Abstract: A influência dos espaçamentos dendríticos nas propriedades de resistência à corrosão e dureza tem sido abordada em diversos estudos na literatura. Embora os aspectos metalúrgicos e microestruturais e os fatores de controle sejam complexos, é conhecido que os parâmetros térmicos de solidificação tem estreita correlação com as microestruturas resultantes de solidificação, tais como tamanho de grão e espaçamentos dendríticos. Dessa forma, o controle de parâmetros como velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), taxa de gradiente térmico (GL) e taxa de resfriamento (TR) permite prever uma gama de microestruturas obtidas na solidificação, que influenciam na dureza a na resistência à corrosão, já que o processo de corrosão está relacionado com o tipo de microestrutura e a composição química do material. Este estudo visa correlacionar parâmetros térmicos na solidificação direcional da liga Al-10%Si-5%Cu com a microestrutura resultante e, além disso, com dureza e resistência à corrosão. Os resultados incluem espaçamentos dendríticos primários (EDP), velocidade de deslocamento da isoterma liquidus, taxa de resfriamento, micrografias obtidas em microscopia eletrônica de varredura (MEV), valores de dureza e parâmetros de resistência à corrosão, obtidos pela técnica de espectroscopia por impedância eletroquímica (EIE) e pelo método de extrapolação de Tafel, conduzidos em solução 3%(m/v) NaCl em temperatura ambiente. Os resultados obtidos demonstram que espaçamentos dendríticos primários mais grosseiros apresentam menores valores de dureza e uma tendência de aumento na resistência à corrosão, exceto nas posições com maiores concentrações do composto intermetálico Al2Cu, que envolvido por uma fase rica em alumínio tende a ter uma maior resistência à corrosão.

SANTOS, G.A.; RIBEIRO, A.N.; NASCIMENTO, M.S.; FRAJUCA, C.; NAKAMOTO, F.Y.; SILVA, M.R.; SANTOS, V.T.; BATALHA, G.F.; COUTO, A.A.; FRANCO, A.T.R. Influência dos parâmetros térmicos na microestrutura, resistência à corrosão e dureza da liga Al-10%Si-5%Cu solidificada direcionalmente. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6617-6617. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29613. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A liga Cu-8,5%Sn (%p) apresenta uma extensa microssegregação durante sua solidificação, a qual se traduz na formação de uma mistura eutetoide de alta dureza e grande fragilidade. Um estudo sobre a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura dessa liga é apresentado neste trabalho. Utilizou-se a técnica de solidificação unidirecional ascendente para a coleta de dados térmicos e a de análise metalográfica com uso de microscopia óptica para a caracterização microestrutural do material e medição de espaçamentos dendríticos primários e secundários. A fração volumétrica de mistura eutetoide foi medida por meio do método Manual Point Count. Um modelo matemático semi-analítico foi proposto para poder estimar a fração volumétrica de mistura eutetoide em função do número de Fourier. Os resultados mostraram que a microestrutura é do tipo dendrítica e que seus espaçamentos característicos são maiores para distâncias maiores entre a seção de onde a amostra foi retirada e a base de resfriamento do lingote. Constatou-se também que para maiores taxas de resfriamento os espaçamentos dendríticos são menores. Observou-se uma tendência de a fração volumétrica de mistura eutetoide na região colunar aumentar com o incremento do número de Fourier e de diminuir com o aumento da taxa de resfriamento. O modelo proposto permitiu obter valores de fração volumétrica com mesma ordem de grandeza dos dados experimentais, mas com tendência de comportamento oposta ao observado.

SANTOS, G.A.; CRUZ, R.A.; FRAJUCA, C.; NAKAMOTO, F.Y.; SILVA, M.R.; SANTOS, V.T.; BATALHA, G.F.; COUTO, A.A.; NASCIMENTO, M.S. Caracterização microestrutural e modelagem matemática para determinação de fração volumétrica de mistura eutetoide da liga Cu-8,5%Sn obtida por solidificação unidirecional ascendente. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6383-6383. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29610. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The importance of torque measurement is already known in the academic, scientific and industrial, but the reliability of these measurements can be questioned when the equipment has no calibration. That's why the periodic calibration of such equipment is essential to ensure that the measurements that will be performed on this instrument are trusted. With that comes the proposal of building a device for calibration of torque measuring instruments, where we had the premise of the development of a primary system torque generation, so that we can calibrate torque measuring instruments of any class of accuracy. The development followed mechanical and geometrical construction standards to ensure the best design and balance between the positions of load application. In conjunction with torque application system was scaled and constructed a set of calibrated masses, He served as charge for applying torque, so we can define precisely the value of the torque to be applied.

ALENCAR, M.C.; MUCSI, C.S.; GOMES, C.D.; REIS, L.A.M.; SOUZA, M.M.; ROSSI, J.L. Development of primary system for calibration of torque measuring instruments. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6247-6247. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29605. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The measurement of torque in threaded elements currently is an important step in fixing of components, because knowing the torque applied can ensure the life of this component, ensuring that the same will not be failed for lack of grip or excess. Micro torque measurement to the control becomes more critical, Yes because working with very low torques, until 1 N.m, It is necessary that the instrument has greater sensitivity to be able to measure with accuracy required. The development of a micro torque measurement system, where he studied and developed a micro torque transducer, Since the design of the shaft and the design of the concentration of efforts, using the help of the software of computer simulation by finite element analysis Ansys Academic, to ensure that this work on elastic and with a uniform distribution of forces in the specified region. After the shaft machining, was installed as sensor element four precision strain gage, to form a wheatstone bridge, where converted to mechanical tension due to the torque generated in electrical signal. Being possible to correlate the mechanical deformation in ?? with the electrical signal generated in mV/V. With this micro torque transducer mounted the metrological characterization, defined its properties and measurement accuracy. From the statistical evaluation of the results obtained during the tests, it was possible to quantify the uncertainty of measurement for the transducer, that can be used in further work carried out in this equipment.

ALENCAR, M.C.; REIS, L.A.M.; MUCSI, C.S.; SOUZA, M.M.; ARANHA, L.C.; ROSSI, J.L. Study development and characterization of micro torque transducer applied on screw elements analysis. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6245-6245. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29601. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O magnésio é considerado promissor como material armazenador de hidrogênio devido alta capacidade de armazenamento e baixa densidade. A moagem de alta energia tem sido aplicada ao processamento de pó de magnésio com o objetivo de produzir partículas nanoestruturadas e, como decorrência, modificar as condições de temperatura e pressão no processo de absorção e dessorção de hidrogênio. Entretanto, a moagem de materiais dúcteis necessita o emprego de agentes controladores de processo (ACP) para evitar a adesão excessiva do pó ao meio de moagem. Neste trabalho foi utilizado ácido esteárico como ACP, com 5% e 15% em peso, com e sem adição de ciclohexano como diluente, e tempos de moagem de 2 e 10 horas. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X, análise térmica e análise química. A termogravimetria apresentou perda de massa em dois e três estágios dependendo da condição de moagem, indicando que o grau de decomposição do ácido esteárico aumenta com o tempo de moagem e que uma pequena parte do hidrogênio liberado foi absorvido pelo magnésio. Os difratogramas de raios-X foram conclusivos quanto a presença de uma pequena fração de MgH2 apesar do alargamento dos picos de difração. A análise química realizada após a termogravimetria apresentou resultados de teor de carbono crescente para tempos mais longos de moagem.

ROCHA, C.J.; LEAL NETO, R.M. Caracterização química e microestrutural de pó de magnésio metálico após moagem de alta energia com adição ácido esteárico e ciclohexano. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6159-6159. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29599. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Ímãs permanentes de terras-raras são dispositivos utilizados em engenharia e ciências dos materiais devido às suas excelentes propriedades magnéticas como alta coercividade e capacidade de fornecer um alto fluxo magnético. Há duas técnicas utilizadas na fabricação de ímãs permanentes de terras-raras; a metalurgia do pó é um processo utilizado na produção de ímãs permanentes anisotrópicos e de alto desempenho e os processos “melt spinning” e HDDR (hidrogenação, desproporção, dessorção e recombinação) são amplamente utilizados na fabricação de produtos isotrópicos na forma de fitas, “flakes” ou pós para a produção de ímãs poliméricos. Neste trabalho estudou-se a influência nas propriedades magnéticas de ligas produzidas à base de Pr14FebalCo16B6Nb0,1(X), onde X = Al, Zr e Dy processadas por "melt spinning" ( resfriamento super-rápido ). A velocidade da roda ( coquilha ) utilizada no processo variou de 15 a 30 m/s e a pressão de vazamento da liga líquida fundida sobre a superfície da coquilha de 190 a 380 torr em uma atmosfera controlada com gás argônio até 92 Torr. Neste processo o metal fundido foi resfriado na ordem de 10000000 K/s e obteve-se fitas e/ou "flakes" de até 100 μm de espessura e acima de 1 mm de largura. Resultados mostraram que as ligas processadas por "melt spinning" são cristalinas e a velocidade da roda e a pressão de vazamento da liga fundida influenciaram consideravelmente no tamanho de grão e consequentemente nas propriedades magnéticas das ligas produzidas. Tamanho de grão até 123 Angstrons e coercividade até 235 kA/m foram obtidos.

MEIRA, M.A.; MOISES, L.C.; SILVA, M.R.M.; JANASI, S.R.; TAKIISHI, H. Ligas à base de PrFeB produzidas por melt spinning para a fabricação de ímãs permanentes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5777-5777. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29596. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Pressurized water reactors (PWR) commonly use U235 enriched uranium dioxide pellets as a nuclear fuel, these are assembled and cladded in zirconium alloy (M5, Zirlo, Zircaloy) tubes and end caps. During the machining of these components, large amounts of turning lathe chips are generated which are contaminated with cutting fluid. Its storage presents safety and environmental risks due to its pyrophoric and reactive nature. Recycling industry has shown interest in its recycling due to its strategic importance of these scraps. This paper presents the steps on the recycling processes and the results for the search of an efficient way on the cleaning, quality control, manufacturing, and melting of electrodes for Vacuum Arc Remelting (VAR) furnace. The process starts with cutting oil washout and this step consists of a water dissolution followed by a degreasing process, the water rinse by continuous flow of water and finally drying in hot air. Process evaluation was first made by means the X-ray fluorescence tests in order to define the quality of the scraps that after washing were pressed in 20 mm diameter briquettes, melted and subjected to such analysis. The next step consists in the pressing with a die square section with 40 mm2 and 500 mm long, producing an electrode with 20% of the Zircaloy bulk density. The electrode was melted in a laboratory scale VAR furnace located at the CCTM – IPEN producing a 0.8 kg ingot. The microstructural and macro structural characterization is being done by analyzes performed in the optical microscope and scanning electron microscope (from portuguese Microscópio Eletronico de Varredura - MEV). Gas analyzes were carried out with the intention of evaluating possible gases resulting from the melting and evaluating their influence. X-ray diffraction analyzes were also performed to identify the phases present in the material after the melting process The authors conclude that the samples obtained from the fuel element industry can be melting in a VAR furnace reducing 40 times the storage volume, however, it is necessary to remelt the ingots by correcting their composition intended for reuse.

REIS, L.A.M.; ALENCAR, M.C.; GOMES, M.P.; PEREIRA, L.A.T.; BARBOSA, L.P.; MUCSI, C.S.; ROSSI, J.L. Recycling process viability from zirconium alloys scraps of lathe melted in the vacuum arc remelting (VAR) furnace. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5713-5713. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29594. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A ciência e tecnologia de materiais têm um grande interesse no desenvolvimento de novos compósitos de tungstênio, devido sua grande aplicabilidade na área de transporte de material nuclear, o qual representa ainda um grande problema para o Brasil, considerando que o País não possui um equipamento de fabricação nacional para esse fim. Na indústria nuclear o tungstênio possui muitas aplicações, devido às suas boas propriedades mecânicas, alto ponto de fusão e excelente seção de choque com nêutrons térmicos, sendo usado para blindagem de radiação de alta energia. Alguns dos principais elementos de liga adicionados ao tungstênio são Nb, Cr, Cu, Fe, Ni, Mo, Co, Sn, Ti e Ta, sendo os responsáveis pelas mudanças das propriedades físicas e químicas do material, principalmente sua blindagem a radiação. A finalidade deste trabalho é realizar o processamento de pós metálicos para a obtenção de uma nova liga metálica para atenuação da radiação gama, usando como matriz o tungstênio e os elementos infiltrantes cobre e níquel. O material será caracterizado utilizando as técnicas de difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), com energia dispersiva (EDS) e as medidas de atenuação da radiação gama, usando como fonte radioativa o Co-60 com picos característicos de 1173 e 1332 MeV. Os resultados mostraram que foi possível obter as novas ligas e determinar os coeficientes de atenuação da radiação gama na ordem de 16% menor, quando comparado com o elemento padrão de W. O trabalho contribuirá diretamente no processo de fabricação de um embalado que possa transportar substância com alta atividade nuclear com tecnologia nacional pertencente ao IPEN.

SOUZA, A.C.; ROSSI, J.L.; CIONE, F.C.; SILVA, W.F. da; PEREIRA, M.F.; MACHADO, N.G.P. Caracterização de ligas a base de tungstênio para atenuação da radiação gama. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5691-5691. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29590. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A nitretação a plasma é uma técnica de modificação superficial, que confere propriedades importantes ao material tratado, proporcionando melhores propriedades combinadas de resistência mecânica, ao desgaste e à corrosão. Essas melhoras estão atreladas à camada superficial formada, composta pelas fases ?N – uma fase metaestável conhecida como austenita supersaturada ou expandida, uma fase cúbica ?' ?(ou Fe4N) e outra hexagonal ? (ou Fe2-3N), entre outras menos comuns como os nitretos de cromo que aparecem em grande quantidade em altas temperaturas. A fase ?N demonstra ter boas propriedades mecânicas, tribológicas e de resistência à corrosão e vem sendo apontada como a principal fase responsável pela melhoria dessas propriedades nos aços nitretados. Porém os difratrogramas dessas fases ficam “mascarados” por outras fases formadas na superfície, que apresentam ângulos de difração próximos ao dela, além disso ela apresenta o segundo pico (200) com alargamento e deslocamento maior que os demais em relação à matriz. A natureza dessa estrutura cristalina ainda é uma incógnita, e várias estruturas já foram propostas. O objetivo desse trabalho e estudar a estrutura dessa fase em diferentes proporções do gás nitretante (H2/N2). Amostras de aço inoxidável ASTM F138 foram nitretados durante 4 horas, a uma temperatura de 400 ºC e uma pressão do gás nitretante de 6 Torr. A proporção do gás foi de 20/80, 40/60, 60/40 e 80/20 % de N2/H2. Os resultados mostraram que o tamanho da camada nitretada e a rugosidade da superfície nitretada aumenta com a concentração de nitrogênio. O coeficiente de atrito da superfície com o aço SAE 1050 das amostras nitretadas é estatisticamente igual ao da matriz (sem nitretação), com exceção da nitretada com maior concentração de nitrogênio, que teve um aumento de 20 %. Os difratrogramas síncrotron mostraram que para altas concentrações de nitrogênio o pico (200) ficou menos alargado e todos foram ajustados com duas estruturas diferentes, uma igual à matriz, cúbica de face centrada (CFC), com pequena distorções nos ângulos e outra com falha de empilhamento, para comparação. O processo de nitretação com maior concentração de nitrogênio parece ser uma ótima forma de ajudar a elucidar a estrutura da fase ?N.

CAMPOS, M.; OLZON-DIONYSIO, M.; SOUZA, S.D. de; MARTINEZ, L.G.; MIRANDA, A.R.B.; DAVIM, J.P. Uso da Radiação Síncrotron para estudo da fase austenita expandida em amostras de aço inoxidável ASTM F138 nitretadas em atmosferas de diferentes proporções de H2/N2. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5509-5509. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29583. Acesso em: $DATA.

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Abstract: According to Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE), majority of Brazilian population reside in the coastal zone. This phenomenon descends from a historical tendency, due European colonization initiated around ports and another prone area of landing for Portuguese vessels. Consequently, now a days six of each ten Brazilians live in a maximum of sixty kilometers from sea coast. The agglomeration of people leads to big economical investments, so the urban, economical and culture centers are located seaside, and are subjected to marine atmosphere. It means that, every day, all those constructions are exposed to salt spray, what makes the coastline a hostile environment to ferroconcrete and steel constructions. According to a worldwide panorama, the need of longer lasting and quick construction buildings enlarged the use of ferroconcrete structures seaside since the 20th century, when they were used only as auxiliary elements for wooden construction. To reduce repair costs, demolitions and new buildings, it is relevant to study aggressions and pathologies on ferroconcrete structures, main Brazilian building system, to develop most resistant, last longer and higher cost-benefit constructions. The problematic that embraces marine environments are the pathologies generated by the chemical aggressive conditions and, on this basis, ferroconcrete constructions on Vitoria island, located in Brazilian southwest region, were analyzed to quantify and classify the damage caused by the salt spray. The main processes observed were identified, and its causes were researched. The pointed causes were deeply studied, and damages were mapped.Therefore, it was concluded that the damage prevention on seaside ferroconcrete structures depends not only of the quality of the material used, but also of the construction geometry. Those elements must be combined to obtain heavy-duty and safe buildings.

BOLSANELLO, M.F.; ALMEIDA, E.C. Pathologies on ferroconcrete constructions in marine environments – Vitoria Island. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5401-5401. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29580. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O processo de soldagem por fricção e mistura (FSW) tem despertado grande interesse nos últimos anos e tornou-se uma alternativa para unir materiais de baixa soldabilidade, como as ligas de alumínio das séries 2XXX e 7XXX, as quais são empregadas na estrutura das aeronaves, por possuírem elevada relação resistência/peso. O processo FSW, todavia, causa mudanças microestruturais nos materiais soldados, particularmente na zona misturada (ZM) e nas zonas termicamente (ZTA) ou termomecanicamente (ZTMA) afetadas. Estas mudanças geralmente interferem no desempenho frente à corrosão das ligas soldadas. No presente estudo a resistência à corrosão das ligas AA2024 e AA7475 soldadas pelo processo FSW foi investigado por ensaios eletroquímicos em meio 0,01 M de cloreto de sódio. Os resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica foram ajustados a modelo de circuito elétrico equivalente proposto para as zonas da liga que não foram afetadas pelo processo de soldagem, chamado de metal base (MB), e para as zonas afetadas pela soldagem, seja termicamente (ZTA) ou termomecânicamente (ZTMA), ou a zona de mistura (ZM) na junta soldada. Os resultados indicaram diminuição da resistência à corrosão na região da junta soldada em relação aos metais bases das duas ligas. Na junta soldada, inicialmente o processo de corrosão foi controlado pela corrosão da liga 7475, mas, no decorrer do ensaio, o controle do processo passou a ser pela corrosão da liga 2024.

Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion resistance; friction welding; mixing; spectroscopy; impedance; surface coating

BUGARIN, A.F.S.; TERADA, M.; QUEIROZ, F.M.; MELO, H.G. de; COSTA, I.; FARIA, R.N. Resistência à corrosão das ligas de alumínio AA2024 e AA7475 soldadas pelo processo de fricção e mistura (FSW). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5378-5378. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29578. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The AA2198-T851 alloy is a new generation Al-Li alloy which finds application in the aerospace industry. Its preference over conventional Al alloys is premised on the fact that it exhibits better strength to weight ratio and improved fatigue resistance due to the addition of Li as a major alloying element. However, it is a relatively new alloy and its processing-structure-property-performance relationship is far from being established. This is very true for the relationship between its structure and corrosion resistance which is very scarce in the literature. Our recent findings have revealed that this alloy is highly susceptible to severe localized corrosion which is caused by the abundance of active hexagonal T1 (Al2CuLi) particles in its microstructure. The corrosion susceptibility is further promoted by the non-uniform precipitation of these particles which are often preferentially concentrated in bands aligned parallel to the {111}Al. Furthermore, bulk zonal heterogenities with pronounced non-uniform distribution of the active T1 particles are created when this alloy is welded using friction stir welding. The friction stir welding process is a solid state welding process that has been adjudged to be the best welding technique for Al alloys. Nonetheless, this process generates different zones in the weldments of Al alloys. Thus, zones exhibiting different electrochemical characteristics and severe galvanic interactions can occur when the weldment is exposed to a corrosive media. The galvanic interactions can lead to a faster propagation of attack in the most susceptible region of the weldment, which in this case is the parent material (with the highest volume fraction of the T1 particles). To establish this, the galvanic interactions between the zones of the weldment have been investigated by separately exposing the parent material and the stir zone of the weld and then by exposing the entire weldment using NaCl and EXCO solutions. Optical, scanning electron and transmission electron microscopes were also employed in the study. The results revealed that the parent material of the weldment was the most susceptible (as previously mentioned) and appeared to corrode at a faster rate when coupled to the more cathodic stir zone, thermomechanically affected zone and the heat affected zones of the weldment (with lower volume fraction of the T1 particles). The modes of corrosion in the zones of the weld were also observed to be different. However, the most susceptible region corroded intragranularly with the grain boundaries exhibiting more noble electrochemical characteristics.

Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion; corrosion resistant alloys; friction welding; lithium alloys; electrochemical corrosion; aerospace industry

COSTA, I.; DONATUS, U.; MILAGRE, M.X.; MACHADO, C.S.C.; ARAUJO, J.V.S. Effect of galvanic coupling on the corrosion susceptibility of friction stir weldment of AA2198-T851 alloy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5232-5232. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29574. Acesso em: $DATA.

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Abstract: In this investigation, the intergranular corrosion (IGC) resistance of the AA2198-T8 alloy welded by friction stir welding (FSW) was investigated by ASTM G110-97 test. The different zones resulting from FSW showed distinct resistances to intergranular attack depending on the heating and/or mechanical effects produced by welding. The base metal (BM) was the most susceptible to IGC whereas the thermomechanically affected zone (TMAZ) and the stir zone (SZ), presented the highest resistances to IGC comparatively to the other zones. The results of IGC tests were correlated with those of thermal simulation, microhardness measurements, transmission electron microscopy (TEM) and optical microscopy (OM). The dissimilarities in corrosion resistance of the various zones were associated to differences in hardening phase quantities between the various zones. In the BM and HAZ, T1 phase, the main hardening phase, was found at grain boundaries and it resulted in IGC susceptibility. The slight IGC observed in the SZ and TMAZ was not associated with T1 phase which was rarely found but to another precipitate (T2 phase) which was found preferentially located at the grain boundaries in these zones.

Palavras-Chave: microstructure; intergranular corrosion; aluminium alloys; friction welding; coatings; welding; transmission electron microscopy

MACHADO, C.S.C.; DONATUS, U.; ARAUJO, J.V.S.; KLUMPP, R.E.; MILAGRE, M.X.; GIORJAO, R.A.R.; MOGILI, N.V.V.; COSTA, I. The effect of FSW on microstructure and intergranular corrosion of the AA2198- T8 alloy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5162-5162. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29571. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As ligas Al-Cu-Li são ligas avançadas de grande interesse para a indústria aeronáutica devido à baixa densidade e alta resistência mecânica destas. Apesar destas vantages, estas apresentam susceptibilidade a diferentes tipos de corrosão. Além disso, os tratamentos termomecânicos aos quais são submetidas durante o processo de fabricação, afetam a microestrutura destas ligas bem como a resistência à corrosão destas. Existem alguns trabalhos publicados sobre a resistência à corrosão destas ligas, porém nestes trabalhos não se faz um comparação entre os efeitos dos diferentes tratamentos termomecânicos. Neste estudo foi investigado os efeitos dos tratamentos termomecânicos T8 e T851 na susceptibilidade à corrosão por exfoliação e corrosão intergranular (IGC) da liga AA2198, segundo as normas ASTM G34 e ASTM G110, respectivamente. Os resultados mostraram significativas diferenças na microestrutura das duas condições, com liga submetida ao tratamento T8 apresentando grãos alongados enquanto a exposta ao tratamento T851, grãos equaxiais. Ambas as ligas apresentaram suscetibilidade a exfoliação. Entreanto, enquanto a liga T8 apresentou susceptibilidade à corrosão intergranular e intragranular, a liga T851 não foi suscetível à corrosão intergranular, apresentando ataque de corrosão dentro dos grãos, ou seja, corrosão intragranular.

Palavras-Chave: aluminium alloys; copper alloys; lithium alloys; aircraft; intergranular corrosion; thermomechanical treatments

ARAUJO, J.V.S.; MACHADO, C.S.C.; MILAGRE, M.X.; COSTA, I.; FERREIRA, R.O.; VIVEIROS, B.G. de. Efeito dos tratamentos termomecânicos T8 e T851 na susceptibilidade a exfoliação e corrosão intergranular da liga AA2198. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5129-5129. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29566. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As ligas de alumínio da série 2XXX e 7XXX são muito utilizadas comercialmente em indústrias aeronáuticas pela presença de boas características como resistência à corrosão, resistência mecânica e baixa densidade. Porém, quando soldadas, suas microestruturas sofrem mudanças, o que altera suas propriedades. Neste estudo, as ligas 2XXX e 7XXX foram soldadas pelo método de fricção e mistura, também conhecido como “friction stir welding” (FSW), que aquece e quebra os grãos pela tensão aplicada resultando na soldagem no estado sólido das duas ligas. Neste estudo a resistência à corrosão das ligas AA2050-T84 e AA7050-T7451 soldadas por FSW foi investigada pela técnica “Scanning Vibrating Electrode Technique” (SVET), e por “Scanning Ion - Electrode Technique” (SIET), em que foi realizada a medição de pH localizado. O eletrólito usado neste estudo foi composto por 5 mM de NaCl sendo que a região analisada da solda foi a secção transversal. As zonas afetadas pelo processo FSW são apresentadas e caracterizadas a partir do tamanho de grãos existentes, como metal base (MB), zona termicamente afetada (ZTA), zona termomecanicamente afetada (ZTMA), zona de transição da zona termomecanicamente afetada das ligas (ZTMA trans) e a zona de mistura (ZM), que é a área de recristalização dos grãos. Foram também realizados ensaios de potencial de circuito aberto (OCP) e impedância eletroquímica (EIS) nas mesmas regiões observadas e ensaiadas dos ensaios anteriores, também com solução de 5 mM de NaCl. Os resultados mostraram que nas primeiras horas de ensaio, a área mais suscetível ao ataque foi a zona de transição das ligas (ZTMA trans), mas após 24 h de ensaio, a zona mais suscetível foi a ZTMA da liga 7050-T7451. Esses resultados foram correlacionados com a microestrutura das diferentes zonas.

Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion resistant alloys; welding; friction welding; electrodes; electrolytes; ph value

VIVEIROS, B.V.G. de; ALENCAR, M.C.; BERBEL, L.O.; DONATUS, U.; COSTA, I. Estudo da resistência à corrosão das ligas AA2050-T84 e AA7050-T7451 soldadas por FSW. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5003-5003. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29564. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Aluminum alloys are commonly used in automotive and aerospace applications because of their good mechanical properties and low density. The aluminum-lithium (Al-Li) alloys are a class of Al-alloys which have some superior properties, such as lower densities than conventional ones and, for this reason, used as structural components in aircrafts. The addition of lithium aims to reduce density of the material with gains in the mechanical properties and in the specific modules, which is important for the aerostructures. However, the addition of this element usually increases localized corrosion susceptibility. The scanning electrochemical microscopy (SECM) technique can provide a good understanding about the corrosion behavior and the local reactions of this class of materials. In this work, different modes of SECM measurements were employed to characterize the AA2098-T351 surface in various conditions. The surface generation/tip collection (SG/TC) mode and competition mode were employed to study the hydrogen gas (H2) evolution and oxygen reduction, respectively, in the AA2098-T351 surface in the conditions: polished and unpolished. It was found that the main domains of H2 evolution and oxygen reduction are associated with the alloy surface in the polished condition.The feedback mode of SECM was employed to characterize the electrochemical activity of the surface after immersion in a solution containing ions chloride, in order to verify the influence of the oxide layer formation over the surface in the active/passive domains due the corrosion process. The previously attacked surface revealed a much lower electrochemical activity compared with the surface in the polished condition due to the protective character of the oxide formed during immersion test.

Palavras-Chave: electrochemistry; microscopy; electrodes; aluminium alloys; lithium alloys; corrosion

SILVA, R.M.P.; MILAGRE, M.X.; COSTA, I.; OLIVEIRA, L.A. de. Application of scanning electrochemical microscopy (SECM) for local characterization of AA2098-T351 surface in different conditions. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4948-4948. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29562. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As ligas Alumínio-Cobre-Lítio (Al-Cu-Li) foram desenvolvidas como substitutas para as ligas convencionais de Al-Cu. Apesar de apresentarem melhor módulo específico também são suscetíveis à corrosão localizada. As técnicas eletroquímicas convencionais são ferramentas úteis para entender o comportamento de corrosão das ligas de Al, no entanto elas dão uma resposta global dos fenômenos de corrosão. Neste trabalho, a técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET) foi utilizada para comparar os mecanismos de corrosão de algumas ligas de Al. Os ensaios com SVET foram realizados em solução de NaCl 0,005 mol L-1 durante 24 h e os mapas foram obtidos a cada 2 h para as ligas AA2024-T3, AA2098-T351 e AA2198-T851. Os resultados mostraram diferentes mecanismos para cada liga sendo que as ligas Al- Cu-Li maiores densidades de corrente associadas a corrosão severa localizada em relação a liga AA2024-T3.

Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion resistance; aluminium alloys; copper alloys; lithium alloys; electrodes; comparative evaluations

MILAGRE, M.X.; ARAUJO, J.S.; MACHADO, C.S.C.; DONATUS, U.; COSTA, I. Comparação da resistência a corrosão localizada de ligas de alumínio pela técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4946-4946. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29560. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The content of nitrogen to shielding gas and their effects on temperature distributions of the heat-affected zone of thin plates of duplex stainless steel during the pulsed GTAW process has been studied here. The duplex stainless steels have many features due to unique structural combination of austenite and ferrite grains. The phase balance can be easily altered to a mostly ferritic microstructures, depending on the welding parameters like shielding gas used. Microstructural examination showed that the austenite phase in the weld increases with the presence of nitrogen in the shielding gas. The additional nitrogen promoted the primary austenite formation and slightly increased the microhardness of the solidified zone. Microhardness mapping and metallographic imaging presented information about microstructures, confirming the formation of secondary phases and microstructure sensitization during thermal cycle in the temperature range 850-950°C. Two plates were welded using pure argon and pure argon plus 2% of nitrogen as shielding gas. The thermal profile had shown that N2-supplemented shielding gas lead to high peaks of temperature using similar welding parameters. The columnar and equiaxied ferrite grain size of solidified fusion zone was studied. Ferrite phase increased from 53 % in base metal to 78% to pure Ar and 63% using Ar+2%N2 as shielding gas. Control of ferrite in the welds is essential mainly to improve corrosion resistance.

BETINI, E.G.; GOMES, M.P.; MUCSI, C.S.; ORLANDO, M.T.; LUZ, T.S.; AVETTAND-FENOEL, M.; ROSSI, J.L. Effect of nitrogen addition to shielding gas on cooling rates and microstructure of thin plates of duplex stainless steel welded by pulsed GTAW process. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4811-4811. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29557. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The global legislators have passed more severe vehicle emissions and safety regulations through 2020. In order to solve this equation, the advanced high strength steels (AHSS) grades are qualified to meet the functional performance demands of certain parts. For structural elements, AHSS steels are excellent in the crash zones of the vehicle for their high energy absorption. For structural elements of the passenger compartment, extremely high-strength steels the boron-based Press Hardened Steels (PHS) become one of the most popular materials to improved safety performance. The AHSS permit design body structures with a thinner material in specific areas to achieve the project requirements, due to the high strength and combined with inner reinforcement, too. Recently, the engineers decided to produce parts and reinforcement at the same time during forming called “patchweld” and the PHS steel was specified for the purpose. However, the blanks have to keep together during the hot stamping process and Resistance spot welding (RSW) as a most common welding process for joining sheet steels in the car-body production was the obvious chose. The designed microstructure of the AHSS can be destroyed with the welding thermal cycle, which can affect failure behavior and mechanical properties of the welded structure. It has been recognized that the RSW parameters selection played an important role in the AHSS welding performance. This paper aims to understand the tempering process performed during the RSW cycle with two different welding parameters, known as P4 and P5. The P4 and P5 welding parameters were defined to reach the maximum load during the shear test while full bottom detachment according to AWS D8.9.The test samples were assembled with a gap to reproduce real vehicle welding conditions. The parameter P4 weld PHS sheet samples without heat treatment and without the use of tempering during the passage of current, whereas the parameter P5, weld equal samples, but with tempering during the resistance welding process. The influence of these parameters on the PHS “patchweld” mechanical properties was evaluated with Vickers hardness test (HV) through the cross-section of the specimen with standard metallographic technique preparation and shear tests. The results confirmed the difference at the Heat affected zone (HAZ) mechanical strength over fusion zone (ZF). For the two welding parameters, it was possible to visualize a softening region in the HAZ of the welding parameter P4. The welding parameter P5 with a tempering pattern at the weld obtained superior results in the Heat affected zone due to the reduction of the cooling speed caused by a process performed during the RSW cycle.

MARCELO, L.A.; LARA, J.A.C.; ROSSI, J.L.; COLOSIO, M.A.; OLIVEIRA, B.G.; MUCSI, C.S. Study of patchweld blank Resistance Spot Welding (RSW) before hot stamping with and without heat treatment parameters. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4805-4805. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29555. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Graphene oxide (GO) is a unique material that can be described as a single monomolecular layer of graphite containing various oxygen functionalities such as epoxide, carbonyl, carboxyl and hydroxyl groups. Chemical modifications at the surface of the graphene oxide through the incorporation of magnetite can provide magnetic properties to these nanomaterials. This work aims to synthesize and characterize graphene oxide/magnetite (GO/M) nanocomposites, evaluating the different proportions of incorporated magnetite. The synthesis of graphene oxide/magnetite nanocomposites was performed by co-precipitation of iron salts on the graphene oxide (GO) particles in alkaline medium. The characterization of the nanocomposites was performed by thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), nanoparticle tracking analysis (NTA) and scanning electron microscopy (SEM). The thermogravimetric results showed the incorporation of approximately 20, 50, 70 and 80% of magnetite to the graphene oxide. Regarding the hydrodynamic size, for the magnetite, mode values of 31.3 ± 1.3 nm were determined, whereas for the GO/M, the mode values of size ranged from 72.8 to 194 nm. The results of XRD and FTIR showed the respective characteristic diffraction and absorption peaks only for graphene oxide, magnetite and GO/M(20%). It was not observed characteristic peaks for the other samples of graphene oxide that have higher loads of magnetite incorporated.

TOMINAGA, F.K.; SAKATA, S.K.; SOARES, J.J.S.; JACOVONE, R.M.S. Synthesis and characterization of magnetic graphene oxide nanocomposites. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4680-4680. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29553. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A obtenção de compostos de lítio, especificamente o hidróxido de lítio, LiOH, e o carbonato de lítio, Li2CO3, é resultado de processos de extração a partir de diversos minerais, entre estes o ? – espodumênio, LiAlSi2O6. Produtos com grau de pureza da ordem de 85% em Li2CO3 são utilizados para aplicações em esmaltes sintéticos, adesivos, graxas e lubrificantes. Já para aplicação em baterias de automóveis e medicamentos é necessário um grau de pureza da ordem de 99% em Li2CO3. O objetivo deste trabalho é viabilizar a purificação do Li2CO3 via operação de troca iônica. As impurezas presentes em maior teor no Li2CO3 são o sódio e o cálcio. Para separar esses dois elementos do lítio ou pelo menos, diminuir as suas concentrações, foi utilizada uma coluna com 100 mL de uma mistura de 90% da resina catiônica fraca do tipo carboxílico e 10% da resina aniônica forte, para fixar o lítio. Essa mistura foi condicionada a pH 8,5 a partir da lavagem com solução de hidróxido de amônio, NH4OH. Foi utilizada uma solução de Li2CO3, 98,5% de pureza nos experimentos. O lítio retido pela mistura de resinas foi eluido com solução de ácido clorídrico, HCl, 0,5 mol L-1. A determinação dos teores de lítio, sódio e cálcio nas soluções, foi realizada por Espectrometria de Emissão Óptica com Fonte de Plasma de Argônio, ICP-OES, em cada ciclo cromatográfico da troca iônica, tais como sorção, lavagem e desorção. Os experimentos realizados para avaliar a melhor condição de purificação do lítio basearam-se na variação dos principais parâmetros operacionais (pH e vazão). Para uma vazão de 2 mL min-1 os resultados parciais mostraram que cerca de 70% de lítio foram retidos na mistura de resinas e o restante passou com o efluente. Os cálculos correspondentes sugerem que, a partir das soluções obtidas na etapa de eluição, obtém-se o Li2CO3 com pureza da ordem de 99% após uma única etapa de percolação. A sequência deste trabalho será a verificação da eficiência de purificação baseada em um sistema de colunas em tandem. Além disso, após o estabelecimento das condições experimentais básicas, o processo será otimizado utilizando-se a abordagem do planejamento fracionário saturado.

OLIVEIRA, G.C.; FERREIRA, J.C.; BERGAMASCHI, V.S.; SENEDA, J.A.; COTRIM, M.B.; FURUSAWA, H.A.; BUSTILLOS, O.V.; PIRANI, D.A.; ANDRADE, M.N. Purificação do carbonato de lítio via troca iônica. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4490-4490. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29549. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The relevance of crystallographic texture in the formability of rolled metals has been widely researched and some manufacturing processes go to great lengths to assure the adequate texture is present in their final products. The aluminum beverage can and end industry and their metal suppliers, given the nature of the production processes used, are very much aware of the importance of having material with very specific crystallographic textures. The well-known earing effect, its location in relation to the rolling direction and its intensity, unavoidable because of anisotropy in aluminum alloys, can affect in significant ways the performance of the drawn and wall ironed (DWI) can body manufacturing processes. The present paper seeks to add information about the crystallographic texture of the aluminum alloy 3104 H-19 during the different steps it undergoes from a flat sheet of metal to a cylindrical body. The degree of total strain during the 5 steps was 5%. The work scope encompass from the cup drawing to the final ironing operation and its main objective is to add information on the texture evolution the aluminum alloy undergoes in the intermediary steps. To this aim pole figures and orientation distribution functions were generated and analyzed in the different steps. Crystallographic texture continues to change from the drawn cup through the ironing stages. For samples gotten from the rolling direction (0o) there is a slight sharpening of the texture originally present in the drawing stage up until the 5th stage. Samples removed at 45o and 90o in relation to the rolling direction display a pole figure rotation in the direction of the metal flow. This rotation is assumed to be an alignment of the grain with the plastic flow of the material. If ironing would continue indefinitely, a new reference direction would be clearly defined for the wall of the cylindrical body. The ODFs show that different deformation textures may not behave similarly during continued plastic deformation. The copper {112} <111> deformation texture increases in intensity after the final ironing stage in relation to the texture intensity found in the coil. The brass {110} <112> deformation texture decreases in intensity after the final ironing stage in relation to the texture intensity found in the coil. The cube {001} <100> recrystallization texture decreases steadily from the original coil intensity thought the five intermediate steps until the final ironing.

MARTINS, A.L.T.; COUTO, A.A.; LIMA, N.B. Crystallographic texture evolution of aluminum alloy 3104 in the Drawn and Wall Ironing (DWI) process. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4397-4397. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29547. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A liga de alumínio 6082 apresenta de média para alta resistência mecânica e é de grande importância no mercado de perfis extrudados. O processo de jateamento com granalha de aço em componentes automotivos e aeronáuticos, visando induzir uma condição otimizada de tensão residual de compressão na superfície, tem se mostrado eficaz na melhoria das propriedades mecânicas em fadiga desses componentes. Este trabalho tem como objetivo estudar os efeitos do jateamento com granalhas de aço na tensão residual e no comportamento mecânico em fadiga da liga de alumínio 6082 solubilizada e envelhecida artificialmente. Inicialmente foram feitos tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento artificial visando a determinação da melhor condição em termos de resistência mecânica da liga de alumínio 6082. A seguir foram realizados experimentos com diversos tipos de granalhas esféricas de aço e em condições variadas de jateamento, definindo-se a melhor condição de tensão residual medida por difração de raios x. Ensaios de fadiga em corpos de prova jateados com granalha de aço na melhor condição de tensão residual foram executados em máquina flexo-rotativa e comparados com os resultados do material sem jateamento. A melhor condição de tensão residual ocorreu em decorrência do jateamento com o uso da granalha de aço de tamanho médio de 0,42 mm, rotação da turbina à 2.500 rpm e tempo de exposição de 1 minuto. A curva de tensão residual em profundidade para a condição escolhida apresentou resultados coerentes somente até 76 μm de profundidade devido à presença de grãos grandes na região periférica da barra extrudada. As curvas S-N mostraram que houve um ganho na vida em fadiga em tensões elevadas e baixo número de ciclos para romper devido jateamento com granalha de aço. Ao contrário, ocorreu um efeito deletério na vida em fadiga em tensões baixas e número de ciclos elevados para romper, devido à influência do aumento da rugosidade em ensaios de fadiga mais longos.

BORGES, A.A.C.; COUTO, A.A.; CONTATORI, C.; LIMA, N.B.; VATAVUK, J. Efeito do jateamento com granalhas de aço no comportamento em fadiga da liga de alumínio AA6082. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4193-4193. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29543. Acesso em: $DATA.

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Abstract: The aim of this paperwork is to evaluate the mechanical properties of the spot weld, in a 22MnB5 steel sheet in its manufacturing condition, and after quenched. This evaluation was carried out using tensile tests on test specimens normalized by ASTM E8, through extensometry allied to the digital image correlation method. Spot welding is a tool widely used to join sheets in the automotive industry. It was necessary to study the joints of these steels through this type of welding due to the following needs: increasing need for the automobile industry on reducing vehicle weight, increasing passenger safety and new 2018 regulatory compliance about side impacts in Brazil. The initial microstructure of this steel, in the annealed condition, is basically formed by ferrite and perlite, with tensile strength limit around 600 MPa. After the quenched process, this material starts to present a completely martensitic microstructure and resistance close to 1500 MPa.Test specimens were produced, respectively, under the following conditions: 1 and 2- Using and not using spot weld; 3 and 4 – Using the rolled steel as manufactured and after quenched; 5 and 6- Using spacers to space the sheets during the welding process. To use the digital image correlation technique, the specimens were engraved with 1 mm in diameter circles and separated by a gap of 1 mm forming a grid. The specimens were subjected to tension until their fractures, reproducing a part of the real working condition and help us to understand what happens in the weld area. Images were recorded digitally, following the deformations occurred, these ones were analyzed by using specific software. The experimental results suggest the principle of fracture in spot-welded sheets samples and in the ones which were not welded. It was characterized that the specimens without the weld nugget, on material as manufactured and quenched, have a higher tensile strength. The tendency of fracture in the heat affected zone (HAZ) was confirmed in these high resistance steels due to the formation of annealed material in the weld nugget. In the specimens that were not quenched, after welding, there was hardening in the area of the weld nugget and the fracture happened in the outer and softer area of the weld nugget. While in the quenched specimens, there was a fracture in the inner area of the weld nugget due to the loss of some mechanical characteristics obtained with the quench, but which were reduced by the welding. No significant change was observed in fracture of specimens that were welded with the use of spacers

ROSSI, A.; MUCSI, C.S.; ROSSI, J.L.; JESUS, E.R.B.; MARCELO, L.A.; LARA, J.C.; COLOSIO, M.A. Spot weld characterization at 22mnB5 steel sheet for Press Hardening Steels (PHS), using conventional and digital image correlation (DIC) analyzes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4020-4020. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29538. Acesso em: $DATA.

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Abstract: A indústria de biomateriais cresce muito devido principalmente ao envelhecimento da população pelo aumento da expectativa de vida. As aplicações de biomateriais como implantes dentários e ortopédicos portanto precisam ser caracterizadas quanto às suas propriedades físico-químicas em condições que simulem o contato com fluidos do corpo humano. Este contato pode resultar em corrosão dos implantes com a liberação de íons no organismo os quais podem ser prejudiciais à saúde humana. Em biomateriais metálicos, a resistência à corrosão se deve ao filme de óxido formado em contato com oxigênio do ar que protege o substrato metálico. Todavia, esses filmes podem ser atacados em meios agressivos, principalmente em presença de íons cloreto. Um dos aços que tem sido considerada para uso como parte de implante dentário, no caso removível, é o aço inoxidável ferrítico. Estes, apesar de serem ferromagnéticos, podem ser usados para maior fixação do implante utilizando conectores magnéticos. Neste trabalho, a resistência à corrosão por pites e em frestas do aço inoxidável ferrítico AISI 444 foi estudada em meios contendo cloreto, sob condição de aeração natural ou desaeração com nitrogênio, esta última para simular a condição de regiões oclusas ou de difícil acesso de oxigênio. Nestas condições, dois mecanismos de corrosão podem ocorrer; o de corrosão por pites, que é iniciado pela presença de micropilhas galvânicas entre os precipitados e a matriz da liga, e o de corrosão em frestas, cujo mecanismo de propagação é o de pilhas de aeração diferencial. Foi constatado que tanto em meios com concentrações variadas de cloreto menores potenciais de quebra do filme passivo foram observadas em condições de desaeração, ou típicas de frestas.

Palavras-Chave: biological materials; corrosion; implants; corrosion resistance; ferritic steels; stainless steels; austenitic steels; prostheses

SILVA, C.A.J.; BERBEL, L.O.; COSTA, I.; SAIKI, M. Estudo da corrosão do aço inoxidável ferrítico AISI 444 para aplicação como implantes temporários. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3973-3973. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29536. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As principais causas de falhas em biomateriais são decorrentes de fraturas resultantes de processos de desgaste e de fadiga, especialmente em implantes que atuam no local do osso ou outros tecidos duros, pois estão sujeitos à condições que envolvem cargas cíclicas elevadas. No caso de biomateriais, estes tipos de falhas também devem ser avaliados sob o efeito de degradação ou corrosão, porque eles estão em contato direto com os fluidos corpóreos. Esta pesquisa analisou a fratura induzida pela fadiga - corrosão de um dispositivo médico implantável produzido com o aço inoxidável austenítico AISI 316L. A morfologia, composições das interfaces e posterior comportamento corrosivo foram caracterizados por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à espectrometria de energia dispersiva (EDS). Concentração de tensões e inclusões foram os principais motivos de falha, porque nestas regiões trincas e pites de corrosão iniciam e se propagam autocataliticamente.

PIERETTI, E.F.; PILLIS, M.F.; CORREA, O.V.; NEVES, M.D. Avaliação da fratura de um implante metálico para substituição total de joelho. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3912-3912. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29534. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Despite the success of osseointegrated implants, some biomechanical problems, such as loosening or fracture of the abutment, crown fixation screw loosening and prosthetic instability, are common problems reported in the literature. Thus, the objective of the present study was to analyse the tensile strength of straight and angled abutments in narrow diameter implants installed by means of friction. The specimen was composed of an implant of 3.3x11mm fixed 2 mm above of a resin block. The abutments were fixed by friction receiving 3, 5 and 7 beats along the implant axis, and were positioned with 0, 10 and 20 degrees of angulation. The abutments were subjected to tensile force, totalizing 10 repetitions for each test. The results showed higher values of removal strength for the abutments with 7 beats, and no statistical difference with 5 beats suggesting better mechanical stability.

MICELLI, A.L.; MUCSI, C.S.; ROSSI, J.L.; ARANHA, L.C.; ALENCAR, M.C.; BOTTREL, J.; ANGELO, M.B.; ZAGNI, R.F.; RANGEL, E.T.; NIGRO, F. Analysis of the tensile strength of straight and angled abutments in narrow diameter implants. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3885-3885. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29532. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O titânio e suas ligas são amplamente utilizadas na odontologia, principalmente na manufatura de implantes dentários, devido sua biocompatibilidade e resistência à corrosão. A resistência a corrosão ocorre por meio da formação do filme de TiO2 em contato com oxigênio, esta camada é aderente e estável na superfície e atua como barreira protetora entre o substrato e o meio corrosivo. Todavia, em casos onde percebe-se inflamação na região do implante sendo necessário sua exposição para limpeza da superfície do implante, é possível observar produtos de corrosão ao redor da região afetada. Desta maneira, é necessário que se realizem estudos que simulem a região na qual o implante está inserido para melhor compreensão dos processos de corrosão de implantes dentários. Um dos fatores que devem ser levados em consideração é a alteração do pH na região bucal em consequência de processos inflamatórios ao redor dos implantes em pacientes com peri-implantite. A presença de bactérias em regiões infeccionadas resultam na fermentação de carboidratos os quais produzem ácido lático diminuindo o pH do meio para valores abaixo de 4,5. O objetivo deste estudo é simular o pH típico de condições inflamatórias in vitro para avaliação da influência deste fator no aumento da susceptibilidade à corrosão da liga Ti-6Al-4V (grau V) em solução tampão de fosfato (PBS). Foram adotadas soluções PBS com pHs ajustados para 3, 4,5 ou 7, com adição de albumina (para simular proteínas típicas da solução fisiológica) e peróxido de hidrogênio (para simular condições inflamatórias), os ensaios foram realizados em meios aerados e deaerados, para simular o difícil acesso ao oxigênio a áreas oclusas da liga exposta ao meio. As superfícies ensaiadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). A influência do pH na resistência à corrosão dos implantes foi investigada por medidas de potencial de circuito aberto (OCP), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e polarização potenciodinâmica anódica. Os ensaios eletroquímicos mostraram que em meio ácido a liga é susceptível ao ataque de corrosão, sendo que, esta suscetibilidade aumenta em presença de albumina, principalmente em condição desaeradas.

Palavras-Chave: titanium; titanium alloys; dentistry; corrosion denting; implants; corrosion resistance; ph value

BERBEL, L.O.; SILVA, C.A.J. da; BANCZEK, E.P.; KOTSAKIS, G.; COSTA, I. Efeito do pH do meio na resistência a corrosão de implantes fabricados com liga Ti-6Al-4V (grau V). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3856-3856. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29530. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Gelcasting is a fluid forming technique that allows the use of a wide variety of powders in its preparation, including ceramic and metallic particles, at any solids concentration. Composites materials consist of a continuous phase (matrix) in which a discontinuous phase (reinforcement) is distributed over several in various volumetric fractions, sizes, shapes and distribution, which directly affects the modification of mechanical, physical and chemical properties of the matrix. Both gelcasting and MMC have been thoroughly investigated in the last decades, nonetheless, the suitability of the gelcasting process to obtain particles reinforced MMCs is still scarce in the literature. This work describes the application of the gelcasting process for preparing a metal matrix composite consisting of HK-30 (AISI 310) stainless steel reinforced with small additions of nanosized alumina particles. Prior to specimen preparation, special attention was given to the rheology of the suspension and to the interaction between metallic and ceramic particles, which is one of the central aspects of this study. HK-30 and alumina particle sizes are 10μm and 600nm, respectively. A thermal analysis was held in order to define the sintering temperature and assure that any issue regarding to densification would be avoided. Images obtained by scanning electron microscope (SEM) and optical microscope were taken from a slices of a sintered sample to evaluate the dispersion of alumina particles in sintered stainless steel matrix composite samples. Compression tests were performed at room temperature and at 800°C, in addition to microharness and microstructural characterization of the sintered ones, and then compared to previous work. The minimum yield strength achieved by this study was 270 MPa for room temperature and 105 MPa for 800°C, overcoming the results that were previously obtained. The gelcasting process showed to be feasible for obtaining dense metal matrix composite parts, with good mechanical properties and low cost of manufacturing.

OLIVEIRA, L.F.R.; ORTEGA, F.S.; NEVES, M.D. AISI 310 stainless steel matrix composite reinforced with alumina particles. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2340-2340. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29524. Acesso em: $DATA.

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Abstract: This paper presents mechanical, microstructural and thermodynamic features of Cr3C2-25(Ni20Cr) powders that were high energy milled for different times. Severe plastic deformation is introduced in the powders and a small part of the energy spent in the process is stored in the crystal lattice. Crystallite size, microstrain and lattice parameter of the powders were determined using x-ray diffraction measurements (Rietveld method). The evolution of microstrain with crystallite size revealed a critical crystallite size (DCRIT = 28 nm; tMill = 16 h), where the microstrain reached a maximum [?MAX (%) = 1.17], and then decreased. The lattice parameter showed an opposite behavior (aMIN = 3.5417A). This suggested occurrence of “size effects” and aspects related to strain gradient plasticity are discussed. Stored energy in the crystal lattice was determined from enthalpy variation of the powders, and the graph of ?H vs 1/D also showed a maximum (?HMAX = 722 mcal) for powders milled for 16 h. Microstructural features like small angle grain boundaries and microtwins where studied by TEM. The influence of grain boundaries on microstrain was studied. Modifications in microstructure are discussed based on dislocation density, which is related to crystallite size and microstrain in the crystal lattice. A model for dislocation density evolution has been suggested. The dislocation density at the critical crystallite size was around 1.7 x 1011 cm-2. The dimensions of the slip bands in the material were estimated (xMAX = 3.1 ?m).

RAMANATHAN, L.V.; CORREA, O.V.; LIMA, N.B.; CUNHA, C.A. da; SAYEG, I.J. Mechanical, structural and thermodynamic features of high energy milled Cr3C2-25(Ni20Cr) composite powders. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2107-2107. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29516. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Atualmente, tem se observado muitos esforços na produção de polímeros biodegradáveis como alternativas aos polímeros convencionais. No entanto, estes polímeros têm propriedades inferiores aos convencionais, o que limitam a sua aplicação. A incorporação de micro e nanoreforço, provenientes de fontes naturais, pode melhorar não apenas as propriedades desses polímeros, mas também a relação custo-propriedades e ampliar o seu potencial de aplicação. Neste contexto, a lignina, um abundante subproduto da indústria de papel, cuja disponibilidade tende a crescer com as futuras instalações das biorrefinarias, é um material com características interessantes para incorporação em biodegradáveis. A sua natureza fenólica pode aumentar a resistência desses polímeros em relação a oxidação, irradiação e exposição a temperaturas elevadas. Além disso, devido a sua baixa densidade e abrasividade, pode ser utilizada como carga em polímeros em substituição às inorgânicas. Um outro tipo de carga de origem natural muito interessante para reforçar biodegradáveis, são as argilas, cuja dispersão em nível nanométrico, quando devidamente tratadas, aumenta a área de contato entre a carga e a matriz polimérica, melhorando a interação entre as mesmas e levando a interessantes ganhos de propriedades, com uma pequena adição de carga (< 5 %), sem prejuízo da processabilidade e sem aumento da densidade do polímero. Neste trabalho, compósitos de matriz biodegradável contendo 1 -2 % em peso de lignina e 1 % em peso de argila esmectita brasileira foram processados por extrusão. Foi utilizada uma extrusora dupla-rosca, seguida de extrusora monorosca com matriz plana para a confecção de filmes flexíveis. As propriedades estruturais, mecânicas e térmicas dos filmes flexíveis do biopolímero e dos seus compósitos híbridos foram avaliadas por meio dos ensaios mecânicos de tração, DRX, DSC, TG e MEV-FEG e a correlação entre as suas propriedades foi discutida.

MONTEIRO, A.; BARTOLOMEI, S.S.; VALENZUELA-DIAZ, F.R.; OLIVEIRA, R.R.; RODRIGUES, R.L.B.; MOURA, E. Propriedades estruturais, mecânicas e térmicas de compósitos híbridos de lignina e argila com matriz biodegradável. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1522-1522. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29513. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Cerâmicas de nitreto de silício têm despertado o interesse para aplicações na área médica e odontológica devido às suas propícias propriedades mecânicas, e adequada osseointegração. Por outro lado, é de conhecimento que a presença de magnésio estimula o crescimento de osso novo, favorecendo a proliferação e diferenciação celular e formação de colágeno. Assim, o presente trabalha visa avaliar o efeito da presença de MgO na sinterização e bioatividade de cerâmicas de nitreto de silício também contendo SiO2 e CaO a fim melhorar a resposta biológica desses materiais in vivo. Para tanto, diferentes composições (com 80% em peso de Si3N4, variando a porcentagem em peso de SiO2 entre 1,2% – 3.6%, de CaO entre 0% – 2,4%, e de MgO entre 0% - 2,4%) foram preparadas pelo método da mistura de pós seguida de sinterização convencional. Os materiais sinterizados foram avaliados quanto à densidade, microestrutura e reatividade in vitro, por meio de testes de imersão em SBF (Simulated Body Fluid). Os resultados de densidade e a avaliação microestrutural mostraram que os óxidos utilizados foram aditivos eficazes na sinterização do nitreto de silício. Além disso, após as imersões em SBF, observou-se a presença de uma camada de apatita na superfície das amostras, o que é um ótimo indicativo de bioatividade. Dessa forma, os materiais estudados parecem ter grande potencial para aplicações em implantes tanto na área ortopédica, como odontológica.

SONA FILHO, C.R.; RIBEIRO, C.; CARVALHO, F.M.S.; GUEDES-SILVA, C.C. Influência de MgO na sinterização e bioatividade de biocompósitos de nitreto de silício. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5-5. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29505. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Using the knife-edge method we have measured gas generated BTH beams sizes in the VUV region and calculated their divergences, geometrically characterizing this light source.

ZUFFI, ARMANDO V.F.; ALMEIDA, ANDREIA A.; VIEIRA JUNIOR, NILSON D.; SAMAD, RICARDO E. Below threshold harmonics beams characterization using the knife-edge technique. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, November 12-15, 2018, Lima, Peru. Resumo expandido... 2018. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29358. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Cutaneous leishmaniasis (C L) is a ehronie disease developed by parasites of the genus Leishmania that promotes destruetive.and ulcerated lesions. The available treatments are limited beeause of side effeets, resistanee and toxieity. Reaetive oxygen speeies and nitrie oxide (NO) are potentially toxic to these parasites; Photodynamie inaetivation (PDI) involves the generation af oxidative stress and has been explored as an altemative treatment once it is less expensive and no reports about resistanee have been describedY Additionally, several studies indicate that the administration of exogenous NO donors represents an interesting strategy against CL.3 The aim of this work was to explore the effects Df methylene blue (MB)-mediated PDI in assoeiation with encapsulated NO donors (S-nitroso-MSA) in chitosan nanoparticles (CSNPs) on CL in BALB/e mice using real time bioluminescence. Promastigotes of L. (L) amazonensis transgenie line expressing luciferase were used. Sixteen BALB/e miee were infected in the left footpad with 1.106 promastigotes. After 4 weeks, mice were randomly assigned to experimental groups (n=4): Control (non-treated), PDI (treated only with PDI), PDI+CSNP (submitted to PDI and S-nitroso-MSA-CSNPs) and CSNP (treated only with S-nitroso-MSA-CSNPs). PDI was administered in two sessions separated by 24 h and CSNPs (80 eM) were applied immediately after the second PDI session. PDI was performed using a red LED (0= 660 ± 22 nm), MB (100 IlM), irradiance of 100 mW/cm2 and radiant exposure of 150 J/cm2 • parasite burden was analyzed through luciferase deteetion by bioimaging in the first 96 h following treatment and every week during 4 weeks. Statistically significant differences were considered when p < 0.05. Test groups presented significant reduction in parasite load compared to control during all experimental period. Twenty-four-h after treatments, parasite burden was lower for PDI+CSNP group but no statistically signifieant difference was observed when compared to other test groups. After 48 h, all test groups were similar. Besides, parasite load in test groups remained lower than control following 1, 2,3 and 4 weeks post-treatment. Under conditions used in this study, we conclude that CSNPs were not able to enhance MBmediated PDI efficiency in L. (L) amazonensis-induced CL in mice.

CABRAL, F.V.; PELEGRINO, M.T.; SEABRA, A.B.; RIBEIRO, M.S. Effects of methylene blue-mediated photodynamic inactivation associated to NO-releasing chitosan nanoparticles on cutaneous leishmaniasis in mice. In: INTERNATIONAL PHOTODYNAMIC ASSOCIATION WORLD CONGRESS, 16th, June 08-13, 2017, Coimbra, Portugal. Abstract... 2017. p. 272-272. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29244. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Antimicrobial photodynamic therapy (APDT) is a promising tool to counterattack the emerging treat of drug-resistant pathogens. The technique combines low-intensity monochromatic light with a photosensitizer compound to produce reactive oxygen species (ROS) that can damage virtually any type of biomolecules and lead to rapid ce\l death. Since some ROS present diffusion-limited reactivity, most cell damage is co-localized with photosensitizer accumulation site. Hence, imaging photosensitizer accumulation and fluorescence lifetime in the nanoscale can bring a great levei of information to further understand the ultrastructural cellular damage caused by APDT. In this study, we used a FLIM system capable of single-molecule detection to observe the accumulation and interaction sites of methylene blue (MB), a very broadly-used photosensitizer, in yeast, and Gram-positive and Gram-negative bacterial cells, Our data shows fluorescence lifetime contrast, with nanometric resolution, among different cellular structures such as cell wall, membrane and DNA. The images evidentiate differential MB accumulation in microbial cells and the existence of two different populations of MB molecular species: those interacting mostly with the solvent (short-lived, - 0.8 ns) and those interacting with biomolecules (Iong-lived, -2 ns), The short-lived fluorescence predominates in the mucoid capsule of Gram-negative bacteria and cell-wall ofyeast and Gram-positive bacteria while longlived MB fluorescence shows preferential accumulation in DNA-rich sites 1 • It is marked in yeast nucleus and exclusively inside bacterial cells. In fact, literature supports that MB intercalation in nucleic acids stabilizes its excited-states leading to increased "fluorescence "lifetime and efficiency of singlet-oxygen production2 . Our data brings evidence that this sOli of phenomena can be observed by FLIM in the nanoscale and this should bring new insights to the photophysical, photochemical and biological mechanisms of photodynamic therapy.

SABINO, CAETANO P.; BAPTISTA, MAURICIO da S.; RIBEIRO, MARTHA S.; LINCOPAN, NILTON. Methylene blue uptake and intermolecular interactions in microbial cells through Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy (FLIM). In: INTERNATIONAL PHOTODYNAMIC ASSOCIATION WORLD CONGRESS, 16th, June 08-13, 2017, Coimbra, Portugal. Abstract... 2017. p. 82-82. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/29240. Acesso em: $DATA.

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