de alumínio. Contudo, a menor velocidade da primeira fase de injeção (0,10 m/s) acarretou um valor de limite de escoamento significativamente maior do que o obtido em velocidades maiores. Essa diferença se deu pelo aumento da microporosidade ocasionada pela turbulência na câmara de injeção com o aumento da velocidade da primeira fase de injeção. O aumento da velocidade da primeira fase de injeção também ocasionou uma diminuição no tamanho de grão. Com relação à segunda fase de injeção, o aumento da velocidade favoreceu também uma diminuição do tamanho de grão e um aumento de microporosidade. Contudo, a menor velocidade de injeção da segunda fase favoreceu a formação de junta fria causada pelo encontro de fluxos de metal líquido que não se fundem completamente, conduzindo a um menor valor de alongamento. ocasionado pela baixa velocidade de injeção para a segunda fase. Na velocidade maior de injeção da segunda fase as microporosidades formadas estão mais bem distribuídas e compactas na matriz, melhorando o limite de escoamento da liga de alumínio.

COUTO, A.A.; MARCHIOLI, C.A. Influência da velocidade e do comprimento das fases de injeção nas propriedades mecânicas e na microestrutura da liga de alumínio SAE 380 fundidas sob pressão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33774. Acesso em: $DATA.

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Abstract: In this work, UNS32304 duplex stainless steel welds were evaluated by observing the influence of the pulsed GTAW welding process on thermal properties of this material. 1.8 mm duplex stainless steel sheets were welded by the GTAW process varying the shielding gases between pure Ar and Ar + 2%N2 without filler metal. The thermal welding cycles were studied by a type K and S thermocouple system fixed close to the welding line. The temperature distribution along the welding line was determined by reaching values within the phase transformation range of this material. Through a quantitative and semiquantitative evaluation of elements the Creq/Nieq ratio was calculated for the ferrite, austenite and secondary austenite grains of the solidified zone, ZAC and base metal. The addition of 2% N2 in the shielding gas caused an increase of the austenite formation in the solidified zone if compared to welding without N2 addition, being the most suitable atmosphere for welding in duplex stainless steels. The thermophysical properties were studied by laser flash method (MFL) used to determine the thermal diffusivity of the material in the thickness direction. The specific heat and Curie temperature of the solidified zone of welds was obtained by the thermal analysis by differential exploratory calorimetry (DSC). Measurements of porosities and specific mass of the solidified zone were obtained and compared with the base metal and metal as received. With this information it was possible to evaluate the thermal conductivity of the material after welding process. Increased thermal conductivity was found for both welded samples and suggest correlation with increased ferritic phase and decreased porosity also observed for solidified zone.

BETINI, E.G.; TERUI, C.; REIS, L.A.; MUCSI, C.S.; LUZ, T.d.; ORLANDO, M.T.; ROSSI, J.L. Effect of shielding gas on thermal properties of thin plates of duplex stainless steel welded by pulsed GTAW process. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33772. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O ferro fundido cinzento e nodular é utilizado na indústria automotiva na fabricação de blocos de motor a diesel, discos e tambores de freios e diversas engrenagens. Em função da variedade de aplicações possíveis com propriedades mecânicas diversas, o objetivo deste trabalho é avaliar o comportamento mecânico do ferro fundido cinzento FC 300 e ferro fundido nodular FE 45012. Para isso foram executados diversos tratamentos térmicos nesses ferros fundidos visando um melhor entendimento da influência desses tratamentos na microestrutura e nas propriedades mecânicas em flexão e dureza. Os tratamentos térmicos executados nos ferros fundidos foram: normalização a 885 °C por 2 horas e resfriamento ao ar; têmpera após permanência a 880°C/2 h com resfriamento em óleo e revenimento a 500°C/3 h; martêmpera após permanência a 860°C/2 h; nitretação em banho de sais a 590°C/2 h. Para os ensaios de flexão, medidas de dureza e caracterização microestrutural, corpos de prova e amostras foram retiradas e usinadas de barras de 76 mm de diâmetro de ferro fundido cinzento e nodular em regiões, para investigação da microestrutura foram retiradas amostras das regiões central, intermediária e externa. Foi realizada a análise da composição química, ensaio de dureza, microscopia óptica e de varredura para verificação da forma, tamanho e quantidade de grafita, cálculo das porcentagens de nodularização, de ferrita, perlita e martensita, e análise das superfícies das fraturas. A resistência à flexão de ambos os ferros fundidos, cinzento FC 300 e nodular FC 45012, aumentou significativamente em decorrência dos tratamentos térmicos de normalização e de têmpera e revenimento em relação ao material bruto de fusão. A deformação obtida nos ensaios de flexão foi significativamente maior no ferro fundido nodular em comparação com o cinzento, em todas as condições de tratamentos térmicos. O aumento da fração de perlita e a redução do número de nódulos de grafita após o tratamento de têmpera e revenimento conduziu a um aumento na resistência à flexão e dureza do ferro fundido nodular. O ferro fundido cinzento apresentou uma grafita em forma lamelar e uma fratura frágil após ensaios de flexão. A superfície de fratura dos corpos de prova do ferro fundido nodular ensaiados em flexão apresentou grafita de aspecto esférico e regiões com presença de microcavidades com destacamento dos nódulos, característicos de fratura dúctil. A nitretação acarretou camadas superficiais da ordem de 100 μm, sendo que as propriedades mecânicas obtidas em ensaios de flexão para ambos os ferros fundidos não diferenciaram significativamente em comparação com os outros tratamentos térmicos.

VITOR, E.; ALMEIDA, G.F.; COUTO, A.A.; VATAVUK, J. Caracterização e avaliação do comportamento mecânico em flexão do ferro fundido cinzento e nodular após tratamentos térmicos e termoquímico. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33770. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó consiste na incidencia de um laser de alta potência sobre o material que promove a fusão e posteriormente a solidificação camada sobre camada criando o 3D a partir de um modelo computacional. A principal vantagem deste processo é a fabricação de objetos com geometrias complexas. As ligas de titânio, como a Ti6Al4V são amplamente utilizadas como material estrutural em diversos setores, e também como biomateriais. Neste contexto a caracterização microestrutural do material é de suma importâcia, uma vez que a microestrututra influencia diretamente nas propriedades mecânicas. As altas temperaturas podem ocasionar as mudanças de fase, em que parte da fase alfa (Hexagonal Compacta) se transforma em fase beta (Cúbico de Corpo Centrado), afetando as propriedades mecânicas. A proposta deste trabalho consiste na caracterização cristalográfica por difração de raios X do de Ti6Al4V em forma de pó e após a manufatura aditiva por fusão em leito de pó. O pó utilizado no processo foi atomizado a plasma, apresentando diâmetro médio de partícula de 50 micrometros e composição química de acordo com a ASTM F2924. As peças foram manufaturadas utilizando o laser de Yb (comprimento de onda de 1060nm) com velocidade de varredura de 100 mm/s e potência variando de 61 W a 244 W. O pó foi caracterizado por MEV para análise morfológica e por difração de raios X para identificação e quantificação de fases. As amostras manufaturadas foram caracterizadas por MEV e MO, para a observação da microestrutura, e por difração de raios X para identificação e quantificação das fases presentes. Após processo de manufatura aditiva, pôde ser observada a formação da fase de Widmanstätten, e a presença da fase beta (CCC).

OLIVEIRA, R.R.; XAVIER, G.d.; CASTRO, R.S.; PORTO, J.B.; SANTOS, L.U.; TERADA, M.; COUTO, A.A. Identificação e quantificação de fases de Ti6Al4V produzido por fusão em leito de pó a laser. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33768. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Na década de 1990, 50% dos edifícios residenciais e 40% dos edifícios comerciais, em São Paulo, empregavam revestimentos cerâmicos nas fachadas. As construções do projeto nacional Minha Casa, Minha Vida, a partir de 2010, adotaram, como principal revestimento para as áreas internas, as placas cerâmicas em pisos e paredes. Entretanto, o problema de descolamento dos revestimentos cerâmicos tem sido objeto de avaliação e estudo, pois a frequente ocorrência de manifestações patológicas neste tipo de revestimento passou a ser uma grande preocupação para as construtoras e a sociedade e tema recorrente de pesquisa, discutido em congressos nacionais e internacionais. Estudos apontam uma tendência de diminuição de seu uso em fachadas de edifícios de São Paulo. Em 2019, um estudo encabeçado pelo setor da Construção Civil destacou que, em todas as regiões do país, o problema do descolamento dos revestimentos cerâmicos internos não era só setorial, mas um dos mais graves problemas técnicos enfrentados pelo setor nos últimos anos: em 157 obras espalhadas por todo o país, 49 empresas colheram o ônus do “desplacamento”, totalizando mais de 2,6 milhões de metros quadrados. O objetivo principal do trabalho realizado foi a caracterização química, termogravimétrica, mineralógica dos materiais e, além disso, análises microscópicas e determinações físicas das amostras de cerâmica amostradas com indicação de desplacamento do revestimento. Com relação à resistência ao gretamento, as amostras apresentaram gretamento. Na análise mineralógica qualitativa por difração de raios-X (DRX), em todas as amostras, verifica-se quartzo, óxido de ferro (hematita, goetita), feldspato (plagioclásio e alcalino) e material amorfo. Não foi detectada presença de mulita. A microestrutura de todas as amostras de cerâmica analisadas pode ser compartimentada em três elementos: fragmentos de filossilicatos com foliação totalmente e parcialmente preservadas, massa porosa arranjando-se como matriz e torrões de massa vítrea em abundância, porém isolados pela matriz de massa porosa. Verifica-se que as amostras das placas aplicadas possuem uma massa mais porosa e maior quantidade de núcleos de massa vítrea com bordas destacadas (heterogeneidade).

SAHADE, R.F.; COUTO, A.A.; LIMA, C.R.; LEAL, P.R.; LIMA, S.S.; SILVA, P.S. Desplacamento de revestimento cerâmico: caracterização dos materiais cerâmicos por meio de ensaios laboratoriais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33766. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As ligas de Ti são amplamente utilizadas em ambientes de corrosão severa onde a resistência à corrosão é necessária, como na indústria biomédica. Neste setor, existe a necessidade de produzir superfícies que facilitem a osseointegração, principalmente em implantes. Atualmente, essa superfície funcional é feita revestindo o implante metálico com materiais cerâmicos, como a hidroxiapatita, ou com materiais poliméricos. No entanto, essas camadas geralmente podem sofrer desplacamento, tensões residuais e trincas durante o processo, favorecendo a corrosão do implante metálico. Há diversos relatos sobre utilização desta liga em processos de manufatura aditiva, que consiste na união de materiais, para que seja obtido um objeto 3D, em que geralmente a união acontece camada a camada, utilizando a matéria prima em forma de pó. Este processo de manufatura permite a obtenção de peças com geometria complexa, redução de peso, e produtos customizados além de atender o setor odontológico e biomédico, podendo atender ainda os setores automotivo e aeroespacial. Apesar de estarem bem descritos na literatura, os parâmetros de impressão como condições da câmara, temperatura da base de impressão, concentração de oxigênio sob pressão; potência do laser, varredura de velocidade do laser e distribuição da camada de pó na superfície de construção, não podem ser considerados bem estabelecidos, pois dependem não apenas das características do LASER, mas também das características do pó. A texturização a laser é um processo de estruturação de superfícies que, a partir de pulsos de laser, permite a criação de padrões periódicos (texturas) nas superfícies dos materiais, para modificá-los (funcionalmente e/ou esteticamente) de forma precisa e direta, permitindo parametrização, versatilidade e repetibilidade. Assim, combinar manufatura aditiva metálica com texturização a laser seria uma alternativa para se obter peças com superfícies hidrofílicas funcionais, o que melhora a osseointegração. Este estudo visa a produção de peças de Ti6Al4V por fusão em leito de pó a laser variando a velocidade de varredura de 100 a 500 mm/s e potência de 61 W a 244 W utilizando um Laser de Yb com potência máxima de 500 W. Para a texturização a laser da superfície, foi utilizado um laser de fibra óptica de Yb, com comprimento de onda de 1064 nm (infravermelho), potência nominal de 50 Watts, duração de pulso de 150 ns, frequência de 2 kHz, distância focal de 254 mm e diâmetro teórico da viga na ordem de 70 ?m. A superfícies das peças produzidas por fusão em leito de pó a laser foram caracterizadas por MEV, e a molhabilidade foi determinada pelo método de gota séssil, antes e após a texturização. Os resultados mostraram a superfície mais homogênea obtida para as amostras produzidas em média potência e menor velocidade do LASER. Além disso, combinando manufatura aditiva com textura a laser foi possível obter superfícies hidrofílicas.

XAVIER, G.d.; CASTRO, R.S.; PORTO, J.B.; SILVA, L.S.; SANTOS, R.G. dos; SANTOS, L.U.; TERADA, M.; COUTO, A.A. Caracterização de peças de Ti6Al4V produzidas por fusão em leito de pó e modificação superficial usando laser de nanosegundo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33764. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As superfícies dos biomateriais utilizados como dispositivos médicos implantáveis e no ferramental cirúrgico devem ser adequadas à função que exercem; por este motivo a importância do estudo do acabamento superficial aumenta à medida que crescem as exigências do projeto, no que se refere ao regime de aderência entre o implante e o tecido humano adjacente e, requisitos de geometria e precisão nos implantes e nos utensílios cirúrgicos. Estes biomateriais, quando em contato com o tecido humano, estão sujeitos a falhas como desgaste, fadiga, micro movimentos, desprendimento de partículas e degradação, podendo causar hipersensibilidade, ou a necessidade de uma nova cirurgia para remoção e substituição. Consequentemente aumentam as despesas para os pacientes, convênios médicos e as instituições públicas de saúde. Óxido de alumínio anódico (OAA) tem atraído muito interesse devido ao arranjo regular de nanoporos, facilidade de controle do diâmetro dos nanoporos, grande área de superfície específica, baixo custo, boa estabilidade térmica, ausência de toxicidade e biocompatibilidade. Devido a essas características, as estruturas OAA têm sido utilizadas em aplicações como processos de filtração, biossenssores, sensores de oxigênio, catálise e fotocatálise. Além disso, o arranjo geométrico dos nanoporos torna possível utilizar a alumina como molde para a síntese de várias nanoestruturas, como nanoporos, nanotubos, nanobastões e nanofios que apresentam muitas vantagens em áreas de aplicação avançadas devido a suas propriedades químicas, físicas, mecânicas e ópticas únicas. Por isso, tornase necessário o constante avanço nas pesquisas sobre a utilização de revestimentos de alumina anódica nanoporosa sobre as superfícies dos biomateriais.

PIERETTI, E.F.; CORREA, O.V.; NEVES, M.D.; ANTUNES, R.A.; PILLIS, M.F.; OLIVEIRA, M.C. Caracterização superficial de alumina anódica nanoporosa aplicada a revestimentos biomédicos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33762. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O tratamento mecânico superficial de shot peening, comumente utilizado para aprimorar propriedades mecânicas de superfície em materiais, como aumentar a resistência a fadiga e ao desgaste, induz deformações na rede cristalina do material, caracterizadas pela presença de tensões. Adicionalmente, a nitretação a plasma outro tratamento superficial utilizado para minimizar falhas em aços inoxidáveis austeníticos, pode produzir camadas superficiais resistentes, compostas pelo alojamento de átomos intersticiais na estrutura austenítica, elevando a dureza da camada. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo estudar a tensão residual e a camada formada na superfície do aço inoxidável austenítico F138, após diferentes condições de tratamento. Foram abordadas diferenças relacionadas à aplicação de nitretação a plasma após tratamento mecânico de shot peening. Para a verificação da tensão residual foi utilizada difração de raios-x usando método senˆ2(psi). Com intuito de analisar a morfologia da superfície e da camada formada, as amostras foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-x. O tratamento de shot peening prévio à nitretação a plasma promove formação de camada menos homogênea com presença de microtrincas e aumento da tensão residual induzida. A nitretação a plasma ocasionou a formação de nitretos de ferro e austenita expandida. Com a efetiva indução de tensão residual na superfície, os tratamentos de shot peening e nitretação a plasma são métodos eficientes para aprimoramento das propriedades do material.

RIBEIRO, E.P.; COUTO, A.A.; OLIVEIRA, R.R.; VICENTE, J.G. Tensões residuais induzidas no aço inoxidável austenítico F138 após tratamento superficial de shot peening e nitretação a plasma. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33760. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Filmes de TiO2 e TiO2/C foram preparados pelo método sol-gel e aplicados sobre a superfície do aço inoxidável AISI 304 por spray a frio. Inicialmente, grafite natural foi submetido ao processo de esfoliação em fase líquida, onde se obteve grafite expandido. Para tanto, uma suspensão de grafite em solução aquosa contendo isopropanol e acetona foi irradiada por 2h em luz UVC. Foi preparada uma solução de isopropóxido de titânio e isopropanol para a obtenção do sol. O grafite esfoliado, após secagem, foi então adicionado à solução em concentrações entre 2,5 e 10%, razão massa/volume. Os filmes foram secos em estufa a 100ºC e tratados termicamente a temperaturas entre 400 e 500 ºC em forno tubular, sob atmosfera de argônio. Técnicas de difração de raios X, espectroscopia Raman, espectroscopia UV-visível (UV-vis), microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas na caracterização. Os resultados obtidos confirmam a esfoliação do carbono e a formação da fase anatase em todos os filmes. Resultados de AFM sugerem que a formação da heterojunção semicondutor-carbono, confirmada por espectroscopia Raman, promoveu modificações morfológicas nos filmes, e influenciam o comportamento frente à corrosão do aço revestido, o qual foi avaliado por técnicas de impedância eletroquímica e polarização linear em uma solução aquosa 3,5% NaCl à temperatura ambiente.

SANTOS, T.F. dos; BENTO, R.T.; CORREA, O.V.; PILLIS, M.F. Síntese e caracterização de filmes nanocompósitos de TiO2/C depositados sobre o aço inoxidável AISI 304. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33758. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os catalisadores sintetizados neste trabalho foram preparados por complexação metal–quitosana ancoradas em sais de Cobalto, Cobre e Cério com diferentes massas sólidas dos metais de transição na forma de microesferas. Os denominados metais ativos foram suportados em solução de zircônio-ítrio e calcinados a 600 oC. Foram caracterizados por Difração de Raios –X (DRX), Espectrometria Dispersiva de Raios-X (EDS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Temperatura Programada de Redução (TPR), Analise Termogravimétrica (TG). Os métodos de confecção catalítica foram comparados e avaliados através da reforma a vapor de etanol utilizando um reator tubular de quartzo de leito fixo (5 mm de diâmetro interno) acondicionado com 100 mg de catalisador colocado em um forno vertical sob pressão atmosférica. Foram tratados termicamente a 500 °C, durante 1 h com uma taxa de fluxo do H2 de 30 mL min-1. Água e etanol com relação molar de 1:3 e alimentados e reator usando um sistema com dois aparelhos saturadores com N2 como gás de transporte com fluxo de 20 mL.min- 1. Os reagentes e os produtos foram analisados por um Cromatógrafo a gás (Agilent 7890A).

FERREIRA, JOAO C.; BERGAMASCHI, V.S.; ARCANJO, G.d.; MORAES, T.S. Reforma do etanol para obtenção do hidrogênio utilizando catalisadores de CoCeCu/ZRO2-Y2O3. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33756. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Nas últimas décadas, as turbinas a gás do segmento aeronáutico experimentaram um ganho de eficiência em sua operação devido à possibilidade de aumentar a temperatura máxima no gás do aerofólio. Dentre os motivos que permitiram esse avanço, está o advento dos Revestimentos para Barreira Térmica, ou TBC (Thermal Barrier Coatings). Um sistema TBC típico consiste na introdução de duas camadas de revestimento, uma de ligação e outra isolante térmica, entre os gases quentes da fonte de calor e o componente metálico da turbina a ser revestido, geralmente uma superliga a base de níquel. A capacidade de isolação térmica proporcionada por um sistema TBC é inquestionável; entretanto, desafios relacionados à vida útil dos TBCs e a sua adesão com o substrato metálico têm levado à diversas pesquisas sobre o tema ao redor do mundo. Dentre os desafios nos últimos anos, os pesquisadores têm se voltado para o estudo do ataque ao TBC promovido pelos silicatos fundidos, também conhecidos como CMAS (Calcium-Magnesium- Alumino-Silicate), que são partículas provenientes do ambiente que penetram na estrutura do TBC quando o componente está operando em temperaturas elevadas, danificando o revestimento. Desta maneira, faz-se necessário um melhor entendimento sobre as temperaturas de operação em que o TBC é agredido pelo ataque do CMAS e como isso ocorre. Neste artigo, amostras de TBC cobertas com uma mistura típica de CMAS passaram por tratamentos isotérmicos em diferentes temperaturas. As análises por MEV e EDS permitiram verificar em qual temperatura o CMAS foi mais prejudicial ao revestimento após o ensaio com temperatura isotérmica. A molhabilidade do CMAS com a superfície do TBC também foi avaliada e os resultados são discutidos.

MARTINS, R.F.; FRIEHE, K.; MONCAO, F.D.; GAUDENCIO, C.B.; GUEDES-SILVA, C.C.; LAZAR, D.R.; COUTO, A.A.; LIMA, C.R. Estudo sobre o ataque dos silicatos fundidos (CMAS) aos revestimentos para barreira térmica (TBCs) em variadas temperaturas de serviço. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33754. Acesso em: $DATA.

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