Abstract: O interesse na utilização de fibras naturais com matrizes poliméricas para a preparação de compósitos espalhou-se rapidamente ao longo dos últimos anos. No entanto, a adesão interfacial entre a fibra e a matriz tem ainda de ser aperfeiçoada. Para melhorar a adesão entre os constituintes e, consequentemente as propriedades mecânicas e térmicas dos materiais, duas abordagens foram investigadas: a irradiação por feixe de elétrons e a mercerização. Este trabalho descreve a fabricação e caracterização de biocompósitos de polietileno de alta densidade e fibra do ouriço da castanha do Brasil que foram preparadas por duas metodologias diferentes: a primeira foi irradiar o compósito com 150 kGy e a segunda foi irradiar a matriz com 15 kGy e então produzir o compósito. Para ambas as metodologias foram utilizadas fibras naturais mercerizadas e não mercerizadas. O efeito dos tratamentos estudados para melhorar a adesão entre a fibra e a matriz polimérica foi avaliado através de caracterizações mecânica, química, térmica e morfológica. Com base neste estudo, observou-se que a fibra do ouriço da castanha do Brasil é um material tecnicamente viável para uso como reforço em compósitos poliméricos. Observou-se que o processo de irradiação da matriz seguida da produção dos compósitos é um método eficaz para melhorar as propriedades térmicas e mecânicas dos compósitos biopoliméricos e que, quando comparado com o processo de mercerização, esse método pode ser considerado mais ambientalmente correto (sem produtos químicos e sem geração de resíduo), mais barato e mais simples.

Palavras-Chave: fibers; nuts; composite materials; reinforced materials; polyethylenes; matrix materials; adhesion; electron beams; irradiation; mechanical properties; sustainable development; x-ray diffraction; thermal gravimetric analysis; fourier transform spectrometers

CAMPOS, REJANE D. de. Influência da mercerização e irradiação por feixe de elétrons na aderência da fibra do ouriço da castanha do Brasil em matriz de polietileno de alta densidade. Orientador: Emilia Satoshi Miyamaru Seo. 2015. 83 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2015.tde-17112015-141935. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/25303. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As ligas utilizadas nesta pesquisa para fundição sob pressão são as de Al-Si, por apresentarem baixo ponto de fusão, dureza, alongamento e um limite de resistência alto, entre 200 a 300 MPa. O processo citado aplica uma alta velocidade de injeção do metal líquido, no molde, obtendo-se uma estrutura com grãos refinados e gerando diversos defeitos como microporosidade, junta fria e falha de enchimento, resultando em baixas propriedades mecânicas do produto. Esses defeitos surgem na deficiência no projeto do ferramental: molde de injeção, na definição dos cálculos e controle dos parâmetros de injeção. Esta dissertação tem como objetivo principal analisar a influência das velocidades da primeira e da segunda fase de injeção na microestrutura e nas propriedades mecânicas dos corpos de prova normalizados na liga A380 para melhorar a qualidade dos produtos fundidos sob pressão. O desenvolvimento e a análise dos resultados das propriedades mecânicas da liga A380 basearam-se na obtenção de corpos de prova normatizados via máquina injetora de câmara fria. Os parâmetros de regulagem consideraram 03 variações de velocidades diferentes na 1ª fase:0,10m/s, 0,25m/s e 0,50m/s e da mesma forma, para a 2ª fase: 0,6m/s, 1,5m/s e 3,0m/s. A caracterização das propriedades mecânicas foi realizada por meio de ensaios mecânicos de tração e de dureza. A análise dos resultados, foi realizada através da caracterização microestrutural por microscopia óptica para as variações de velocidades de fases. Os resultados preliminares do trabalho permitiram concluir que a velocidade de injeção não influencia nos limites de resistência, tanto na 1ª quanto na 2ª fase. Além disto, o nível de porosidades e descontinuidades e, portanto, a sanidade do produto altera em função das variações de velocidade, interferindo nos resultados do alongamento e do limite de escoamento dos produtos fundidos sob pressão.

Palavras-Chave: aluminium alloys; microstructure; mechanical properties; injection; casting; speed regulators; pressure control

MARCHIOLI, CARLOS A. Influência das velocidades das fases de injeção na microestrutura e nas propriedades mecânicas de peças da liga de alumínio SAE 380 fundidas sob pressão. Orientador: Antonio Augusto Couto. 2021. 102 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2021.tde-23122022-143704. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33617. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O objetivo deste estudo é avaliar a influência da irradiação com laser de Er,Cr:YSGG no espaço protético de condutos radiculares preparados para a fixação de pinos em fibra de vidro reforçados (FRC Postec®), avaliando-se o comportamento de três diferentes técnicas adesivas (self-etching= Panavia F®; total-etching= Excite DSC® + Variolink II® e self-adhesive= RelyX Unicem Aplicap®). Observaram-se as orientações da norma ISO-TS 11405 para a preparação das raízes dentais unirradiculares humanas. As amostras foram separadas na altura da junção amelo-dentinaria, tratadas endodonticamente com instrumentação rotatória e seladas com técnica de condensação lateral. Foram utilizados dois tipos diferentes de pontas de safira para irradiação intracanal o axial (Z4, 400 m de diâmetro) e o radial ou side firing (RFT4, 415 m de diâmetro) com densidade de energia de 40 J/cm2. Esta densidade de energia foi obtida como parte deste experimento, analisando-se diversos parâmetros de energia com os resultados morfológicos e térmicos obtidos. Nesta densidade, obtive-se grande quantidade de túbulos dentinários abertos e variação de temperatura segura para uso clínico. Cada raiz foi irradiada em cinco movimentos circulares, de apical para cervical, com intervalo de 20 segundos, entre elas. Os FRC Postec foram cimentados imediatamente após a irradiação e divididos randomicamente em nove grupos (n=10). Cada raiz foi seccionada em 6 discos de 1 mm de espessura para ensaio do tipo push-out, para a obtenção da força máxima de ruptura, e posterior cálculo da resistência de união adesiva em função da área de superfície do núcleo deslocado, resultando na pressão em MPa. A resistência de união adesiva nos grupos irradiados foi estatisticamente superior do que os grupos controle. Foram avaliadas as diferenças na resistência de união adesiva em diferentes porções do núcleo (cervical, médio e apical), onde o sistema adesivo tipo self-adhesive (RelyX Unicem Aplicap) teve o melhor resultado para os grupos irradiados. Avaliou-se por técnica de FTIR as diferenças químicas ocorridas na dentina intrarradicular irradiada com laser de Er,Cr:YSGG, em diferentes porções (cervical, médio e apical) em função da orientação dos túbulos. Foram observadas nos espectros de FTIR alterações na intensidade das bandas de algumas moléculas, indicando variação na quantidade da parte orgânica (amida I e amida II) após a irradiação, nas diferentes regiões dentais em função do feixe laser sobre a orientação dos túbulos dentinários, sem causar alterações na sua composição. Essas diferenças podem interferir no resultado da resistência de união adesiva. A técnica de utilização de laser de Er,Cr: YSGG em dentina radicular pré-cimentação de núcleo protético aumenta a resistência de união adesiva, na dependência do cimento utilizado.

Palavras-Chave: prostheses; teeth; oral cavity; biological recovery; laser radiation; erbium; chromium; resins; adhesion; mechanical properties

QUINTO JUNIOR, JOSE. Lasers de Er,Cr:YSGG em condutos radiculares preparados para a cimentação de núcleos protéticos. Orientador: Denise Maria Zezell. 2011. 110 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2011.tde-05032012-103954. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10075. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho, a moagem com alta energia foi utilizada para a ativação mecânica de misturas de pós de alumínio e nióbio, na proporção de 75% atômico de alumínio, para a síntese por reação de combustão do NbAl3. O objetivo foi investigar os mecanismos de ativação atuantes e a eventual preponderância de um deles. A moagem foi realizada tanto nos pós de alumínio e de nióbio separadamente (pré-ativação), como nas misturas. O processo de síntese por reação foi realizado no modo combustão simultânea, em pastilhas compactadas a partir de misturas com e sem ativação mecânica. O comportamento térmico das pastilhas foi registrado durante todo o ciclo térmico de aquecimento e, as principais características térmicas da reação de combustão, foram determinadas. O parâmetro de rede, o tamanho de cristalito e a microdeformação elástica do alumínio e do nióbio foram determinados por difratometria de raios X, mediante análise pelo método de Rietveld. A microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterização microestrutural dos pós moídos e da pastilha reagida. Constatou-se que o mecanismo preponderante de ativação mecânica é o aumento da área de interface, que ocorre durante a formação de agregados de partículas de alumínio e nióbio. A eficiência na formação de interfaces diminuiu com a utilização de nióbio pré-ativado (encruado) e com o aumento da quantidade de ácido esteárico (utilizado como agente controlador de processo durante a moagem). O efeito principal da ativação mecânica na síntese por reação de combustão foi a redução da temperatura de ignição com o aumento do tempo de moagem. A alta densidade de defeitos cristalinos, gerada durante a pré-ativação dos pós de alumínio e nióbio e na ativação mecânica das misturas, não produziu efeitos mensuráveis sobre o comportamento térmico das pastilhas.

Palavras-Chave: niobium; aluminium; powder metallurgy; powders; milling; synthesis; pellets; mechanical properties; alloys

ROCHA, CLAUDIO J. da. Mecanismos de ativação mecânica de misturas de nióbio e alumínio para a síntese por reação do NbAlsub(3). Orientador: Ricardo Mendes Leal Neto. 2008. 147 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2008.tde-11102011-142444. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11675. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A deposição de rejeitos radioativos em repositórios geológicos profundos vem sendo estudada nos últimos anos em diversos países. Materiais à base de cimento são utilizados nesses repositórios como material estrutural, matriz de imobilização de rejeitos ou material de preenchimento. Compreender o desempenho desse material é essencial para garantir a segurança da instalação durante o seu tempo de vida útil (de milhares a centenas de milhares de anos, dependendo do tipo de rejeito). Este trabalho objetiva modelar o comportamento em longo prazo do cimento Portland e estudar a influência de diversos fatores na hidratação e na evolução desse material. A modelagem descritiva abordou a hidratação do cimento nas condições ambientais esperadas no repositório e os efeitos desses fatores em propriedades mecânicas, mineralógicas e morfológicas do cimento. Os fatores ambientais considerados relevantes neste trabalho foram: alta temperatura e pressão, penetração de água subterrânea contendo íons quimicamente agressivos ao cimento e a presença do campo de radiação proveniente dos rejeitos. Ensaios acelerados de degradação também foram realizados para corroborar com o modelo descrito. Observou-se uma sinergia entre diversos fatores na degradação do cimento, como a influência da temperatura e da radiação em reações deletérias ao material. O resultado da modelagem apontou três principais possíveis causas de falha nas barreiras artificiais: a) a formação de um caminho preferencial; b) a perda de resistência e coesão do material; e c) o aumento na corrosão das estruturas metálicas. A descrição do modelo apresentada é a base para a modelagem matemática e a análise de segurança dos repositórios estudados no Brasil.

Palavras-Chave: portland cement; boreholes; radioactive waste disposal; radioactive waste facilities; depth; backfilling; sealed sources; thermal degradation; damage; ground water; reservoir pressure; environmental effects; mechanical properties; hydration; dry storage; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; thermal gravimetric analysis; site characterization

FERREIRA, EDUARDO G.A. Modelagem descritiva do comportamento do cimento Portland em ambiente de repositório para rejeitos radioativos. Orientador: Roberto Vicente. Coorientador: Júlio Takehiro Marumo. 2017. 221 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-24112017-110801. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28423. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Este trabalho teve como objetivo desenvolver um conjunto de modernização para um equipamento de ensaio de fluência da marca The Electronic and Mechanical Engineering Co. Ltd. (EMEC), de propriedade do IPEN. Para tanto, obteve características mecânicas. Além disso, modelou e simulou o comportamento do dispositivo de aplicação de tração. Este estudo também desenvolveu um dispositivo eletrônico de baixo custo baseado na plataforma Arduino para registrar a deformação e controlar a temperatura da amostra em torno de ±2°C. Para validar os resultados, foram realizados ensaios em amostras do mesmo lote. Tanto no equipamentos EMEC quanto em outros dois modelos diferentes, eles eram um Zwick (fabricado em 2015 e pertencente à UPM) e um Mayes (modernizado há cerca de 20 anos e pertencente ao DCTA). No EMEC a taxa de fluência estacionária para a liga Ti6Al4V foi de 2,71 x 10-4 s-1 e tempo total até a ruptura foi de 619 s, no Zwick estes valores foram de 2,85 x 10-4 s-1 e 615 s, respectivamente, e no Mayes, 5,04 x 10-4 s-1 e 321 s.

Palavras-Chave: mechanical properties; thermodynamic properties; thermoelectric conversion; analog-to-digital converters; creep; electrical equipment; quality control; testing; performance; uses; retrofit; titanium alloys

COSTADELLE, EWERTON L. Modernização de máquina de ensaio de fluência para estudo da liga Ti-6AI-4V. Orientador: Antonio Augusto Couto. 2019. 74 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-22112019-115423. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30489. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A obtenção do Cermet de níquel-zircônia via moagem de alta energia (Mechanical Alloying MA) foi estudado visando a preparação de anodos de células a combustível de óxido sólido (SOFC). O níquel metálico foi adicionado em três concentrações: 30, 40 e 50% em volume. As operações de moagem foram conduzidas em moinho vibratório de alta energia do tipo SPEX. Estudou-se a influência do tempo de moagem, a eficiência de aditivos para controle do processo, tipo e geometria dos potes de moagem. A influência destas variáveis foram avaliadas através de análises de tamanho de partículas, determinação de área superficial e morfologia do material resultante. O uso de pote de teflon resultou em contaminação por carbono. Por outro lado, o uso de pote de aço aumenta a contaminação por impurezas metálicas. As diversas geometrias projetadas para os potes mostraram que potes com maiores raios de concordância (R.15) apresentaram melhor rendimento. Após a conformação e sinterização a 1300°C em atmosfera de argônio, as amostras apresentaram valores de densidade entre 60 a 80% da densidade teórica. As microestruturas observadas por microscopia eletrônica de varredura revelaram uma boa homogeneidade na distribuição de fases do Cermet. A técnica de moagem de alta energia apresentou-se como boa opção na fabricação de Cermet Ni-ZrO2.

Palavras-Chave: cermets; nickel; zirconium oxides; sintering; solid oxide fuel cells; microstructure; scanning electron microscopy; mechanical properties; alloys

LEITE, DOUGLAS W. Obtencao do cermet Ni-ZrOsub(2) por moagem de alta energia. Orientador: Sonia Regina Homem de Mello Castanho. 2010. 71 f. Dissertacao (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2010.tde-01082011-142900. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9497. Acesso em: $DATA.

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