Abstract: O presente estudo teve por objetivo avaliar o comportamento de fluência de compósitos cilíndricos de fibra de basalto e resina epóxi e de fibra de vidro e resina epóxi aplicando-se um carregamento hidrostático constante pelo período de 500 horas em duas diferentes temperaturas: 22 ºC, considerada como temperatura ambiente, e 50 ºC. Os cilindros foram manufaturados utilizando-se a técnica de enrolamento filamentar (filament winding), com a cura da matriz em estufa na temperatura final de 150 ºC. As propriedades mecânicas foram determinadas por meio dos valores de pressão e deformação de ruptura, bem como as propriedades físico-químicas por meio de ensaios térmicos. As análises microestruturais foram feitas utilizando-se um microscópio eletrônico de varredura (MEV) e teve como um dos principais objetivos identificar o comportamento da interface fibra/matriz. As micrografias mostraram também uma excelente homogeneidade na impregnação das fibras pela matriz. Os resultados da temperatura de transição vítrea (Tg) apontaram valores entre 120 e 124 ºC, para a fibra de basalto/epóxi e vidro/epóxi, respectivamente, indicando uma cura controlada das matrizes poliméricas. As frações volumétricas de fibra foram obtidas por análise TGA e resultaram em valores de 55% e 57%, respectivamente para os compósitos de basalto/epóxi e vidro epóxi, indicando também um elevado grau de ajuste nos parâmetros de fabricação dos cilindros. Os valores de deformação máximos na fluência medidos na superfície dos cilindros na temperatura ambiente e na temperatura de 50 ºC foram respectivamente 1,2% e 1,25% para o compósito com fibra de basalto e 0,72% e 0,82% para os compósitos com fibra de vidro. Os resultados nominais de deformação na direção radial (tração) foram em média 4 vezes maiores que os valores registrados na direção longitudinal (compressão) para ambos os cilindros. Os cilindros de fibra de basalto/epóxi apresentaram maiores valores nominais de deformação em fluência quando comparados com os cilindros de fibra de vidro/epóxi sob as mesmas condições de carregamento hidrostático e tempo de ensaio. Assim, foi possível conhecer de maneira adequada, as características mecânicas de deformação e fluência dos materiais compósitos de FB/epóxi e de FV/epóxi.

Palavras-Chave: basalt; igneous rocks; glass; fiber; filaments; epoxides; organic oxygen compounds; hydrostatics; fluid flow; pressure release; heat exchanger method

OLIVEIRA, VINICIUS G. de. Análise do comportamento de fluência de compósitos cilíndricos de basalto/epóxi e de vidro/epóxi submetidos a diferentes temperaturas e carregamento hidrostático. Orientador: Leonardo Gondim de Andrade e Silva. 2022. 78 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2022.tde-04082022-150249. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33262. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O desenho planar para as células a Combustível de Óxido Sólido (SOFC) é melhor do que o tubular devido a sua maior densidade de corrente e menor custo de fabricação. No entanto, o projeto de SOFC planar requer selantes para evitar o vazamento de combustível e a mistura de gases em altas temperaturas. Os vidros e os vitrocerâmicos têm demonstrado serem os mais adequados por apresentarem boa compatibilidade com outros componentes da célula nas temperaturas de trabalho das SOFCs (700-1000°C). No presente estudo, uma série de composições pertencentes ao sistema BaO-Al2O3-SiO2 (BAS) com a adição de B2O3 foram sintetizados tomando as proporções apropriadas de cada óxido constituinte. Propôs-se melhorar este sistema utilizando-se formadores e teores relevantes de modificadores estruturais, de forma a compatibilizar tanto o desempenho térmico por meio do coeficiente de expansão térmica (CET) como a compatibilidade química com os demais componentes da célula. A originalidade deste estudo está na busca destas características em regiões de composições ainda não exploradas, localizadas dentro do triangulo de compatibilidade BS-B2S-BAS2 na região rica em bário do sistema ternário. Entre estes vidros sintetizados quatro composições (BAS-4, BAS-5, BAS-6 e BAS-7) foram escolhidas porque são as mais adequadas às solicitações termomecânicas exigidas para um material vítreo atuar como selante em SOFC.

Palavras-Chave: solid oxide fuel cells; glass; ceramics; sealing materials; phase diagrams; barium oxides; aluminium oxides; silicon oxides; synthesis; mechanical properties; thermodynamic properties

SILVA, MAVIAEL J. da. Desenvolvimento de selantes vitrocerâmicos para uso em SOFC pertencentes ao sistema BAS (BaO-Alsub(2)0sub(3)-SiOsub(2)) modificados com Bsub(2)Osub(3). Orientador: Sonia Regina Homem de MelloCastanho. 2014. 164 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-03032015-145355. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23655. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Neste trabalho foi investigada uma mudança na linha base observada em curvas de calorimetria exploratória diferencial em um trabalho onde microesferas de vidros aluminossilicatos contendo Ho foram estudados para a aplicação em radioterapia interna seletiva para o tratamento de carcinoma hepatocelular. Os vidros com composição nominal 53,7 SiO2 .10,5 Al2O3 . 35,8 MgO em %mol foram produzidos pelo método de fusão tradicional. As fritas obtidas foram moídas e peneiradas na faixa de 45 a 63 μm. O material foi utilizado para produzir microesferas pelo método de esferolização por queda gravitacional. O pó de vidro e as microesferas foram caracterizados por espectrometria de fluorescência de raios X, difração de laser, difração de raios X, calorimetria exploratória diferencial, análise térmica diferencial, termogravimetria, espectrometria de massa e microscopia eletrônica de varredura. Após as análises térmicas foram formadas pastilhas nos cadinhos que foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e picnometria a gás He. A mudança na linha base foi associada ao processo de sinterização por fluxo viscoso e ocorre devido a diminuição do fluxo de calor detectado devido à retração da amostra. Outros processos como cristalização concomitante com a sinterização também foram estudados.

Palavras-Chave: glass; aluminium silicates; sintering; calorimetry; spectroscopy; x-ray fluorescence analysis; x-ray diffraction; scanning electron microscopy

SOUZA, JULIANA P. de. Estudo da sinterização de vidros aluminossilicatos por calorimetria exploratória diferencial. Orientador: Eliana Navarro dos Santos Muccillo. 2015. 73 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2015.tde-18032015-152036. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23660. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A radioterapia interna seletiva é uma alternativa para o tratamento do carcinoma hepatocelular. Nesta terapia, microesferas de vidro contendo radionuclídeos são introduzidas no fígado por meio de um cateter acoplado à artéria hepática dos pacientes e são retidas em regiões microvasculares que alimentam o tecido lesado. Estas micropartículas aniquilam as células cancerosas por meio da radiação β-, e, quando simultaneamente emitem raios γ, podem também ser utilizadas para imageamento do tumor. As partículas vítreas devem possuir o formato esférico para não provocar hemorragias desnecessárias e também diâmetro adequado para otimizar o bloqueio efetivo da alimentação do tumor e evitar a migração para outros órgãos que poderia causar doses em tecidos sadios. Além disso, devem ter durabilidade química adequada e não serem citotóxicas. A distribuição do tamanho de microesferas depende de muitos parâmetros como a razão de aspecto, formação de aglomerados, e temperatura de processamento. No presente trabalho é apresentado um estudo do processo de esferolização de partículas vítreas caracterizadas por difração de raios X, espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva, área superficial específica, teste de citotoxicidade e calorimetria exploratória diferencial. Foram determinadas a taxa de dissolução do vidro em água destilada a 90oC (DR~10-8g.cm-2.min-1), densidade (2,79g.cm-3), viscosidade e granulometria. A morfologia das microesferas foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura antes e após os testes de dissolução em SBF e irradiação por feixe de nêutrons. Propõem-se o peneiramento para seleção das microesferas apropriadas para o tratamento pretendido e testes in vivo visando a sua aplicação em radioterapia interna seletiva.

Palavras-Chave: radiotherapy; internal irradiation; liver cells; glass; microspheres; radioisotopes; x-ray diffraction; fluorescence spectroscopy; carcinomas

BARROS FILHO, ERALDO C. Estudo do processo de esferolização de partículas vítreas visando à aplicação em radioterapia interna seletiva. Orientador: José Roberto Martinelli. 2012. 116 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2012.tde-03042012-094846. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10082. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os resíduos sólidos galvânicos despertam especial atenção, devido à sua composição tóxica. Tais resíduos geralmente são estocados nas empresas de galvanoplastia, criando um preocupante passivo ambiental, em particular, nas áreas densamente povoadas, como a zona leste da cidade de São Paulo, que, por sua vez, possui um pólo de empresas de galvanoplastia do setor de cromação. Face ao pressuposto, na primeira parte do trabalho, um estudo foi realizado com a compilação dos dados de empresas galvânicas situadas na zona leste de São Paulo, abordando aspectos socioeconômicos e de processo, que influenciam na geração e na destinação dos resíduos sólidos industriais. Na segunda parte do trabalho, amostras selecionadas de resíduos sólidos foram avaliadas quanto às suas características químicas e físico-químicas e foi apresentada a viabilidade do uso tecnológico visando o aproveitamento destes resíduos. Os principais resultados obtidos mostraram que nas dezessete empresas visitadas são geradas 106 toneladas de resíduos sólidos por ano e estes são armazenados em condições precárias, podendo afetar a população vizinha em caso de acidentes ambientais. Os resíduos constituídos majoritariamente por Ni, Cr, B, Cu, Ca, S, C, Na, Fe e Zn, quando aquecidos até 1400°C, apresentaram formações de compostos identificados como Ca2Cr2O5, BaCrO4, NiCr2O4, CuCrO2, CaSO4, Ni2SiO4, NiO e CuO. Estes compostos são difíceis de serem obtidos e, por si só, apresentam potencial para comercialização como matérias-primas para a produção de produtos cerâmicos. Os resíduos sólidos galvânicos foram incorporados em matrizes vítreas, indicando uma alternativa satisfatória e de baixo custo para a inertização dos constituintes nocivos à saúde. Os vidros obtidos apresentaram aspectos coloridos, podendo ser utilizados como produtos finais ou como matérias-primas para a produção de esmaltes cerâmicos ou pigmentos inorgânicos. Existem diversas possibilidades de destinação dos lodos galvânicos e, independente de qual seja adotada, conclui-se que é de extrema importância a sua retirada de dentro das empresas, para eliminar o enorme e crescente passivo ambiental.

Palavras-Chave: solid wastes; electrochemical corrosion; plating; ceramics; processing; glass; silicates; recycling; wastes

MATTOS, CLEITON dos S. Geração de resíduos sólidos de galvanoplastia em regiões densamente povoadas - avaliação, inertização e destinação. Orientador: Sonia Regina Homem de Mello Castanho. 2011. 134 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2011.tde-04082011-095306. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/9990. Acesso em: $DATA.

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