Abstract: A cobertura de nuvens e os aerossóis são os dois principais fatores que modulam a energia solar que atinge a superfície e é absorvida pela atmosfera. Esses dois fatores, portanto, têm um papel essencial no clima do planeta. Há atualmente um interesse nos efeitos radiativos dos aerossóis, particularmente por causa da atividade antrópica, que aumenta sua concentração na atmosfera, e por sua íntima relação com a formação de nuvens. Partículas que podem ser ativadas e ganhar água para se tornarem nevoeiro ou gotas de nuvens, na presença de supersaturação de vapor de água, são chamadas de Núcleo de Condensação de Nuvens. O estudo das partículas que aumentam de tamanho com o ganho de água conforme aumenta a umidade relativa (higroscopicidade) torna-se então de fundamental importância no entendimento da contribuição dos aerossóis na regulação do clima do planeta. O LIDAR é um instrumento promissor no estudo da higroscopicidade dos aerossóis atmosféricos, porque pode operar em ambiente não perturbado e em condições muito próximas da saturação. O LIDAR Raman apresenta a vantagem de poder obter o perfil de vapor de água e retroespalhamento de aerossóis no mesmo volume atmosférico e sem nenhuma suposição a priori a respeito da razão LIDAR Este trabalho objetiva avaliar o crescimento higroscópico do material particulado urbano em São Paulo, Brasil, e em Washington, D.C, Estados Unidos durante a campanha NASA-Discover-AQ com o uso da técnica LIDAR Raman, obtendo o fator de crescimento por higroscopicidade. Apesar da metodologia que se baseia na determinação de uma atmosfera bem misturada com o uso de radiossondagem já ter sido utilizada na literatura, este trabalho acrescenta importantes informações, já que não se tem notícias de outros estudos extensos com múltiplos casos feitos com o LIDAR Raman para avaliação de higroscopicidade nos Estados Unidos, bem como é a primeira vez que este estudo é feito em São Paulo, como resultado de três anos de aquisição de dados. Os resultados mostram que é possível identificar o crescimento higroscópico dos aerossóis em ambas os ambientes de estudo, cuja detecção depende de condições atmosféricas que estão raramente presentes, tornando o estudo da higroscopicidade com o LIDAR um desafio que exige uma extensa coleta de dados. Mostram ainda que a determinação da origem e o estudo conjugado das propriedades químicas da população de aerossóis são informações que auxiliariam no entendimento do comportamento higroscópico, aprofundamentos estes que podem ser derivados deste trabalho.

Palavras-Chave: brazil; urban areas; urban areas; aerosols; clouds; hygroscopicity; optical radar; raman spectra; remote sensing; troposphere; air pollution monitors

RODRIGUES, PATRICIA F. Avaliação da higroscopicidade de aerossóis urbanos pela técnica LIDAR Raman. Orientador: Eduardo Landulfo. 2014. 97 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-02022015-134326. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23498. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O presente estudo teve como objetivo desenvolver uma nova proposta de uso de um biomonitor na identificação de fontes emissoras de metais no meio ambiente. Foi selecionada a espécie de siri Callinectes danae como biomonitor e o estuário de Santos como área de estudo. Numa primeira etapa e considerando que o siri é um organismo bentônico, foi realizada uma avaliação preliminar do teor de metais no sedimento do estuário. Em seguida, foi realizada uma avaliação preliminar do teor de metais nos diferentes tecidos de indivíduos coletados na região (brânquias, hepatopâncreas e músculos). Baseado nos experimentos anteriores, foi proposto um modelo de distribuição dos metais entre os tecidos e destes em relação aos sedimentos. A validação deste modelo de distribuição (assinatura química) foi realizada por meio de um conjunto de procedimentos que visaram testar: 1) a robustez em função do tempo; 2) a especificidade para a região de estudo; 3) a sensibilidade às alterações dos níveis de metais em cada tecido. A partir deste modelo, foram identificados indícios para atribuição de fontes emissoras de metais. Desta forma, concluiu-se que, para a região do estuário de Santos, o siri da espécie C. danae pode ser utilizado como um biomonitor. O modelo proposto foi eficaz, uma vez que foi capaz de responder de forma conclusiva-positiva a todos os testes realizados na sua validação, confirmando esta espécie como um biomonitor definitivo para região. A robustez do modelo irá aumentar com novas coletas e a realimentação do banco de dados.

Palavras-Chave: brazil; estuaries; crabs; biological indicators; metals; sediments; sample preparation; chemical analysis

BORDON, ISABELLA C. da C.L. Avaliação de siris da espécie Callinectes danae como biomonitores definitivos na identificação de fontes emissoras. Orientador: Jorge Eduardo de Souza Sarkis. 2014. 172 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-13062014-095904. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23303. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A usabilidade dos objetos simuladores (phantons) desempenha um papel crítico no comissionamento e nos programas de garantia de qualidade nos departamentos de radioterapia, pois aperfeiçoam a configuração do tratamento do paciente com maior precisão entre o planejamento do tratamento personalizado e as incertezas na configuração da irradiação. Com o surgimento de novas modalidades da radioterapia se tornou necessário aplicar campos relativamente pequenos que são dinâmicos ou estáticos. A utilização desses tamanhos de campos pode causar incertezas na dosimetria, sendo necessária uma atenção especial na dosimetria de campos pequenos. Com esses desafios mencionados, é difícil selecionar um detector com bom desempenho para dosimetria em campos pequenos. Os TLDs apresentam vantagens por possuírem características como alta resolução espacial e resposta à dose, oferecem uma oportunidade promissora para medir a dose absorvida em um campo pequeno. O objetivo deste estudo é desenvolver um objeto simulador impresso em 3D para dosimetria de campos pequenos empregando TLDs em feixes clínicos de fótons. O simulador foi desenvolvido a partir de um protótipo do simulador da CIRS 711, utilizando dois tipos de filamentos com equivalência a tecidos moles (PLA) e tecidos ósseos (ABS XCT-A). O simulador de crânio impresso em 3D possui características que o faz capaz de simular um paciente que será submetido a um tratamento radioterápico. É possível constatar que mesmo apresentando diversos fatores que impactaram no seu desenvolvimento, as consequências não foram significativas para utilizar o simulador na dosimetria de feixes clínicos de fótons em campos pequenos. Os TLDs utilizados, LiF, μLiF e CaSO4:Dy, apresentaram condições de grande precisão nas medidas realizadas com o simulador 3D, mesmo apresentando uma diferença nas medidas que pode ser justificada por diversos fatores como: presença de ar no simulador causado pelo efeito warp, falhas no posicionamento do material em algumas localidades da peça e considerando a dependência angular da resposta dos TLDs. Como resultado, podemos concluir que a utilização do simulador 3D juntamente com os dosímetros termoluminescentes demonstrou ser bastante útil na aplicação da dosimetria de campos pequenos, possibilitando uma averiguação mais precisa nos controles de qualidade envolvendo tratamentos cujas doses são relativamente altas, em técnicas como a radiocirurgia que necessita de medidas mais precisas e confiáveis na entrega da dose.

Palavras-Chave: thermoluminescent dosemeters; dosimetry; comparative evaluations; three-dimensional calculations; photon beams; equivalent-photon approximation; clinical trials; skull; organs; phantoms; radiation doses; radiotherapy

ALMEIDA, SHIRLANE B. de. Avaliação dosimétrica empregando materiais termoluminescentes e desenvolvimento de um simulador antropomórfico do crânio impresso em 3D para dosimetria de campos pequenos empregando feixes clínicos de fótons. Orientador: Letícia Lucente Campos Rodrigues. 2022. 150 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2022.tde-03062022-154137. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33135. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Imunocomprometidos são pessoas susceptíveis a adquirir doenças graves a partir de alimentos contaminados, por possuírem um baixo número de células de defesa. Em consequência a este fato, apresentam alimentação extremamente restrita, evitando qualquer alimento que represente um risco microbiológico. A irradiação é uma das poucas tecnologias que permite garantir a segurança e a qualidade do alimento, controlando microrganismos patogênicos, sem afetar significativamente qualquer atributo organoléptico. Tomando-se por base a restrição alimentar em relação a produtos frescos, este trabalho destinou-se a estudar o efeito da radiação ionizante (raios gama) em saladas de frutas para pessoas imunocomprometidas. Para tanto, frutas minimamente processadas e saladas de frutas foram submetidas às doses de 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 e 3,0 kGy e analisadas juntamente com as amostras controle (não irradiadas). Análises físico-químicas (cor, textura, acidez titulável total, pH, atividade de água, sólidos solúveis totais e açúcares solúveis), microbiológicas (estafilococos coagulase positiva, contagem de bolores e leveduras, contagem de bactérias aeróbias, coliformes totais, E. Coli e Salmonella) e sensoriais (testes de aceitação e degustação) foram realizadas, além da aplicação de questionários com chefes de nutrição de hospitais para o entendimento de práticas acerca da dieta hospitalar de imunocomprometidos. Os resultados demonstraram que a irradiação na dose de 3,0 kGy foi eficaz na eliminação de microrganismos da salada de frutas, garantindo a segurança microbiológica dentro dos níveis exigidos pela legislação. Em relação aos resultados físico-químicos, foram observadas alterações de cor e de textura com o aumento da dose de radiação. Resultados de pH, acidez, sólidos solúveis totais e atividade de água apresentaram flutuações de valores principalmente em função dos fatores intrínsecos da fruta, ao passo que saladas de frutas irradiadas com doses de 3,0 kGy, apresentaram uma tendência de ficar mais doces que as amostras controle, obtendo boa aceitação sensorial. Além disso, os resultados dos questionários realizados em hospitais reportaram uma necessidade de incorporar alimentos frescos à dieta nutricional dos imunocomprometidos, bem como a criação ou o estabelecimento de protocolos nutricionais no país para essa área. Sendo assim, com base nos resultados microbiológicos, físico-químicos e sensoriais pode-se concluir que saladas de frutas podem ser indicadas para o consumo de imunocomprometidos, desde que tratadas com a dose de 3,0 kGy e produzidas com Boas Práticas de Fabricação, respeitando os critérios de produção desde a matéria-prima até o produto final.

Palavras-Chave: immune system diseases; human populations; fruits; diet; microorganisms; food processing; irradiation; ionizing radiations; radiation effects; consumer protection

FABBRI, ADRIANA D.T. Avaliação microbiológica, físico-química e sensorial de salada de frutas irradiada pronta para o consumo de imunocomprometidos. Orientador: Susy Frey Sabato. 2014. 113 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-06102014-101743. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10636. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foram determinadas as concentrações elementares de Ce, Co, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Na, Nd, Rb, Sc, Sm, Ta, Tb, Th, U, Yb e Zn por meio da análise por ativação com nêutrons instrumental (INAA) em 204 fragmentos cerâmicos arqueológicos Marajoara, dos quais, 156 foram cedidos pelo Museu de Arqueologia e Etnologia da USP (MAE) e 48 cedidos pela Profª Denise Pahl Schaan, curadora do Museu do Marajó, além de 9 cerâmicas contemporâneas produzidas e comercializadas na Ilha do Marajó. Realizaram-se análises por espectroscopia de ressonância paramagnétca eletrônica (EPR) em 8 amostras arqueológicas e 1 amostra contemporânea para identificar a temperatura de queima e análises de difratometria de raio-X (XRD) em 13 amostras arqueológicas e 2 amostras contemporâneas para o estudo da composição mineralógica. O estudo das amostras discrepantes foi realizado por meio da distância Mahalanobis e o efeito do tempero adicionado à pasta cerâmica por meio do filtro modificado Mahalanobis. Os resultados foram interpretados utilizando-se a análise de conglomerados, análise de componentes principais e análise discriminante. A análise Procrustes, utilizada para o estudo de seleção de variáveis, mostrou que as variáveis Ce, Fe, Eu, Hf, K e Th são suficientes para caracterizar as amostras analisadas. O estudo comparativo entre as amostras arqueológicas e contemporâneas apresentou a formação de dois grupos bem definidos e próximos para as cerâmicas arqueológicas, e a formação de um terceiro grupo distante para as amostras contemporâneas, indicando que as amostras arqueológicas são bem diferentes das amostras contemporâneas. Tanto as análises de EPR, quanto de XRD, não apresentaram fatores relevantes para a diferenciação entre as amostras arqueológicas e contemporâneas.

Palavras-Chave: ceramics; archaeological specimens; chemical composition; multivariate analysis; neutron activation analysis; comparative evaluations

TOYOTA, ROSIMEIRI G. Caracterizacao quimica da ceramica Marajoara. Orientador: Casimiro Sepulveda Munita. 2009. 87 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2009.tde-09092009-174353. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11774. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho, desenvolveu-se um modelo matemático e um aparato de medidas, que têm como objetivo auxiliar no projeto e na caracterização de estruturas de ondas lentas para válvulas de ondas progressivas. O objetivo é obter as características de velocidade de fase e de impedância de interação de uma dada estrutura de ondas lentas. Modelou-se matematicamente uma estrutura de ondas lentas do tipo ringbar como uma hélice dupla contraposta, de forma que se obteve uma série de resultados teóricos já publicados e outros inéditos. Desenvolveu-se um aparato de medida em microondas para a caracterização experimental da estrutura de ondas lentas sob análise. Apresentam-se os procedimentos de medida e os resultados experimentais obtidos, comparando-os com as predições do modelo matemático. Os resultados experimentais apresentaram boa reprodutibilidade e distaram dos teóricos de acordo com o esperado. Considerou-se que o modelo matemático e o aparato de medida, bem como as técnicas experimentais, já constituem uma importante ferramenta que será de fundamental importância no projeto e fabricação de válvulas de ondas progressivas.

Palavras-Chave: helical waveguides; microwave equipment; wave propagation; antennas; travelling wave tubes; mathematical models

LOPES, DANIEL T. Caracterização de estruturas de ondas lentas helicoidais para utilização em, TWT de potência. Orientador: Claudio Costa Motta. 2007. 98 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2007.tde-17062008-160517. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11596. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os métodos de diagnóstico óptico são muito utilizados na odontologia e se baseiam nas propriedades ópticas dos tecidos duros dentais esmalte e dentina. Estes, podem detectar doenças da cavidade oral precocemente possibilitando uma intervenção mais rápida e eficaz. O laser Nd:YAG (λ=1064nm) é bastante difundido na clínica para a prevenção e tratamento de cárie e erosão dentária. Após a irradiação dos tecidos duros com Nd:YAG, suas propriedades ópticas são modificadas, há alta penetração de fótons deste comprimento de onda e baixa absorção, assim é necessário o uso de fotoabsorvedores para que os fótons sejam absorvidos na superfície e se evite a necrose da polpa dental. Atualmente a pasta de carvão, usada como fotoabsorvedor, causa escurecimento no tecido irradiado implicando na baixa adesão ao tratamento por questões estéticas. O objetivo deste estudo in vitro foi caracterizar os tecidos duros dentais quanto à irradiação com laser de Nd:YAG com pulsos na ordem de microssegundos e nanossegundos, descrever as alterações promovidas pela irradiação e se essas interferem nos métodos de diagnóstico e também como o uso de um fotoabsorvedor alternativo, como a tinta de lula, influencia nas propriedades ópticas dos tecidos. Esses lasers também são propostos como alternativa de prevenção de lesões de erosão dentária. Foram determinados os protocolos de irradiação eficiente e seguros para o laser de Nd:YAG (0,6W;84,9J/cm2;120μs) e também para o Q-Switched Nd:YAG (4W;1,05J/cm2;5ns) baseados na medida da temperatura intrapulpar com termopares de resposta rápida e superficial com termografia no infravermelho durante a irradiação de dentes humanos; concentração de flúor nos fotoabsorvedores; mudança de cor de acordo com o fotoabsorvedor e também na análise da morfologia superficial por microscopia eletrônica de varredura após a irradiação de dentes bovinos. Após a determinação dos protocolos, foram calculados o índice de refração, coeficiente de atenuação óptica para determinar se o protocolo foi eficiente na prevenção de lesões de erosão e também foram utilizados neste cálculo os índices refração calculados anteriormente. Ambos protocolos apresentaram aumento menor do que 5,5ºC da temperatura intrapulpar, indicando que estão na faixa de manutenção da vitalidade pulpar. A temperatura superficial durante a irradiação foi maior do que 200ºC. A concentração de flúor na pasta de carvão é 0,03±0,01μgF/mL e na tinta de lula é 3,92±0,32μgF/mL. A tinta de lula promoveu menor escurecimento. As eletromicrografias mostraram que os lasers promoveram fusão nas superfícies dos tecidos exceto a dentina irradiada com o Nd:YAG Q-Switched. Não houve diferença estatística significante entre os índices de refração calculados, porém, o cálculo do coeficiente de atenuação óptica mostrou diferenças significativas e os protocolos que se utilizaram da tinta de lula se mostraram mais eficientes na prevenção das lesões de erosão. A composição química em profundidade foi determinada utilizando-se a espectroscopia Raman confocal. Lasers de Nd:YAG são eficientes para a prevenção de lesões de erosão dentária independente da largura de pulso, a tinta de Lula se mostrou eficaz e viável esteticamente. Os protocolos são seguros para aplicação clínica e alteram os tecidos duros dentais química e opticamente influenciando no diagnóstico por técnicas ópticas, por exemplo OCT.

Palavras-Chave: raman spectroscopy; infrared thermography; lasers; diagnostic techniques; optical models; optical properties; tomography; hardness; animal tissues; teeth; enamels; dentin; dentistry

PEREIRA, DAISA de L. Caracterização óptica de tecidos duros dentais irradiados com lasers de Nd:YAG. Orientador: Denise Maria Zezell. 2019. 122 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07112022-154124. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33603. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O nitreto de silício (Si3N4) é uma cerâmica estrutural que possui excelentes propriedades como: resistência à flexão, à fratura, à fluência e ao desgaste. Estas propriedades são devidas ao processamento dos pós cerâmicos e aos aditivos utilizados para a sinterização em fase líquida. As propriedades mecânicas das cerâmicas de nitreto de silício (Si3N4) combinadas com sua capacidade de osteointegração aumentam seu potencial de aplicação como implantes estruturais, tendo em vista sua importância no processo de formação óssea. Neste trabalho, foram investigadas a densificação, a microestrutura, as propriedades mecânicas e comportamento biológico in vitro do nitreto de silício com adições de óxidos de silício, estrôncio e alumínio. As diferentes composições foram preparadas pelo método de sinterização convencional a 1815 °C por 1 hora sob atmosfera de N2. As análises de MEV mostraram que as microestruturas finais das amostras são formadas por grãos de β-Si3N4 dispersos na fase amorfa secundária formada pelos aditivos utilizados para viabilização da sinterização por fase líquida. Os resultados mostraram que as amostras atingiram 97% da densidade teórica e transformação total de α→β-Si3N4, comprovando a eficiência dos aditivos de sinterização. Os resultados de dureza e tenacidade à fratura foram de aproximadamente 10 GPa e 7 MPa.m1/2, respectivamente. As amostras mostraram-se não-citotóxicas e induziram a formação de depósitos de apatita em suas superfícies após 8 dias de imersão em SBF. Os resultados de absorbância em meio de cultura celular comprovaram a capacidade de proliferação de células MG63 das cerâmicas de nitreto de silício. A análise de variância (ANOVA) mostrou que houve diferença na proliferação celular dentro e entre os grupos de amostras, nos períodos de cultura celular, e o teste de Tukey comprovou a diferença na proliferação celular entre os pares e os grupos de amostras. Os resultados comprovaram que a composição mais promissora foi aquela com maior teor de estrôncio, em virtude da maior densificação atingida combinada com os ótimos resultados de propriedades mecânicas, maior capacidade de formação de apatita em testes de reatividade e proliferação celular.

Palavras-Chave: ceramics; silicon nitrides; strontium compounds; aluminium; oxide minerals; microstructure; biological materials; sintering; materials testing; hardness; flexural strength; fracture properties; mechanical properties; bone jointss; implants; cell cycle; cell proliferation; in vitro; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; statistical data; mathematical models

NASCIMENTO, SERGIO F. do. Cerâmicas de nitreto de silício contendo óxidos de silício, estrôncio e alumínio para substituições ósseas. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. 2019. 100 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-25102019-150942. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30318. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O nitreto de silício (Si3N4) é um material utilizado em diversas aplicações estruturais devido à suas ótimas propriedades mecânicas inclusive a altas temperaturas, como elevada dureza e resistência mecânica, além de alta resistência ao choque térmico e ao desgaste. Visando ampliar seu campo de aplicação, busca-se a melhoria da tenacidade à fratura do material e a simplificação de seu processamento. A produção de compósitos cerâmicos contendo o Si3N4 como matriz cerâmica e uma segunda fase como reforço tem sido estudada por gerar o aumento da tenacidade à fratura. No presente trabalho, estudou-se a influência de diferentes percentuais de TiN (até 30% em massa) na matriz de Si3N4, contendo Al2O3 e Y2O3 (5% em massa de cada) como aditivos. Os compósitos cerâmicos foram avaliados quanto ao comportamento de densificação, microestrutura, propriedades mecânicas e resistência à oxidação. Amostras foram obtidas por prensagem uniaxial e isostática, e sinterizadas com baixa pressão de nitrogênio em duas condições (1750°C/1 hora e 1815°C/1 hora). As composições foram caracterizadas pelo estudo das densidades relativas (geométrica e aparente pelo método de Arquimedes), porosidade e perda de massa. A densidade das composições atingiu valores entre 97,0 e 98,0% da densidade teórica, com porosidade aparente inferiores a 0,5%, comprovando a eficiência dos aditivos de sinterização. O aumento da quantidade de nitreto de titânio no compósito cerâmico ocasionou uma tendência de redução da densidade relativa e de aumento da porosidade aparente. As análises por difração de raios X, MEV e EDS mostraram a presença da fase TiN dispersa na matriz de β-Si3N4, com a presença de fase amorfa intergranular. O método da impressão Vickers foi utilizado para medição da dureza e da tenacidade à fratura. A dureza medida apresentou valores entre 12,5 e 13,2 GPa, condizente com os valores apresentados pelo material monolítico, enquanto a tenacidade à fratura variou entre 6,3 e 9,3 MPa.m1/2, aumentando com a proporção de TiN no compósito cerâmico. A resistência à flexão, obtida pelo ensaio de flexão biaxial do disco apoiado em três esferas, apresentou o mesmo comportamento da tenacidade à fratura, atingindo 397,4 MPa no compósito contendo 30% de TiN e sinterizado a 1750°C, condição na qual os valores de resistência foram superiores. O estudo de oxidação foi avaliado submetendo as amostras a tratamento térmico ao ar a 1400°C por até 64 horas e apresentou valores de ganho de massa por área entre 0,7 e 6,4 mg/cm2, crescente em função do percentual de TiN presente no compósito e do tempo de ensaio. As camadas superficiais das amostras também foram analisadas por difração de raios X, MEV e EDS, identificando a presença do β-Si3N4, da SiO2 (cristobalita α), do TiO2 (rutilo), Y2Ti2O7 e Y2Si2O7 (Keiviite). A presença destas fases após a oxidação indica que ocorreu a liberação de N2 a partir do Si3N4 e do TiN, e a reação do O2 do ambiente com os elementos da fase vítrea presente nos contornos de grãos. Conforme esperado ocorreu a formação de uma camada superficial de TiO2 (rutilo), seguida por uma camada de SiO2 contendo precipitados compostos pelo óxido de titânio-ítrio e pelo silicato de ítrio, formados a partir dos cátions provenientes dos aditivos de sinterização.

Palavras-Chave: ceramics; silicon nitrides; yttrium alloys; aluminium oxides; oxide minerals; titanium oxides; nitrogen additions; microstructure; materials testing; trace amounts; sintering; hardness; fracture properties; mechanical properties; implants; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; dispersion relations

FERREIRA, THIAGO dos S. Compósitos Si3N4-TiN para aplicações estruturais. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. 2019. 103 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-06112019-110637. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/30428. Acesso em: $DATA.

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