Reposiório IPEN: Recent submissions

  • IPEN-DOC 25459

    REIS, PEDRO R. de S. . Obtenção e caracterização de compósitos de blendas poliméricas biodegradáveis reforçadas com bio-hidroxiapatita / Obtaining and characterization of composites based on biodegradable polymeric blends reinforced with bio-hydroxyapatite . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Esperidiana Augusta Barretos de Moura. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-01112018-151923

    Abstract: Este trabalho apresenta a preparação e caracterização de materiais compósitos baseados na mistura (blenda) de poli (ácido lático) PLA e poli (adipato co-tereftalato de butileno) PBAT reforçados com bio-hidroxiapatita "HAp", obtida a partir de cascas de ovos brancos de galinha. A obtenção de HAp foi realizada por via úmida, reação ácido-base. Primeiramente, foi obtido o bio-carbonato de cálcio a partir das cascas de ovos brancos de galinha, seguido de um ciclo térmico de aquecimento a 800 °C para a conversão em óxido de cálcio, o qual posteriormente foi sinterizado a 900 °C para a obtenção da HAp. Os materiais compósitos de PLA/PBAT reforçados com 1, 3 e 5 %, em massa, de HAp em pó, com tamanho de partículas iguais ou menor que 10 μm, foram preparadas pelo processo de extrusão utilizando-se uma extrusora de dupla-rosca. Após o processo de extrusão, os materiais foram alimentados ao funil de alimentação de uma injetora de laboratório para a obtenção dos corpos de prova para os ensaios de caracterização. Parte dos corpos de prova foram submetidos à esterilização por radiação gama (radioesterilização), utilizando-se feixe de elétrons de alta energia, gerados em um acelerador de elétrons industrial, de 1,5 MeV, à temperatura ambiente e na presença de ar, com dose de radiação de 25 kGy. As amostras de HAp foram caracterizadas por meio dos ensaios de difração de raios X (DRX), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG). O PLA/PBAT puro e seus compósitos não irradiados e irradiados foram caracterizados por meio dos ensaios de DRX, TG, MEV-FEG, calorimetria exploratória diferencial (DSC), temperatura de distorção térmica (HDT), ponto de amolecimento Vicat, resistência à tração, à flexão e ao impacto Izod, validação do processo de esterilização (teste de carga microbiana (Biocarga ou Bioburden) e ensaios de esterilidade) e citotoxicidade "in vitro" pelo método de incorporação do vermelho neutro para avaliação da biocompatibilidade das amostras. As análises de DRX da HAp mostraram os picos característicos presentes na fase amorfa da HAp; os picos e bandas largas pertencentes aos grupos moleculares da HAp foram identificados por meio da análise por FTIR; a estabilidade térmica da HAp obtida foi confirmada por termogravimetria, a qual mostrou uma pequena perda de massa com o aumento da temperatura, devido à queima do solvente, evaporação de água e queima de materiais orgânicos presentes na amostra de HAp, as imagens obtidas por MEV-FEG mostraram estruturas irregulares características da HAp. A incorporação de HAp na blenda de PLA/PBAT promoveu ganhos superiores a 10 % na temperatura de distorção térmica e no ponto de amolecimento Vicat original da blenda, aumento superior a 15 % nas propriedades mecânicas de resistência à tração e à flexão, e aumento superior a 10 % a resistência ao impacto Izod, melhorando suas propriedades de forma significativa quando comparado a blenda de PLA/PBAT. Os testes de carga microbiana e esterilidade mostraram que a dose de radiação de 25 kGy aplicada foi eficaz para a esterilização das amostras dos materiais. Todas as amostras apresentaram-se biocompatíveis em ambiente celular pelo teste de citotoxicidade "in vitro", apresentando potencial para estudo "in vivo".

    Palavras-Chave: calcium phosphates; eggs; chickens; butenes; lactic acid; biodegradation; polymers; mixtures; gamma radiation; infrared spectra; emission spectra; x-ray diffraction; thermal gravimetric analysis; fourier transform spectrometers

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  • IPEN-DOC 25458

    PACHECO, RAFAEL R. . Desenvolvimento de modelos analítico e numérico associados ao fenômeno de condensação por contato direto em tanque de alívio de reator PWR / Development of analytical and numerical models associated to the condensation phenomenon by direct contact in PWR reactor relief tank . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-23102018-160457

    Abstract: O fenômeno de injeção de vapor em tanques de alívio é de relevância no projeto de reatores de água leve, sejam eles do tipo reator de água pressurizada (PWR) ou reator de água fervente (BWR). Este fenômeno permite a rápida absorção do vapor injetado em massa de água, por meio de sua condensação, uma vez que este vapor pode conter contaminantes químicos ou radiológicos que não permitem o seu descarte diretamente no ambiente. Desta forma, facilita-se a coleta do vapor produzido por descarga de vapor da água do resfriamento do reator, radiologicamente contaminada, e evita-se o que projeto de dispositivos e equipamentos necessite considerar a elevada pressão do vapor. A rapidez com que se dá a condensação é fruto de processos físicos que ocorrem na interface de vapor e água e que ainda não possuem modelo analítico e numérico definido. Em 1972 um modelo semi-empírico foi proposto, o qual, desde então, vem evoluindo. Não obstante, até o presente momento, não há modelo definitivo que se proponha a abranger toda extensão das condições experimentais. Estes modelos são fortemente dependentes do fluxo de massa que atravessa a interface de vapor e água, entretanto, até a presente data, não há expressão que determine este fluxo de massa, de tal forma que o valor de 275 Kg/m2/s vem sendo assumido como "representativo da ordem de grandeza do fenômeno" até o presente momento. Neste trabalho, é proposto um método de cálculo analítico do fluxo de massa, considerando-se como premissa a isentropia da injeção, e o desenvolvimento da 1ª e 2ª leis da Termodinâmica. Ainda, o fenômeno é analisado experimentalmente, por meio da análise dos dados produzidos no experimento do Circuito Termo Hidráulico de 150 bar (Loop 150), realizado nas dependências do CENTRO TECNOLÓGICO DA MARINHA EM SÃO PAULO. Por fim, um modelo numérico em software comercial foi desenvolvido para complementar a análise. Os resultados obtidos comprovam que a formulação isentrópica do fluxo de massa corrige de maneira satisfatória o fluxo de massa constante utilizado até então nos modelos semi-empíricos. Tal comprovação se deu através de análise numérica e da confrontação com dados experimentais obtidos na literatura.

    Palavras-Chave: bwr type reactors; pwr type reactors; analytical solution; numerical solution; finite element method; mathematical models; turbulence; heat transfer; isentropic processes; vapor condensation; relief valves; reactor protection systems; reactor safety; safety engineering; systems analysis

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  • IPEN-DOC 25389

    GALDINO, G.S. ; SILVA, D.V. ; CRUZ, P.D. ; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K. ; FARIA, R.N. . Microstructural and electrochemical studies of HDDR-graphene supercapacitors electrodes in KOH electrolyte. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2923-2923.

    Abstract: In the past, the hydrogenation disproportionation desorption and recombination (HDDR) process has only been used to produced rare earth transition metal polymer bonded permanent magnets with outstanding performance. Recently, however, it has been shown that the HDDR process (850oC) can be successfully employed to produce reduced graphene oxide for electrochemical supercapacitors. In the present work, the electrochemical characteristics of HDDR-graphene supercapacitors have been compared to those obtained with chemically reduced commercial graphene oxide. Lower HDDR processing temperatures (200-600oC) have been used in this study for a comparison with previous investigations. The equivalent series and parallel resistances (EPR and ESR) and specific capacitance (Cs) of HDDR-graphene supercapacitors electrodes have been investigated using cyclic voltammetry. Room temperature specific capacitances calculated from cyclic voltammetry curves at scan rates of 2 mVs-1 reached ~160 Fg-1 in 1 molL-1 KOH electrolyte. Internal series resistances of the HDDR-graphene electrodes were measured using the galvanostatic curves also at room temperature. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX).

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  • IPEN-DOC 25388

    BENITEZ JARA, F.G. ; CRUZ, P.V. ; BARBOSA, L.P.; CASINI, J.C.S.; PERUZZI, A.J.; SAKATA, S.K. ; FARIA, R.N. . Low-temperature reduction of graphene oxide using the HDDR process for electrochemical supercapacitor applications. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2922-2922.

    Abstract: In the present work, attempts of reducing a graphene oxide powder using a low temperature hydrogenation disproportionation desorption and recombination process (L-HDDR) has been carried out. A lower processing temperature in large scale production is significant as far as costs are concerned. Graphite oxide was prepared using a modified Hummers’ method and dispersed in ethanol, exfoliated using ultrasonication to produce Graphene Oxide (GO). Investigations have been carried out by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The experimental results of L-HDDR processing graphene oxide powder using unmixed hydrogen at 400°C and relatively low pressures (<2 bars) have been reported. X-ray diffraction patterns showed a reduction of graphene oxide with the L-HDDR process. The results showed that the L-HDDR process, as the standard HDDR process, can be applied to the reduction of graphene oxide to produce supercapacitor materials. The advantage of employing the L-HDDR process is a relatively a low temperature would reduce the cost of treatment that is a very important factor for producing large amount of material. Thus, the L-HDDR process has been considered a promising alternative method of reducing graphene oxide with efficiency and possibly in large scale production.

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  • IPEN-DOC 25387

    VIEIRA, L.S.; CASINI, J.C.S.; YOSHIKAWA, D. ; FARIA, R.N. ; MANSANI, G.L.. Influence of the electrolyte window potential on the electrical characteristics of supercapacitors operating elevated temperatures. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2896-2896.

    Abstract: The equivalent series and parallel resistances (EPR and ESR) and specific capacitance (Cs) of supercapacitors carbon electrodes have been investigated using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested using a window potential in the range of 2.7–3.8 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (2-50 mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic curves at room temperature and above (25-100oC). The ESR increase to 9.75 ? at 25° and 2.7V for 110.5 ? at with operating temperature raise and also with overpotential. The parallel series resistance (EPR) have also been determined using self-discharge curves at 3, 24, 48 and 120h in three distinct temperatures (25-100oC). The EPR modify with increase of temperature and also with overpotential staring 0.623 M? at 25°C and 2.7 V for 0.089 M? at 100°C and 3.8V. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure. It has been shown that the specific capacitance decreased considerably with scan rate, current density, electrochemical window potential and working temperature.

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  • IPEN-DOC 25386

    CIONE, F.C. ; ROSSI, J.L. ; SOUZA, A.C.. Study for the obtainment of the W-Cu-Ni system composite applying powder metalurgy for use as a radiation shielding material for gamma ray attenuation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2878-2878.

    Abstract: The metallic composite material of the tungsten-copper-nickel system (W-Cu-Ni) produced by powder metallurgy (P/M) presented has adequade characteristics to be an alternative material for gamma (?) radiation attenuation. Lead and depleted uranium are the materials commonly used for radiation atenuattion. They are materials with certain toxicity and aggressiveness to the environment. The W-Cu-Ni composites are non-toxic and do not present environmental risks. The tungsten, matrix metal of the composite, has as property its atomic density that is directly proportional to the electrons of its atoms important for the purpose of effects of radiation attenuation. For the preparation of the composite samples, the size of the metallic particles was determined and selected. In order to homogenize the metallic particle distribution and to reduce the average particle size, a ball mill was used for 12, 24 and 36 hours. After grinding, the particle size analysis presented the mean particle size of 12 ?m was observed. After the sintering step, in the micro-hardness tests an average of 303.3 HV was achieved for the composition W6Cu1Ni. To measure the absorption of radiation in the samples the classical scientific method of narrow beam geometry (NBG) experiments was employed. The gamma radiation source of cobalt-60 was selected to study the effects and adjustments on the values of the Half-Value Layer and (HLV) in the dimensions of the required shielding thickness. For unpublished composite sample W6Cu1Ni the HLV method indicated the necessity of 9.27 mm of thickness in the obtained density of 13.38 g.cm-3, superior to the density of lead (11,34 g.cm-3). As a comparative, database from the XCOM (NIST) were used and demostrating convergence between the simulated values of 9.15 mm and the experimental values obtained.

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  • IPEN-DOC 25457

    GALLO, JULIANA M.A.S. . Avaliação da percepção de participantes do Banco de Alimentos da Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo sobre o processo de irradiação de alimento. Divulgação do tratamento de alimentos por radiação ionizante: desenvolvimento de questionário e análise sensorial / Evaluation of the perception of participants of the Ceagesp Food Bank on the process of food irradiation. Disclosure of food treatment by ionizing radiation: questionnaire development and sensory analysis . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 245 p. Orientador: Susy Frey Sabato. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-19102018-143549

    Abstract: Apesar da pobreza no mundo, parte de toda a comida produzida mundialmente é desperdiçada. O contraste da alta produção de alimentos no mundo com a fome, insegurança alimentar e desperdício de alimentos aponta para a necessidade de ações combinadas como o uso de tecnologias como solução para combater e erradicar a fome e o desperdício de alimentos em benefício de uma vida digna e sustentável . Os bancos de alimentos surgiram em todo o mundo para receber o excedente de alimentos e repassá-los aos indivíduos em situações de ações urgentes devido ao estado de necessidade. A criação de bancos e o emprego de novas tecnologias foram encorajados pela ONU - Organização das Nações Unidas para combater a fome, a inseguranca alimentar e o desperdicio de alimemtos. Entretanto, a falta de garantia de qualidade desses alimentos já no banco de alimentos restringem a doação integral desejada. Nesse sentido, a radiação ionizante com resultados comprovados e reconhecidos há mais de 50 anos, aplicada nos alimentos do banco trouxe resultados positivos nas amostras tratadas na cadeia logística do Banco Ceagesp de Alimentos (BCA), como aumento da validade e a possibilidade de oferecer às instituições alimentos processados no banco com mais uma etapa no processo de garantia de qualidade. Assim esse estudo teve como objetivo padronizar um questionário como intrumento de medição padrão para avaliação de aceitação e percepção dos individuos do BCA em relação ao tratamento de alimento por radiação ionizante e que também fosse um intrumento de divulgação de informação sobre essa tecnologia, tanto para essa pesquisa como para futuras pesquisas de avaliação de aceitação de irradiação de alimentos, pois não exite um questionário padrão para essa finalidade. Para a construção do questionário como instrumento de medida, foi realizada uma revisão abrangente e rigorosa da literatura. O questionário como instrumento de medida foi submetido ao comitê de ética em pesquisa e aprovado. Como resultado, o questionário conta de três partes, questões pessoais, questões assertivas e questões de múltiplas escolhas e, finalmente, uma questão informativa com o vídeo. O resultado positivo da digulgação do trabalhado realizado junto ao banco ficou evidenciado com mudança na aceitação de compra e consumo por alimentos irradiados que teve um incremento de 40% na população após o questionário. O teste não paramétrico para dados relacionados de Wilcoxon, revelou haver diferença estatística significante, entre as respostas da mesma população em relação ao tempo da pergunta , referente ao mesmo tema (p=0,038) antes e após intervenção com divulgação das finalidades e benefícios do Tratamento de alimentos por irradiação. Confirmados pelo teste de Mcnemar (p=0,03). Além disso, uma parceria entre a tecnologia disponível no IPEN/CNEN-SP e o banco de alimentos do Ceagesp está prevista para o próximo ano em 2019 para continuidade desse projeto.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; gamma radiation; cobalt 60; equivalent radiation doses; dosimetry; food; communications; personnel; reference man; optimization; educational tools; sustainability; systems analysis

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  • IPEN-DOC 25385

    MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. ; ALENCAR, M.C. ; REIS, L.A.M. ; ROSSI, A.C. . Uma discussão sobre a aeroelasticidade de quadricópteros não tripulados, drones, oferecendo subsídios para projetos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6986-6986.

    Abstract: Os veículos aéreos não tripulados vem ganhando grande notoriedade, face à ampla gama de suas aplicações científicas e tecnológicas. Estes apresentam construções tão simples como brinquedos até equipamentos com altíssimo valor técnico científico agregado, destinados à missões relevantes. O presente trabalho visa apresentar uma discussão sobre a aeroelasticidade destes equipamentos na escala métrica, assunto árido e escasso nesta nova aeronáutica. São apresentados resultados de simulações numéricas relacionando o comportamento dos componentes estruturais em função dos esforços mecânicos, mormente os relacionados à mudança de atitude do equipamento, rotações e inclinações. Os resultados obtidos indicam a necessidade de cuidado e atenção no projeto dos braços dos quadcópteros, com especial atenção às suas seções transversais e à raiz do braço, na junção com o corpo; para evitar instabilidades que de outra maneira sobrecarregariam o processador do estabilizador de vôo. Estes dados estão servindo de base para o projeto e construção de um equipamento voltado à detecção e localização de fontes radioativas.

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  • IPEN-DOC 25384

    FREITAS, L.F. de ; CAVALCANTE, A.K. ; LUGAO, A.B. . Radiolytic synthesis of non-toxic, size-homogeneous gold nanoparticles. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6984-6984.

    Abstract: Radiolytic synthesis of nanoparticles is one of the successful examples of Green Chemistry (the use of non-toxic chemicals, environmentally benign solvents and renewable materials during the chemical processes), in which the reducing agents responsible for the particle nucleation are no other than the reactive species generated by the radiolysis of the solvent itself (i.e. water, acetone or alcohols). This study consists on the radiolytic synthesis and characterization of gold nanoparticles, as well as the assessment of their toxicity levels to Zebrafish embryos (Danio rerio), as an indication of a possible environmental effect. The nanoparticles were synthesized by mixing: NaAuCl4 2 x 10-3 M; polyvinylpyrrolidone 100 kDa 0.5% (as size stabilizer); propan-2-ol 0.2 M and acetone 0.06 M (for the generation of propyl radicals); and AgNO3 6 x 10-5 M (another size stabilizer), followed by 10 kGy of gamma radiation (5 kGy h-1) [1]. The particles were characterized by their absorption spectra in the UV and visible, and the dynamic light scattering (DLS) technique was used to assess their hydrodynamic size. Finally, the impact on the development of Zebrafish embryos was investigated for different dilutions of the nanoparticles suspension, according to the OECD protocol nº 236 (Guideline on Fish Embryo Acute Toxicity Test – FET), as a means of assessing the environmental impact of the nanomaterial. An acute (96 hours of exposition to gold nanoparticles) and a chronic (168 hours of exposition) assay were performed. The particles were successfully synthesized in a multipurpose gamma irradiator, with an absorption peak at 532 nm and a narrow size distribution (around 80 nm). There was no evident toxicity for the fish in any tested concentration, leading to the conclusion that this green method of nanoparticle synthesis generates a potentially environment-safe material, with good control of size and optical properties.

    Palavras-Chave: radiolysis; nanoparticles; gold; synthesis; fishes; embryos; environmental impacts; gamma radiation

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  • IPEN-DOC 25383

    SOUZA, C.D. de ; CASTRO, A.; NOGUEIRA, B.R. ; FORTIN, M.; CHEVALLIER, P.; ROSTELATO, M.C.M. . Síntese de nanopartículas de ouro revestidas para uso em tratamento médico. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6973-6973.

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  • IPEN-DOC 25456

    MOTA, KARINE A.G. . Experimentação animal no Brasil: uma abordagem normativa acerca da criação, manutenção e pesquisa com animais / The animal experimentation in developing coutries: a normative approach on the use of animals in brazilian researches . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 141 p. Orientador: Olga Zazuco Higa. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-15052018-115616

    Abstract: O estudo se desenvolveu de forma a analisar a regulamentação normativa acerca da criação, manutenção e do uso de animais em pesquisa no Brasil, com ênfase nos roedores no que tange às instalações físicas de biotério, observado ser o animal mais facilmente utilizado em pesquisa. Motivada pelo fato da República Federativa do Brasil ter por fundamento a Dignidade da Pessoa Humana, que coloca o homem em situação singular ao amparo legal, e, essencialmente pela proteção ao meio ambiente onde se inclui o direito dos animais, em especial a vedação de maus tratos. Encontrando-se a ética no uso de animais em pesquisa, o fator determinante para o reconhecimento e garantia dos direitos dos envolvidos nesse processo. Neste aparato, a problemática proposta pôde ser representada pela seguinte pergunta: A legislação do Brasil é suficiente e eficiente para regulamentar a experimentação científica e assegurar a proteção dos direitos dos animais? O objetivo foi analisar as normas gerais jurídico-positivas aplicáveis ao uso de animais em pesquisa no Brasil.

    Palavras-Chave: laboratory animals; animal shelters; animals; bioassay; biology; research programs; quality control; quality assurance; regulations; safety standards; recommendations; brazil

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  • IPEN-DOC 25382

    FERREIRA, J.C. ; CAVALLARI, R.V. ; SILVA, F.A. e ; RODRIGUES, T.S. ; BERGAMASCHI, V.S. . Synthesis and characterization of catalysts based on nickel, cerium, and lanthanum supported on biocarbon for ethanol steam reforming. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6970-6970.

    Abstract: Ethanol steam reforming (ESR) is considered asa promising alternative for hydrogen production due to some differentadvantages that include the large availability, relatively low cost, andsuperior reactivity of ethanol as compared to other compounds. Thus, thistechnology is also considered more sustainable and greener as compared to othermethods usually employed for hydrogen production. However, the currentindustrial catalysts suffer from strong deactivation because the extensivecarbon deposition, which limits their performances and utilization. In order toovercome this limitation, we report herein the synthesis of a catalyst based onnickel, cerium and lanthanum supported on activated biocarbon by a microwaveassisted hydrothermal method. In this method, we first performed a hydrothermalactivation of the biocarbon support at 120 °C using nitric acid (0.3 M) in areactor coupled to a microwave source aiming the formation of acid groups atthe surface of our carbonaceous matrix. In a next step, the adsorption of La3+,Ce3+, and Ni3+ onto the activated biocarbon was performed by the addition ofLa(NO3)3.6H2O, Ce(NO3)3.6H2O, and Ni(NO3)3.6H2O in the suspension containingthe activated biocarbon and potassium thiosulfate for stabilization (pH 8.0) at75 °C. The obtained catalyst was then characterized by scanning electronmicroscopy, X-ray dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, temperatureprogramed reduction, and surface area by the BET method. After this step, the catalystwas then evaluated towards the ESR, in which 100 % of ethanol conversion wasobserved with the formation of only H2 (~ 60%) and CO2 (ESR products) and COand CH4 as byproducts (both in low concentrations), indicating a goodselectivity for ESR. Good stability was also achieved with no significant lossof activity even after 24 hours of reaction at 550 °C. The reactants and thereaction products were analyzed by gas chromatograph (Agilent 7890A), equippedwith a thermal conductivity detector (TCD) and a flame ionization detector(FID) connected in series.

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  • IPEN-DOC 25455

    OLIVEIRA, JULIANA de A.S. . Uso de macrófitas para remoção de metais em efluentes líquidos / Use of macrophites for removal of metals in liquid effluents . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Paulo Sergio Cardoso da Silva. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-22102018-113828

    Abstract: Nesse trabalho foi avaliada a capacidade de adsorção da biomassa da com macrófita Eichhornia crassipes (aguapé) em efluente sintético contendo íons de metais Cd, Pb, Cr, Zn e Co. Primeiramente foram determinadas as áreas superficiais específicas de cada uma das partes da planta (caule, folha e raiz) separadamente. A raiz foi a parte selecionada e em seguida foi ativada quimicamente com HCl e NaOH 0,1 mol L-1. A raiz ativada com HCl foi utilizada para os estudos dos parâmetros de adsorção: influência do pH, do tempo de contato e da concentração inicial dos íons em solução. Para as determinações propostas, foram utilizados como métodos analíticos de análise por ativação neutrônica instrumental para os íons do Co, Zn e Cr e análise por absorção atômica com forno de grafite para determinação da concentração dos íons de Cd e Pb. Nas duas técnicas, foram analisadas amostras de biomassa antes e após os experimentos de adsorção. Tanto a ativação ácida quanto a básica provocam um aumento da área superficial, porém o tratamento ácido produziu um material de mais fácil moagem. A eficiência de remoção e porcentagem de adsorção do íon Cr não foi satisfatória nas condições de realização deste trabalho. Para os demais íons verificou-se um aumento da eficiência de adsorção com o aumento do pH, do tempo de contato e da concentração inicial. Pode-se concluir que a biomassa ativada da raiz de Eichhornia crassipes é uma alternativa rápida, barata e eficiente para remoção dos íons metálicos considerados neste trabalho, sendo que a eficiência de remoção presentou a seguinte ordem decrescente: Pb > Cd > Zn > Co > Cr.

    Palavras-Chave: aquatic organisms; plants; biomass; bioadsorbents; adsorption; decontamination; water pollution control; waste processing; removal; ions; cadmium ions; lead ions; chromium ions; zinc ions; cobalt ions; neutron activation analyzers; absorption spectroscopy; graphite

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  • IPEN-DOC 25381

    OLIVEIRA, L.F.R. ; NEVES, M.D. ; ORTEGA, F.S.. AISI 310 stainless steel formed by gelcasting: an alternative manufacturing method. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6724-6724.

    Abstract: The gelcasting process is a liquid forming technique that allows the achievement of compacts with high solids concentration and small amounts of binders. Although it was developed almost 30 years ago for ceramic systems, its use in powder metallurgy is rather incipient. Data related to mechanical properties of gelcast metallic samples are scarce, particularly at high temperatures. This could possibly be attributed to the fact that metallic particles are generally denser and larger than ceramic particles, leading to fast sedimentation in liquid media. Nonetheless, the settling of particles can be delayed by using a suspending agent, such as a water-soluble long chain polymer. This work evaluates the microstructure and the yield strength under compression at room temperature and at 800°C of vacuum sintered specimens prepared with HK-30 stainless steel powder (AISI 310, D50 = 10μm), manufactured by gelcasting process. The microstructure analysis involved the measurement of grain size along the vertical axis of cylindrical specimens, with special attention to the effect of particles settling, and was conducted using scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy, and X-ray diffraction. All parts were vacuum sintered in a single batch at 1280°C, in order to avoid the influence of this condition on the results. Particles settling before gelation step can directly impact on mechanical properties, which would be an undesired effect caused by compaction gradient. Yield strength was compared with literature data of the same stainless steel, manufactured by casting. At room temperature, specimens presented the same average yield strength as the same stainless steel manufactured by casting, of 270 MPa. At 800°C, they presented 105 MPa of average yield strength. The settling effect was assessed considering the position where the specimen was taken (from the top or the bottom of the cylinder mold) and was negligible: both density and yield strength did not vary significantly along the vertical axis. These results show that the gelcasting process can be used with metal powders, even when the parts are big in height, provided that a suspending agent is used to prevent particles settling.

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  • IPEN-DOC 25454

    MOREIRA, GREGORI de A. . Análises da camada limite planetária a partir de sistemas de sensoriamento remoto / Analyses of planetary boundary layer from remote sensing systems . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 156 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-15052018-122950

    Abstract: A Camada Limite Planetária (PBL - Planetary Boundary Layer) é uma parte relevante da atmosfera com uma extensão variável e que claramente desempenha um papel importante em áreas de estudo, como: a qualidade do ar ou a previsão do tempo. Sistemas de sensoriamento remoto passivo e ativo têm sido amplamente utilizado para analisar as características da PBL. A combinação de diferentes técnicas de sensoriamento remoto permite obter uma imagem completa da dinâmica desta camada. Neste estudo, analisamos o comportamento da PBL utilizando quatro tipos de sistemas de sensoriamento remoto: Radiômetro de Micro-ondas (MWR), Lidar Elástico (EL), Lidar Doppler (DL) e Ceilômetro. As medições foram realizadas em duas cidades, Granada (Espanha) e São Paulo (Brasil). Primeiramente, em Granada, a altura da PBL (PBLH) obtida a partir dos dados do MWR foi validada pela PBLH gerada pela análise dos dados de radiossondas, mostrando uma boa concordância. Em um segundo estágio, sistemas ativos de sensoriamento remoto foram usados para a obtenção da PBLH. Assim, o método do filtro de Kalman foi aplicado aos dados do EL enquanto o método da variância da velocidade vertical do vento foi aplicado aos dados do DL. As PBLH derivadas dessas abordagens foram comparadas com o PBLH fornecida pelo MWR, sendo que os resultados mostram uma boa concordância na maioria dos casos, embora algumas discrepâncias apareçam nas situações de mudanças intensas da PBL (crescimento e/ou diminuição). Em seguida, é realizada a análise dos dados das medidas coletadas com um ceilômetro e um radiômetro de micro-ondas durante quatro e cinco anos, respectivamente, em Granada. As metodologias aplicadas para a detecção da PBLH (método de gradiente para o ceilômetro e a combinação do método de parcela e do método de gradiente de temperatura para o radiômetro de micro-ondas) forneceram uma descrição satisfatória da estrutura da PBL em casos simples. Além disso, o comportamento da PBL foi caracterizado por um estudo estatístico das PBLH convectiva e estável, as quais foram obtidas a partir das medidas do radiômetro de micro-ondas. A análise do estudo estatístico realizado para a PBLH mostra algumas coincidências com outros estudos já realizados para a mesma variável, como o padrão diário e os ciclos anuais. Mas também há algumas diferenças, as quais são causadas por latitudes, topografia e clima distintos. Foi realizada também uma análise combinada de longo prazo da Camada Residual (gerada pelos dados do Ceilômetro) e da Camada Estável e Convectiva (obtida pelos dados do radiômetro de micro-ondas), oferecendo assim um quadro completo da evolução da PBL por combinação sinérgica de técnicas de sensoriamento remoto. Essa é a razão pela qual sistemas com alta resolução temporal e espacial, como os lidars, têm sido cada vez mais aplicados em estudos sobre essa região atmosférica. Neste trabalho, também foi realizada, em São Paulo, uma análise do sinal retroespalhado em três comprimentos de onda (355, 532 e 1064 nm), o qual provê informações da turbulência através da análise dos momentos de alta ordem (variância, assimetria e curtose). O comprimento de onda de 355 nm apresenta pouca aplicabilidade na metodologia proposta, devido à sua baixa intensidade (por conta da predominância do retroespalhamento molecular) e grande presença de ruído, enquanto o comprimento de onda de 532 nm apresentou resultados semelhantes aos fornecidos pelo comprimento de onda de 1064 nm, o qual foi usado como referência. Em seguida, foram analisados dois estudos de caso utilizando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm (em separado). Essa abordagem forneceu informações sobre a altura da PBL (derivada pelo método de variância (Menut et al., 1999), deslocamento de camadas de aerossol (assimetria) e nível de mistura em várias alturas (curtose), mostrando a viabilidade da metodologia proposta, quando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm são usados para a descrição da PBL a partir dos momentos de alta ordem. Além disso, demonstrou-se, com dados de DL, EL e MWR obtidos em Granada, como algumas variáveis (temperatura do ar, concentração de aerossóis, vento vertical, umidade relativa e radiação líquida) podem influenciar a dinâmica da PBL. Os momentos de alta ordem das distribuições de velocidade vertical derivadas dos dados do DL e o sinal retroespalhado obtido a partir do EL foram corrigidos por duas metodologias (first lag e correção de -2/3). Os perfis corrigidos apresentam pequenas diferenças quando comparados com os perfis não corrigidos, mostrando baixa influência do ruído e a viabilidade da metodologia proposta. Foi realizada uma análise detalhada de dois estudos de casos, o primeiro correspondendo a uma PBL bem definida, enquanto o segundo corresponde a uma situação com a presença de uma camada de nuvens e poeira saariana. Em ambos os casos, os resultados fornecidos pelos diferentes instrumentos acabaram se complementando, de modo que o uso sinérgico dos diferentes sistemas nos permitiu um monitoramento detalhado da PBL.

    Palavras-Chave: layers; boundary layers; atmospheres; planetary atmospheres; controlled atmospheres; air samplers; air; monitoring; temperature gradients; quality control; sensors; remote sensing; measuring instruments; radiometers; microwave radiation; electromagnetic radiation; wavelengths; signal-to-noise ratio; scattering; backscattering; turbulence; optical radar; doppler effect; photoelasticity; laser radiation; lasers; spain; brazil

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  • IPEN-DOC 25380

    OLIVEIRA, M.C. ; LEAL NETO, R.M. ; GATAMORTA, F.G.. Estudo da moagem de alta energia de latas de alumínio utilizando o NaCl como agente controlador de processo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6723-6723.

    Abstract: O elevado consumo de energia elétrica para obtenção de alumínio via mineração e a grande quantidade de sucata gerada e desperdiçada em todo o mundo tem motivado a pesquisa cientifica quanto à reciclagem e reutilização do metal. A moagem de alta energia (MAE) é uma das rotas de processamento que pode ser empregada para reciclagem desta sucata. A natureza dúctil do Al demanda a utilização de um agente controlador de processo (ACP), para coibir a soldagem a frio e a aderência excessiva do alumínio no ferramental de moagem, favorecendo a fratura das partículas. O cloreto de sódio (NaCl) é um sal inorgânico de baixo custo e fácil obtenção, mencionado na literatura como potencial ACP para a MAE. O trabalho tem como objetivo investigar a obtenção de pó de alumínio obtido via MAE partindo de embalagens recicláveis deste metal, utilizando 2% em massa de NaCl como ACP. Inicialmente as latas de alumínio foram trituradas em pequenos fragmentos de 5 a 10 mm utilizando-se um moinho de facas. Esses fragmentos foram processados em um moinho planetário com razão bola pó de 15:1. O tempo de moagem variou de 1 a 10 horas, com uma rotação de 350 rpm em atmosfera controlada (argônio purificado). O rendimento da moagem foi determinado com base na porcentagem de pó efetivamente solto (não aderido) relativa à carga inicial. Os pós foram caracterizados quanto à microestrutura, morfologia das partículas e composição química. Para tal, utilizou-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura, área de superfície específica, difração de laser, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. Os resultados demonstraram que o NaCl é bastante efetivo como agente controlador, propiciando alto rendimento e partículas finas e equiaxiais.

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  • IPEN-DOC 25379

    LEITE, D.S.; COUTO, A.A. ; TOGNI, E.. Avaliação da utilização de casca cerâmica produzida com lama cerâmica primária e secundária de pó de telha reciclado para utilização no processo de microfusão / Evaluation of the use of ceramic shell produced with primary and secondary ceramic lama of recycled tile powder for use in the investment casting. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 6708-6719.

    Abstract: O presente estudo buscou entender o comportamento das cascas cerâmicas confeccionadas com lama cerâmica primária e secundária utilizando como material refratário o pó de telha reciclado. Este material possui baixo custo e foi utilizado para substituir a zirconita e a sílica eletrofundida, principais materiais refratários utilizados na indústria de microfusão. Sendo assim, foram realizados testes de módulo de ruptura, deceragem, calcinação e vazamento do metal líquido com 3 ligas de metais diferentes, alumínio 356 (780°C), bronze Cu90Sn10 (1150°C) e Ferro fundido cinzento (1380°C). As cascas fabricadas com pó de telha apresentaram propriedades e características necessárias para substituir a zirconita e a sílica eletrofundida. Com isso, foi possível concluir que as cascas cerâmicas fabricadas com pó de telha podem ser uma alternativa viável para a aplicação na indústria de microfusão, pois possibilita uma significativa redução de custo da matéria-prima, redução do peso da casca e utilização de material reciclado.

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  • IPEN-DOC 25378

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25377

    ALENCAR, M.A. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. . Efeito do estiramento em rodas de aço avaliado por propriedades mecânicas e por tensões residuais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6578-6578.

    Abstract: A indústria automobilística, procurando a diminuição de custos e aumento de desempenho de seus produtos, sempre está interessada na redução de peso nos automóveis. Para isto, um item que pode contribuir de maneira bem eficiente é a roda. Uma alternativa é a redução de espessuras quando a matéria prima é o aço. Na fabricação de rodas de aço, tem-se desenvolvido processos, com o objetivo de se reduzir seu peso. Uma opção é a redução das espessuras dos componentes, com a utilização do processo de estiramento. Este processo proporciona melhorias de desempenho do produto com redução estratégica de espessura. Essa redução por estiramento proporciona a roda uma geometria de melhor desempenho nos testes de resistência, e causa um efeito benéfico na curva tensão deformação do aço empregado, ou seja, mesmo com um aço de baixo carbono, consegue-se aprovar rodas em testes bem rígidos de resistência à fadiga por alta ciclagem. No entanto os efeitos do processo de estiramento, quanto as propriedades mecânicas e tensões residuais no material que passa pelo processo de estiramento não são bem conhecidas, principalmente os efeitos numa região soldada. Portanto este trabalho tem como objetivo a investigação e análise destas propriedades antes e depois dos processos de soldagem e estiramento, para enriquecer o conhecimento destes efeitos neste processo particular. O estiramento na fabricação de rodas é utilizado para aumentar a largura do aro, e na conformação do disco, que deve atender o perfil determinado em projeto, de modo a resistir os testes de fadiga por rolagem e de momentos de flexão e torsor alternados. A presente proposta de estudo é analisar os efeitos do processo de estiramento, no material empregado na fabricação das rodas, pois com o melhor entendimento destes fenômenos, e da identificação dos parâmetros do processo que são benéficos, poder-se-á maximizar a otimização da massa da roda, um grande objetivo para o setor rodas de aço. Os métodos propostos para a identificação dos efeitos do estiramento no aço empregado para a fabricação de rodas serão ensaios de tração e as medidas de tensões residuais por difração de RX (SAE HS 784, 2003), somados a mapas de dureza, executados no material antes e depois do processo de estiramento.

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  • IPEN-DOC 25376

    TOGNI, E.; MARTINS, A.M.T.; LIMA, N.B. ; COUTO, A.A. . Análise de mesotextura pelas técnicas de difração de raios-x e difração de elétrons retroespalhados em laminados da liga de alumínio AA3104 H19 utilizados para a fabricação de latas de bebidas / Macrotexture analysis by the techniques of x-ray diffraction and– electron backscatter diffraction in aluminum alloys AA3104 H19 used for the manufacture of beverage cans. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 6549-6560.

    Abstract: A indústria de embalagens para bebidas se destaca como uma das mais importantes no consumo mundial de alumínio. O conhecimento da matéria prima utilizada para a produção de latas é essencial para manter os níveis de produtividade impostos pelo mercado. O foco deste trabalho é a avaliação da textura de uma liga de alumínio 3104-H19 laminada nas várias etapas do processo de estampagem de latas para bebidas através da análise dos resultados obtidos na mesotextura, da compreensão dos mecanismos da formação da textura e sua influência na conformação das latas de alumínio. Uma análise da textura cristalográfica do laminado foi realizada por Figuras de Polo e mapas de textura. Na textura cristalográfica do laminado notou-se que a textura típica de deformação para ligas de alumínio, latão {110}<112> e cobre {112}<111>, junto a textura Goss {110}<001>, estavam balanceadas pela textura cubo {001}<100>, típica de recristalização.

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  • IPEN-DOC 25375

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25374

    ALENCAR, M.C. ; CIONE, F.C. ; REIS, L.A.M. ; MUCSI, C.S. ; SOUZA, M.M.; ROSSI, J.L. ; ARANHA, L.C. . Comparative study on extensômetria and finite element simulation for deformation for torsion. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6380-6380.

    Abstract: The use of finite element simulation has been widely employed by industry and academia, for design and development of mechanical systems; and with that there's a considerable savings in time, financial and manpower. In this project we will be evaluating and comparing the results of the behavior of a piece by computer simulation by finite elements, using the software Ansys ® Academic, for a bar with strain concentration profile, where this will be applied to twist. With the results of the simulations, compared with the results of the same piece materialized and with installation of strain gages to measure the deformation exerted on the. These sensors convert the mechanical deformation in electrical signal by formation of a Wheatstone bridge. In this way, with the results of the two reviews, simulation and measurement, we note that there is similarity between the results, Since we work within the component's elastic deformation curve.

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  • IPEN-DOC 25373

    SIROLLI, A.E.F. ; GEDANKEN, L.L.; GUERRA, R.; AZEVEDO, F.E.P. de; CAMARGO, J.E.F. de; COUTO, A.A. . Análise mecânica estrutural e viabilidade econômica na substituição de aços ARBL pela liga de alumínio 6082 em quadro de chassi de caminhão / Structural mechanical analysis and economic feasibility in the replacement of HSLA steels by the 6082 aluminum alloy in frame of truck chassis. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 6368-6379.

    Abstract: O objetivo do estudo é avaliar uma alternativa técnica e econômica ao se modificar o quadro do chassi, que é feito em aço ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) por processo de estampagem, pela liga de alumínio 6082, obtida pelo processo de extrusão, com consequente redução da massa do quadro. Os resultados da análise estrutural indicam regiões com níveis de tensões elevadas no quadro da liga de alumínio 6082, necessitando de reforço. As avaliações econômicas acenam em favor da liga de alumínio, principalmente em soluções de baixo volume de produção, quando o investimento requerido para o ferramental de extrusão é sensivelmente menor do que o requerido para se fabricar o chassi em aço. Quanto ao custo operacional, a vantagem é ainda mais expressiva pela carga adicional transportada, que foi projetada e valorizada para uma vida útil do produto de 60 meses.

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  • IPEN-DOC 25453

    MATTOS, CARLOS E. . Estudo de modelos para o comportamento a altas queimas de varetas combustível urânio - 7% gadolínio para reatores a água leve pressurizada: avaliação dos parâmetros para prolongamento do tempo de queima do núcleo / Study of models for high burn behavior of uranium-7% gadolinium fuel rods for pressurized light water reactors: evaluation of the parameters for prolongation of the time of burning of the nucleus . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 94 p. Orientador: Elita Fontenele Urano de Carvalho. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-17052018-160542

    Abstract: O objetivo deste trabalho é verificar os resultados fornecidos pelo programa computacional FRAPCON-3, hoje na versão 5, utilizado no processo de simulação do comportamento de varetas combustíveis de reatores refrigerados a água pressurizada (Pressurized Water Reactor PWR), sob situações operacionais de regime permanente, em condições de alta queima. Para realizar a verificação, foi utilizada a base de dados FUMEX-III, que fornece dados relativos a experimentos realizados com diversos tipos de combustíveis nucleares, submetidos a diversas condições operacionais. Através dos resultados obtidos na simulação do programa FRAPCON-3.5 e da sua comparação com os dados experimentais da base FUMEX-III, foi possível constar que o programa possui boa capacidade de predizer o comportamento operacional da vareta combustível em regime permanente a altas queimas. O trabalho consiste também em verificar a correlação entre UO2 e UO2-7%Gd2O3 na análise dos modelos que simulam o comportamento das pastilhas combustível. A adição do óxido de gadolínio ou gadolínia (Gd2O3), constitui-se na opção tecnológica mais solidamente consagrada e hoje comum em várias centrais nucleares. Por meio dos resultados obtidos nas simulações computacionais foram apresentadas e discutidas a influência das propriedades do UO2 e UO2-7%Gd2O3, quanto à temperatura no centro do combustível, liberação de gás de fissão na vareta, temperatura média do revestimento, volume interno e pressão interna da vareta combustível.

    Palavras-Chave: nuclear fuels; fuel cycle; fuel rods; reactor cores; burnup; rare earths; gadolinium; uranium hexafluoride; pwr type reactors; nuclear models; analytical solution; parametric analysis; safety analysis; programming; simulation

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  • IPEN-DOC 25372

    BENTO, R.T. ; FERRUS FILHO, A.. Análise do comportamento estático de mancais hidrodinâmicos pelo método de elementos finitos / Static behavior analysis of hydrodynamic bearings by finite element method. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 6317-6328.

    Abstract: Mancais são dispositivos empregados em conjuntos mecânicos a fim de suportar cargas e dar apoio aos componentes gerais de um sistema, guiando ou restringindo os graus de liberdade durante a sua movimentação. Dentre os modelos de mancais mais empregados, os mancais hidrodinâmicos são largamente utilizados por suportarem situações onde há a necessidade de altas cargas, altas rotações e boa precisão. Desta maneira, o presente estudo visa através do modelamento da bucha um mancal hidrodinâmico realizar a análise estrutural estática do componente, empregando-se o Método de Elementos Finitos. Para validação do perfil geométrico da bucha, foi desenvolvido um estudo de materiais – liga de bronze TM 23 e TM 620; liga de alumínio 6061 e alumínio-lítio 8090 – avaliando o desempenho sob os esforços solicitados de acordo com as condições do projeto. Os resultados indicaram valores promissores para liga de bronze TM 23, validando o seu emprego em sistemas de alta rotação.

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  • IPEN-DOC 25371

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25452

    MAGALHÃES, FLÁVIA A. . Análise dos indicadores epidemiológicos e operacionais do Programa de Controle da Turbeculose do município de Ipatinga, Minas Gerais, 2004 a 2014 / Epidemiological and operational indicators analysis of the Tuberculosis Control Program of Ipatinga municipality, Minas Gerais, from 2004 to 2014 . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 117 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-10042018-095701

    Abstract: A tuberculose (TB) é uma doença infecciosa, cujos indicadores epidemiológicos demonstram se tratar de um grave problema de saúde pública. O Brasil faz parte do grupo de países prioritários para ações de tuberculose no mundo, e o município de Ipatinga se destaca entre os de elevada carga da doença no estado de Minas Gerais. O objetivo do presente estudo é a análise dos indicadores epidemiológicos e operacionais do Programa de Controle da Tuberculose de Ipatinga (PCT) de 2004 a 2014. A metodologia está focada em estudo retrospectivo, de dados de pacientes que apresentaram tuberculose no passado; observacional, pois não houve intervenção na história da doença; longitudinal de série temporal para o período de seguimento compreendido entre 2004 e 2014. Os dados foram obtidos por meio das fichas de notificação de tuberculose do Sistema de Informação de Agravos de Notificação (SINAN). Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa, CEP/UNILESTE, CAAE:45295415.4.0000.5095. Os dados clínicos e epidemiológicos predominantes entre os 1.098 casos de TB foram: sexo masculino (66,2%), faixa etária de 15 a 59 anos (83,9%), raça branca e parda (61,2%) e baixo nível de escolaridade com 33,5% sem entrar no ensino médio; casos novos (85,9%), forma pulmonar (80,9%), agravos associados como alcoolismo (15,3%), AIDS (8,3%) e diabetes (5,7%). Os indicadores evidenciaram uma queda de 24,2% na incidência e 30,5 % na mortalidade, aumento na realização de sorologia para HIV de 34,6% para 75,4%, baixa realização de tratamento diretamente observado (11,4%) e de cultura de escarro (8,2%). A situação de encerramento entre casos novos foi: cura em 80,9%, abandono 10,8%, óbitos 4,5% e transferência 3,8%. A coinfecção TB/HIV associou-se positivamente com (p<0,05): faixa etária de 15 a 59 anos, acometimento extrapulmonar da doença e ausência de confirmação do caso. Foi encontrada associação significativa da cura com as variáveis sexo feminino, ausência de AIDS, de alcoolismo e de HIV; do abandono com sexo masculino, faixa etária de 15 a 59 anos e presença de confirmação do caso; e do óbito com faixa etária maior que 60 anos e alcoolismo. O PCT realiza as ações recomendadas pelo Ministério da Saúde, entretanto é necessária a intensificação de algumas delas em busca de melhorias. Os indicadores demonstraram bons resultados se comparados com a média nacional e até mesmo com o estado de Minas Gerais. Para minimizar possíveis variações nos resultados do PCT e erros nas notificações dos casos, sugere-se constante e criteriosa vigilância, tanto nas ações de controle quanto na estrutura e registro dos dados. Por fim, destaca-se a importância deste trabalho em evidenciar a dimensão da tuberculose como problema de saúde pública, sendo útil como material de apoio para orientação e planejamento de políticas públicas, capaz de contribuir para o controle e erradicação da doença, meta da Organização Mundial da Saúde.

    Palavras-Chave: epidemiology; tuberculosis; aids virus; bacterial diseases; public health; program management; preventive medicine; histological techniques; hazards; human factors engineering; regional analysis; data analysis; statistics; brazil

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  • IPEN-DOC 25451

    LANGE, CAMILA N. . Avaliação da contaminação de solos e água subterrânea por elementos potencialmente tóxicos em um pátio de recolhimento de veículos. Estudo de caso: Ribeirão Pires, SP / Assessment of soil and groundwater contamination by potentially toxic elements in an impounded vehicle scrapyard. Case study: Ribeirão Pires, SP . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 145 p. Orientador: Ana Maria Graciano Figueiredo. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-25042018-104820

    Abstract: A superlotação dos pátios de recolhimento de veículos (PRVs) é, atualmente, um assunto em pauta no cenário brasileiro. O objetivo deste trabalho foi estudar os teores totais de elementos potencialmente tóxicos (EPTs) (As, Ba, Co, Cr, Cu, Mo, Pb, V e Zn), elementos-traço (ET) (Cs, Ga, Hf, Rb, Sc, Sr, Ta, Th, U, Y e Zr), elementos terras raras (ETR) (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb) e elementos de liga (EL) (Al, Fe, Mn, Nb, Ni e Ti) no solo e água subterrânea em um PRV localizado no município de Ribeirão Pires. Foram analisados o solo superficial, os testemunhos de três sondagens de solo e a água subterrânea de três poços de monitoramento. A área está sob influência principal de três fatores: (1) camada de aterro com resíduos de construção civil; (2) um resíduo oleoso oriundo de atividades industriais exercidas na área no passado; (3) veículos estacionados na camada superficial do solo. Os resultados foram avaliados por técnicas estatísticas de análise multivariada, cálculos de indicadores de poluição e cálculos de índices de risco ecológico e à saúde humana. O conteúdo da maioria dos EPTs no solo superficial foi superior aos valores de qualidade de solo regulamentados pela agência ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), exceto Co, Cu, Mo e Zn. No solo foram observados alguns pontos que apresentaram níveis elevados (hotspots) para grande parte dos EPTs, sugerindo fonte veicular. O Índice de Geoacumulação indicou que o solo pode ser considerado de minima a moderadamente poluído, para a maioria dos elementos, exceto para As e Ba que apresentaram maior acumulação que os demais elementos. O conteúdo de As no solo pode representar um risco ecológico de potencial moderado a alto. O fator de enriquecimento apontou para uma poluição significativa de As e Pb. Os resultados de EPTs e as abordagens estatísticas indicaram que As, Ce, Co, Cu, Mn, Nb, Ni, Pb e Zn são principalmente de fontes antrópicas. O conteúdo da maioria dos EPTs no solo superficial não representa um potencial risco à saúde humana, exceto Cr. O conteúdo de quase todos elementos na água subterrânea foi abaixo dos limites de recomendação de água potável, exceto os conteúdos de Mn e Fe. Para a área em estudo, recomenda-se algumas ações para mitigar o risco ambiental e à saúde humana. À saber: (i) remover o resíduo oleoso que está presente nos tanques de pedra presentes na área; (ii) fechar e impedir o uso do poço caçimba presente perto da sede administrativa do pátio; (iii) remover óleos, combustíveis, fluidos e graxas dos veículos em final de vida ou veículos que permanceçam por períodos superiores ao estipulado por lei (60 dias); (iv) idealmente, reverter o valor das taxas das diárias dos veículos depositados na área para realizar as benfeitorias na área estudo; (v) realizar monitoramento no solo superficial da área para que não ocorra o aumento do número de hotspots que, futuramente, podem caracterizar a área como contaminada.

    Palavras-Chave: vehicles; liquid wastes; waste water; land pollution; groundwater recharge; soils; environmental exposure; toxicity; neutron activation analyzers; multivariate analysis; brazil

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  • IPEN-DOC 25370

    MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. ; ALENCAR, M.C. ; CIONE, F.C. ; SOUZA, M.M. de. Projeto, construção e testes iniciais de dispositivo para ensaios de compressão com alta taxa de deformação – Hopkinson Bar. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6246-6246.

    Abstract: A caracterização mecânica de materiais tem importância fundamental no desenvolvimento de produtos tecnológicos com melhor desempenho de engenharia aliado a menores custos de produção final. Outrossim, oferece informações sobre o material e permite a realização de projetos embasados em condições mais reais de aplicação. Esta consideração aplica-se, especialmente aos projetos de subsistemas veiculares e dos casques para o transporte de materiais radioativos. Com este objetivo foi projetado um dispositivo tipo barra de Hopkinson, para a caracterização dinâmica de metais, por compressão. Nestes dispositivos a aplicação da deformação dinâmica é aplicada à amostra através de uma onda mecânica longitudinal deslocando-se por barras de aço alinhadas; o comportamento das ondas que transitam pelo dispositivo é registrado através de um sistemas de extensômetros e de um sistema eletrônico de aquisição de dados; os dados adquiridos são então analisados quanto à dispersão, e deformação da onda e, como resultado obtém-se a curva tensão-deformação, associada à uma dada taxa de deformação da amostra. Neste trabalho foram utilizados dois sistemas de aquisição de dados, com 50 kS/s e 2 GS/s e os resultados são comparados, quanto aos custos envolvidos e à qualidade dos sinais obtidos. Os dados obtidos para maiores taxas de aquisição apresentaram maior resolução, porém os custos associados são bastantes mais elevados. Em contraponto, menores taxas de aquisição exigem a utilização de extensômetros muito maiores, com menor custo, mas com uma resolução no campo de frequências menor. São também apresentadas discussões sobre as dimensões e posicionamento dos extensômetros.

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  • IPEN-DOC 25369

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25368

    GOMES, M.P. ; SANTOS, I.P. ; REIS, L.A.M. ; COUTO, C.P. ; BETINI, E.G. ; MUCSI, C.S. ; COLOSIO, M.A.; ROSSI, J.L. . Valve seat insert: air quenching and characterization of components obtained with AISI M3:2 high-speed steel. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6228-6228.

    Abstract: The development of components ecologically correct is something more and more necessary. The first developement of valve seat inserts (VSI) take in account the use of cobalt and lead in its chemical composition. Such elements are avoided in the current applications due to its high cost and toxicological effects, respectively. In the present work was used VSI developed with a new chemical composition. The aim of this work were to air quench and characterize such components. The studied VSI were obtained with AISI M3:2 high-speed steel admixed with iron powder and another additives such as manganese sulphide, graphite, zinc stearate and carbides. All the air quenched VSI were double tempered, for one hour each, at seven equidistant temperature from 100 °C until 700 °C. The air quenched components had its mechanical and physical properties determined by means of its apparent density, apparent hardness and crush radial strength. The chemical composition was measured through the gases analyses and energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry techniques. Microstructural and phase characterizations were performed with the support of optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. Regarding the VSI required properties, the best results were obtained with the components air quenched and double tempered at 600 °C.

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  • IPEN-DOC 25367

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25366

    OLIVEIRA JUNIOR, C. ; COUTO, A.A. . Estudo do comportamento mecânico em baixas temperaturas do inconel 625 encruado / Study of mechanical behavior in low temperatures of inconel 625 after cold worked. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 5797-5806.

    Abstract: O Inconel 625, após laminação a frio teve suas propriedades mecânicas determinadas na temperatura ambiente e em temperaturas criogênicas (-100ºC, -120ºC e -190ºC). Para isso foram realizados ensaios de tração, impacto e de CTOD. A caracterização da microestrutura mostrou uma distribuição de grãos com tamanhos 7 e 8. No ensaio de tração foi observado que apesar do aumento na resistência mecânica do Inconel 625 devido ao encruamento (da ordem de 787 MPa), foi mantido um alongamento acima de 40%. Nos resultados de impacto, a energia absorvida se manteve acima de 200 J. No ensaio de CTOD, a componente plástica da abertura da trinca no entalhe foi em média 1,52 mm na temperatura mais baixa utilizada (-190ºC). Diante de todos os resultados obtidos, pode-se afirmar que o aumento da resistência mecânica do Inconel 625 pelo processo de encruamento não impossibilita sua aplicação para temperaturas criogênicas.

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  • IPEN-DOC 25365

    BETINI, E.G. ; BATLLE, J.; MUCSI, C.S. ; LUZ, T.S.; ORLANDO, M.T.; ROSSI, J.L. ; SOUZA, A.C.; REIS, L.A.M. . Experimental study of the weld pool temperature of thin plates of UNS S32304 duplex stainless steel by GTAW process. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5795-5795.

    Abstract: The aim of the experimental arrangement is the measurement of the weld pool temperature during the application of the conventional arc GTA-welding on autogenous thin plates of UNS S32304 duplex stainless steel. Grade UNS S32304 was developed for the most severe applications including off-shore. The stationary arc welding was applied with a DC current for two minutes using pure argon as shielding gas in center of the duplex stainless steel disc. For the temperature into the weld pool were used a S-type (Pt-Rh) and K-type (Ni-Cr) thermocouples connected close to weld pool. The temperatures were measured in top and botton sides of the plates. It was observed an overheating temperature into the weld pool on the top side and as expected the fusion point was verified in corresponding at the bottom side. The microstructure was characterized and an increase of ferrite phase in solidified zone and heat affected zone was observed. The hardness mapping provided information about mechanical properties behaviour. A numerical analysis of temperature distributions were used to simulate welding cycles associated to microstructure evolution.

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  • IPEN-DOC 25364

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25363

    GUIMARAES, R.F.L. ; ROSSI, J.L. . A tecnique to make a shielding of uranium for transport of the radionuclide Mo-99. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5715-5715.

    Abstract: The transporto f radionuclides to use in the nuclear medicine needs some care in such way that people will be safety . For this, its used any security measures. One of this is shielding of heavy materials such as uranium, technetium and lead. This work talk about the process of the process of choosing uranium as a shielding material for radionuclides such as Mo-99, used in the manufacture of technetium generators for the diagnosis of cancer and other diseases, as well as the processes used to assemble the shield.

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  • IPEN-DOC 25362

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25361

    GARCIA, RAFAEL H.L. ; SALIBA-SILVA, ADONIS M. ; LIMA, NELSON B. de . Quantification of crystalline phases of uranium silicide using the Rietveld method. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 5707-5712.

    Abstract: Uranium silicide is a material widely used as nuclear fuel for MTR (Material Testing Reactor), due to its performance in reactor environment. Some of its characteristics make it also attractive for its use in power reactors. However, each crystalline phase of uranium silicide have different behavior under irradiation. In this sense, it is important to perform crystalline phase characterizations, which are commonly obtained in the fabrication process. For this purpose, in this work U-Si alloys containing 33, 40, 41, 42, 50 and 67 mol% of silicon were molten in an induction furnace. Quantification of formed crystalline phases was carried out by Rietveld refinement of X-ray diffraction data. Calculated densities were compared to measured data from helium pycnometry.

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  • IPEN-DOC 25450

    ICHIKAWA, RODRIGO U. . Investigação da estrutura local e média de nanopartículas por técnicas de espalhamento e difração de raios X / Local and average structure investigation of nanoparticles using X-ray scattering and diffraction methods . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 143 p. Orientador: Luis Gallego Martinez. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-15062018-083316

    Abstract: Neste trabalho, a estrutura local e média de nanopartículas foi estudada utilizando-se métodos de espalhamento e difração de raios X. Os métodos utilizados foram: Análise da Função de Distribuição de Pares Atômicos (Atomic Pair Distribution Function Analysis, em inglês) para o estudo do ordenamento estrutural de curto alcance, Refinamento de Rietveld e Modelamento Total do Perfil de Difração de Pó para o estudo do ordenamento médio. Os materiais estudados foram: nanopartículas de KY3F10 dopadas com Tb, nanocubos núcleo-camada (core-shell, em inglês) de FeO-Fe3O4 e nanopartículas de ferritas de Mn-Zn. O trabalho teve como objetivo demonstrar como os métodos mencionados podem ser utilizados de forma complementar para fornecer informações de curto, médio e longo alcance usando-se dados de espalhamento e difração de raios X. Neste trabalho, ressalta-se a importância de cada método no estudo da estrutura cristalina e demonstra avanço e desenvolvimento de metodologias para a sua aplicação.

    Palavras-Chave: terbium isotopes; fluorides; iron oxides; barium oxides; manganese oxides; nickel oxides; zinc oxides; ferrites; powders; crystal structure; solid state physics; interatomic forces; distribution functions; scattering; x-ray diffraction; electronic structure; nanoelectronics; charged particles; pattern recognition

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  • IPEN-DOC 25360

    SILVA, G.S.A. e ; MURA, L.F.L. ; FUGA, R. ; SANTOS, A. . Experimentos no reator IPEN/MB-01 com refletores de níquel. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5692-5692.

    Abstract: Nos processos de validação e verificação de metodologias de cálculo e bibliotecas de dados nucleares associados, a existência de experimentos que possam ser considerados padrões de comparação (benchmarks) é de fundamental importância. Com este objetivo, um conjunto de experimentos com refletor nuclear de material pesado foi realizados no reator IPEN/MB-01 utilizando-se chapas de níquel, num total de 32 chapas, inseridas adequadamente na face oeste do núcleo do reator. As chapas tinham cerca de 3 mm de espessura. A largura e comprimento axial foram suficientes para cobrir todo o núcleo ativo do reator. Para cada etapa de colocação de chapas foram efetuadas medidas da reatividade devido à inserção destas no núcleo; bem como da posição crítica das barras de controle com BC1 e BC2 igualmente retiradas. Pôde ser observado que o aumento da absorção de nêutrons e consequente diminuição da moderação de nêutrons dominaram toda a física do problema quando foram inseridas poucas chapas de material refletor (cerca de 3 chapas). Na sequência, a reflexão de nêutrons tornou-se importante superando a absorção neutrônica; a reatividade aumentou até ultrapassar a situação sem chapa (excesso de reatividade zero) obtendo-se um acréscimo (ganho líquido) de reatividade com as 32 chapas inseridas (cerca de 295 pcm). Portanto, observou-se que o núcleo refletido tornou-se mais reativo do que o núcleo sem material refletor. A análise teórica empregando o MCNP-5 e a biblioteca de dados nucleares ENDF/B-VII.0 evidenciou os aspectos físicos de absorção e reflexão de nêutrons nas chapas de material refletor considerado; entretanto apresentou uma discrepância quando a reflexão de nêutrons rápidos domina o fenômeno físico do transporte de nêutrons.

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  • IPEN-DOC 25359

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25449

    GODOY, FELIPE A. . Estudo do papel da proteína p53 em reparo por excisão de bases em mitocôndrias de células de mamíferos / Study of the role of p53 protein in base excision repair in mammalian cell mitochondria . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 113 p. Orientador: Valter Arthur. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-21062018-090338

    Abstract: Todos os organismos vivos estão constantemente expostos a uma variedade de agentes que podem causar modificações químicas e/ou estruturais no DNA, afetando processos essenciais como replicação e transcrição. Ao longo da evolução várias estratégias de reparo do DNA foram desenvolvidas para remover essas modificações, prevenindo o efeito citotóxico ou mutagênico dessas lesões. Mutações no mtDNA são frequentemente observadas em inúmeras patologias, o que reflete em alterações metabólicas ou até mesmo atenuação da resposta apoptótica a terapias antineoplásicas. Para manter a integridade genômica mitocondrial, alguns mecanismos de reparo são recrutados à organela, principalmente a via de reparo por excisão de bases, BER. No núcleo, a proteína supressora de tumor p53 colabora para a manutenção da estabilidade do DNA, em parte pela estimulação direta da via BER. Em resposta a certos estímulos celulares, p53 transloca-se para a mitocôndria, onde pode desencadear uma resposta apoptótica. Entretanto, foi demonstrado anteriormente que p53 pode estimular a atividade catalítica da DNA polimerase mitocondrial, DNA polimerase gama (pol γ), que participa da replicação e do reparo do mtDNA. Sendo assim, nesse trabalho buscou-se compreender, molecularmente, essa interação entre p53 e pol γ durante a modulação de BER em mitocôndrias de células humanas, investigando se: i) p53 se associa fisicamente a pol γ; ii) a proteína TFAM modula o papel de p53 no reparo do DNA em mitocôndrias; e iii) a translocação de p53 para a mitocôndria é mediada por processos redox durante o reparo do mtDNA. Para isso, métodos bioquímicos e moleculares foram empregados nos estudos da interação entre essas proteínas. Em conjunto, os resultados sugerem o envolvimento da proteína p53 no reparo por excisão de bases em mitocôndrias de células humanas, e a dependência de sua interação com TFAM e pol γ para o sustento dessa via. Isso reforça a importância dessas proteínas para a manutenção da estabilidade genômica mitocondrial e, provavelmente, para a função mitocondrial.

    Palavras-Chave: phosphoproteins; proteins; radioimmunoassay; antigens; tumor cells; mammals; in vivo; neoplasms; excision repair; biological recovery; mitochondria; cell constituents; dna polymerases; dna repair; gamma radiation; resource development; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25358

    CASTRO, M.C.B. de ; COUTO, A.A. ; ALMEIDA, G.F.C.; LIMA, N.B. ; CASTAGNET, M. ; OLIVEIRA, R.R. . Influência da nitretação por plasma sobre as propriedades de fadiga da liga TI-6AL-4V / Influence of plasma nitriding on fatigue properties of TI-6AL-4V alloy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 5598-5610.

    Abstract: As falhas por fadiga na liga Ti-6Al-4V ocorrem pela aplicação de tensões flutuantes, onde as tensões responsáveis pela falhasendo estas são menores do que a tensão de escoamento da liga. , caracterizando essas falhas como catastróficas e sem aviso prévio. A fadiga é responsável por pelo menos 90% das falhas por causas mecânicas, cCom o objetivo de aumentar a resistência a fadiga, foi realizada ao o tratamento termoquímico de nitretação por plasma. A nitretação por plasma é caracterizada pela formaçãoforma de uma camada superficial de nitretos na superficie da liga constituída (pelas fases δ-TiN e Ɛ-Ti2N). A formação dessas fases além de aumentar a sua dureza superficial, cria uma alta tensão superficial de compressão, fazendo com que as tensões trativas necessárias para ocorrer a formação de trincas sejam superiores. Testes de fadiga do tipo flexo rotativas foram realizados nos corpos de prova nitretados e não nitretados, a fim de se comparar a eficiência do tratamento termoquímico. O ensaio de fadiga foi realizado a uma frequência de 50 hz, e razão de carregamento R=-1, variando tensões de 610 a 203 MPa. Foram contados o número de ciclos necessários para as fraturas dos corpos de prova, e os resultados foram plotados em uma curva S-N. Após a fratura dos corpos de prova, suasAs superfícies de fratura foram analisadas em um microscópio eletrônico de varredura (MEV).O comportamento em fadiga das ligas nitretadas foi superior ao das ligas não nitretadas. Conclui-se que quanto após a nitretação por plasma, quanto maior a tensão aplicada ao ensaio, maior é a diferença de resistência entre a liga nitretada e a não nitretada, sendo esta diferença diminuída com a redução da tensão. Para altas tensões a liga nitretada apresentou cerca de 5x mais resistência à fadiga. Palavras chave: Liga Ti-6Al-4V, fadiga, nitretação por plasma.

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  • IPEN-DOC 25357

    ALMEIDA, G.F.C.; CASTRO, M.C.B. de ; COUTO, A.A. ; MASSI, M.; SILVA SOBRINHO, A.S. da; LIMA, N.B. de . Caracterização da camada nitretada por plasma da liga Ti-6Al-4V / Characterization of the plasma nitriding layer of the Ti-6Al-4V alloy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 5526-5535.

    Abstract: A liga Ti-6Al-4V é a mais utilizada entre as ligas de titânio. Porém a afinidade do titânio com o oxigênio limita sua aplicação em temperaturas acima de 600°C, devido a formação de uma camada frágil resultante da oxidação superficial. Para melhor esta característica, vários tratamentos superficiais vêm sendo estudados, entre eles, a nitretação por plasma, que pode melhorar a sua resistência em temperaturas elevadas, ampliando assim sua utilização, beneficiando aplicações estruturais por se tratar de um material menos denso que o titânio puro e outros materiais aplicados a altas temperaturas. Neste trabalho foi realizado uma nitretação por plasma em amostras de Ti-6Al-4V sob uma atmosfera de N2, Ar e H (5:5:1) durante 4 horas a 690 e 730 °C. O objetivo foi caracterizar a camada de nitretos formada, que foi de aproximadamente 1 μm e 3,7 μm de espessura respectivamente. Também foi confirmada a formação dos compostos ε-Ti2N e δ-TiN.

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  • IPEN-DOC 25356

    CAMPOS, M.; OLZON-DIONYSIO, M.; SOUZA, S.D. de; MARTINEZ, L.G. ; DAVIM, J.P.. Influência da pressão do gás 20% N2 80% H2 da nitretação a plasma em propriedades tribológicas de aço inoxidável AISI 316L. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5510-5510.

    Abstract: A nitretação a plasma é uma técnica utilizada em tratamentos de superfície, geralmente de materiais metálicos, proporcionando importantes melhorias de suas propriedades tribológicas, tais como: resistência mecânica, ao desgaste e à corrosão, além do aumento em sua dureza, através da formação de precipitados, devido à formação de uma camada superficial. Em relação a outras técnicas de tratamento de superfície apresenta interessantes vantagens, como custo baixo, menor tempo de tratamento, além de não produzir resíduos, tornando-a ambientalmente favorável. As melhoras das propriedades depende de vários fatores que influenciam essa camada formada, tais como: tempo, temperatura de nitretação, gás utilizado, a mistura e a pressão desse gás, entre outros. O objetivo desse trabalho é estudar a influência dessa pressão em amostras de aço inoxidável austenítico AISI 316L. Para isso, amostras desse aço foram confeccionadas em forma de disco, e nitretadas em uma atmosfera contendo 20 % de N2 e 80 % H2 sob uma pressão de 3,4,5,6 ou 7 Torr, durante 4 horas a 400 ºC. As amostras nitretadas foram caracterizadas por Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Microdureza Vickers e ensaio de desgaste. Os resultados apresentaram visualmente um halo que se forma devido ao efeito de borda, cuja largura diminui com o aumento da pressão, porém nessa região a espessura da camada nitretada e a dureza superficial é estatisticamente igual. Para a região interna a esse halo, a camada nitretada e a dureza superficial aumentam com a pressão. O coeficiente de atrito em meio seco, em relação ao aço SAE 1050, estatisticamente não altera com o processo de nitretação, porém a massa perdida é drasticamente menor, chegando a 99 % de redução. Os difratogramas mostraram que a concentração de nitrogênio da fase austenita expandida aumenta com a pressão de tratamento. O aumento de pressão parece indicar uma melhora nessas propriedades combinadas.

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  • IPEN-DOC 25448

    FREIRE, LUCIANO O. . Metodologia de especificação e projeto aplicado a usinas nucleares móveis / Specification and design methodology applied to mobile nuclear power plants . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 183 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-01112018-155151

    Abstract: A importância de métodos de projeto vem crescendo nos últimos anos à medida que sistemas sócio-técnicos complexos se tornam mais numerosos. Além da complexidade, o tamanho e o investimento financeiro destes sistemas amplificam a gravidade dos erros de projeto. O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver uma metodologia de especificação e projeto que reduza o tempo e energia para desenvolver um sistema complexo cujas funções sejam conhecidas a priori, gerenciando em paralelo os riscos. O objetivo específico foi verificar a viabilidade econômica de usinas nucleares móveis de pequeno porte. Este trabalho adotou como princípio a lei construtal que prevê o sucesso de sistemas que facilitem os fluxos necessários à sua existência. Após a identificação dos fatores chave para facilitar o fluxo de informações, esta tese desenvolveu um conjunto de conceitos para facilitar o trabalho de engenharia. Aplicando tais conceitos, este trabalho desenvolveu sequências de atividades que descrevem o método proposto, sendo cada atividade detalhada por uma lista de requisitos. A demonstração das vantagens do método proposto foi feita por meio de análise de árvore de eventos e árvore de falhas. Usando o método, esta tese desenvolveu especificações e projetos em vários níveis (empresarial, usina, caldeira nuclear, circuito primário e gerador de vapor). Baseando-se em dados da marinha americana, esta tese desenvolveu um modelo de custo para reatores de pequeno porte. Concluiu que a energia nuclear pode ser competitiva se a potência elétrica média efetiva ao longo da vida útil ficar acima de 30MWe e se o tempo de vida útil for igual ou maior do que 60 anos. Tal fato decorre dos altos custos de aquisição que requerem uma vida longa para compensar o investimento e dos efeitos de economia de escala especialmente pronunciados para reatores a água pressurizada.

    Palavras-Chave: mobility; nuclear power plants; energy security; energy supplies; design; nuclear engineering; metrology; ship propulsion reactors; nuclear ships; steam; vapor generators; physical vapor deposition; maritime laws; atomic energy laws; environmental policy; radiation protection

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  • IPEN-DOC 25447

    FARIAS, ITALO F. . Estudo da influência da radiação gama nas propriedades mecânicas e térmicas de "elastômeros termoplásticos" blendas de poli (cloreto de vinila) com poli (vinil butiral) / Study of the influence of gamma radiation on the mechanical and thermal properties of "thermoplastic elastomers" poly (vinyl chloride) blends with poly (vinyl butyral) . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 120 p. Orientador: Gerson Marinucci. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-11102018-083413

    Abstract: A vasta gama de sistemas poliméricos classificados como blendas tem sido alvo crescente no meio acadêmico e científico. A possibilidade de obtenção de propriedades combinadas e múltiplas, associada a incorporações de blendas poliméricas, enriquece a condição de pesquisa abrindo assim uma extensa área de atuação. Neste trabalho foi proposto o estudo de mistura de composto de poli (cloreto de vinila) plastificado com resíduo de poli (vinil butiral), proveniente de laminados para produção de para-brisas da indústria automotiva, bem como a investigação do efeito da irradiação gama com dose absorvida de 25 kGy, 30 kGy e 40 kGy, controlado com uso de dosímetro de PMMA e taxa de dose equivalente de 0-10 kGy.h-1. Foram analisadas variações das propriedades mecânicas e térmicas das amostras antes e após exposição à radiação gama. As formulações foram constituídas em diferentes concentrações: composto de PVC-C, resíduo de PVB-R, PVC-C/PVB-R 90/10, PVC-C/PVB-R 50/50 e PVC-R/PVB-R 50/50. O composto de poli (cloreto de vinila) foi formulado e aditivado, apresentando comportamento de um elastômero termoplástico, produto flexível. Foram incorporadas aparas moídas de poli (vinil butiral), provenientes de laminados para produção de para-brisas. Ambos os materiais foram incorporados em extrusora granuladora tipo rosca simples e submetidos ao processo de calandragem para efetivação da mistura e formação de mantas plásticas. As mantas foram irradiadas em um reator multipropósito de 60Co e caracterizadas para verificação das propriedades mecânicas e térmicas. Para tanto, as blendas após exposição à radiação gama apresentaram propriedades mecânicas e térmicas intermediarias as propriedades dos seus componentes, mostrando-se um material resistente e de baixo custo. Por meio da microscopia eletrônica de varredura obteve uma redução nos vasos interfaciais mostrando um aumento na capacidade de percolação do PVB na matriz de PVC, favorecendo suas propriedades físicas.

    Palavras-Chave: gamma radiation; thermal analysis; mechanical properties; polymers; organic polymers; molecules; polyesters; polyvinyls; pvc; elastomers; thermoplastics; rubbers; mechanical properties; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25355

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25354

    DAMMANN, E.D.C.C. ; LEAL NETO, R.M. . Influência da moagem de alta energia na lixiviação ácida de sucata eletrônica / Influence of high energy milling in acid lixiviation of e-waste. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 5445-5457.

    Abstract: Neste trabalho investigou-se a influência da moagem de alta energia na lixiviação ácida de sucata eletrônica. O material de partida escolhido foi a placa mãe e os moinhos utilizados foram moinho de facas e moinho planetário. As moagens foram realizadas até que toda a amostra passasse por uma grade de diâmetro 6mm no moinho de facas e por tempos variando entre 15 minutos e 4 horas no moinho planetário. Foram separadas duas amostras para digestão em água régia seguida de HNO3 e duas amostras para realizar lixiviação ácida com ácido sulfurico 2 mol/L. Realizou-se duas lixiviações ácidas a 90ºC com H2SO4 em sequência para cada uma das amostras. A primeira somente com H2SO4 seguida de uma segunda com H2SO4 e H2O2, sendo recolhido licor de cada uma das lixiviações a cada hora. Os licores recolhidos foram analisados por ICP-OES. A moagem de alta energia melhorou a cinética da reação.

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  • IPEN-DOC 25353

    RAMANATHAN, L.V. ; FERNANDES, S.C. ; CORREA, O.V. . Comportamento de oxidação a temperaturas elevadas de aços inoxidáveis ferríticos recobertos com óxidos de terras raras nanocristalinos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5419-5419.

    Abstract: Foram determinados os tamanhos médios das partículas e dos cristalitos de óxidos de terras raras (OTR) nanocristalinos, puros e mistos. A morfologia dos recobrimentos destes OTR puros e mistos sobre superfícies de aços inoxidáveis ferríticos foram estudados e os seguites formatos foram observados: CeO2 – varetas; Nd2O3 – placetas; Pr2O3 – agulhas; La2O3 – cubos. O grau de cobertura da superfície dos aços variaram dependendo do tipo e teor de um determinado OTR na mistura. Estudos de oxidação isotérmica a 1000 °C dos três aços AISI 409, 430 e 439, sem e com recobrimentos de diversos OTR puros e mistos mostraram que: (a) com qualqer tipo de OTR, a velocidade de oxidação dos aços reduziram significativamente devido a formação de óxido de cromo na interface metal/óxido, (b) as velocidades de oxidação dos aços variam dependendo do tipo de recobrimento de OTR. As variações na velocidade de oxidação dependem da morfologia, tamanho médio das partículas, tamanho médio dos cristalítos, nível de cobertura e adesão do OTR, (c) óxido misto contendo Pr2O3 aumentou consideravelmente a resistência a oxidação do AISI 430 comparado com Pr2O3 puro; (d) óxido misto contendo Nd2O3 aumento muito mais a resistência a oxidação do AISI 439 comparado com outros OTR puros ou mistos.

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  • IPEN-DOC 25352

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25351

    NIGRO, F. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. ; SATURNINO, P.; BARBOSA, B.A.; ARANHA, L.C. ; MICELLI, A.L. ; ALENCAR, M.C. . Avaliação dos desgastes das fresas após diversas utilizações nas perfurações ósseas para instalação de implantes dentais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5400-5400.

    Abstract: A utilização dos implantes osseointegrados trouxe uma nova realidade nas reabilitações orais, uma vez que estes irão substituir as raízes dos dentes ausentes para a confecção de um novo dente. Para se obter sucesso na instalação destes implantes e consequentemente na osseointegração e na longevidade deste implante em função, diversos aspectos devem ser observados, dentre estes um dos principais é a confecção do alvéolo cirúrgico. Nessa fase a região óssea que irá receber o implante passará por uma sequência de fresagens, de tal maneira a ir-se ampliando progressivamente e gradativamente o osso até se atingir o diâmetro e o comprimento desejado para a instalação do implante. Na realização deste ato cirúrgico diversas fresas são usadas sucessivamente. Durante este ato cirúrgico também se deve utilizar de uma irrigação abundante. Estes fatores são importantes para que durante a fresagem do osso não ocorra um aquecimento excessivo deste, uma vez que é sabido que não se pode exceder a 47 °C, pois temperaturas acima podem gerar uma necrose óssea e consequentemente interferir ou até mesmo inviabilizar o processo de osseointegração. Dentre estes cuidados a utilização das fresas são de fundamental importância, pois estas sofrem desgastes com o uso sucessivo. A recomendação tem sido de utilizar-se estas para aproximadamente 20 perfurações. Mediante o exposto o presente trabalho teve o objetivo de avaliar os desgastes ocorridos na superfície das fresas, bem como se houve algum dano da cobertura de DLC (diamond like carbon). Foram realizadas 50 perfurações, com cada fresa, em costela bovina, seguindo-se a sequência recomendada para a instalação de implantes com 4 mm de diâmetro e 13mm de profundidade. Foram feitos dois grupos. No grupo G1 utilizou-se as fresas sem irrigação e no grupo G2 utilizou-se as fresas com irrigação. Para cada grupo foram feitas 3 sequências de fresagens. Após essa etapa as fresas foram observadas em MEV (microscopia eletrônica de varredura) e também em microscopia óptica - MO. Observou-se que estas sofrem um arredondamento nos ângulos de corte e que em alguns pontos ocorre o arrancamento da camada DLC. Estes achados podem ser sugestivos que a utilização de fresas já desgastadas podem gerar um aquecimento acima do desejado. Esses achados implicam que as fresas devam ser substituídas, após uma quantidade de fresagens sugeridas entre 25 e 30 vezes, a fim de não se comprometer a osseointegração durante esse procedimento.

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  • IPEN-DOC 25350

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25349

    FAVERO, S.L.; MOREIRA, T.M. ; GENOVA, L.A. . Caracterização e avaliação do desempenho da camada de conversão a base de ZrO2 em aço laminado a frio e recoberto com zinco. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 5363-5374.

    Abstract: Camadas de conversão a base de fosfatos de zinco, níquel e manganês são atualmente as mais utilizadas no processo de pintura pela indústria automobilística e de eletrodomésticos. No entanto, crescentes exigências ambientais e de redução de custos incentivam o surgimento de novas tecnologias. Assim, camadas de conversão a base de óxido de zircônio têm se destacado. Neste trabalho foram utilizados dois diferentes aços: o laminado a frio e o recoberto, galvanizado a quente. Variou-se o tempo de formação da camada, avaliando sua influência nas características físicas e químicas da camada obtida, e no desempenho dos substratos metálicos pré-tratados e pintados. A caracterização da camada foi realizada por MEV, espectroscopia por fluorescência de raios X, espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente, e a avaliação do desempenho, com os testes de corrosão acelerada, aderência e dobramento. Constatou-se uma relação direta entre o tempo de tratamento no banho conversor com a massa de zircônia depositada e espessura da camada formada. Os diferentes tempos de tratamento empregados, resultando em diferentes relações massa/área e espessuras não interferiram, para ambos os substratos, no desempenho de resistência à corrosão, aderência e flexibilidade, indicando um desempenho compatível com as exigências atuais, o que a credenciam como substituta ao processo de conversão atualmente empregado.

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  • IPEN-DOC 25348

    RAMANATHAN, L.V. ; FERNANDES, S.C. ; CORREA, O.V. ; SOUZA, J.A.B. ; ANTUNES, R.A.; LIMA, N.B. . Effect of processing parameters on hydrotalcite (HTC) coating microstructure and the corrosion behavior of HTC coated AA 6061 alloy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5331-5331.

    Abstract: Pitting corrosion of the aluminium cladding of spent nuclear fuels stored in light water pools has been observed. To prevent this, coating of the Al cladding with hydrotalcite (HTC) was proposed. This paper presents the effect of various processing parameters on HTC microstructure and the corrosion behavior of HTC coated AA 6061 specimens. The HTC coating from the high temperature nitrate bath was homogeneous, thicker and consisted of well-defined intersecting platelets than that formed from the room temperature carbonate bath. Electrochemical polarization measurements as well as long term exposure to aggressive aqueous media of HTC coated AA 6061 specimens revealed that specimens coated with HTC from the nitrate bath and further treated in a cerium salt solution were the most resistant to corrosion. The mechanism by which the HTC coating and cerium protect the Al alloy is discussed.

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  • IPEN-DOC 25347

    HELLEIS, R.; BERBEL, L.O. ; COSTA, I. ; TRACTZ, G.T.; OLISZESKI, D.C.S.; BANCZEK, E.P.. Caracterização de revestimento de nióbio e titânio como protetor da corrosão do aço-carbono (SAE 1020) / Characterization of a niobium and titanium coating as a protector against corrosion of carbon steel (SAE 1020). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 5292-5301.

    Abstract: O aço-carbono é amplamente utilizado na engenharia devido ao seu baixo custo e propriedades mecânicas, porém é pouco resistente à corrosão, o que torna essencial o uso de tratamentos de superfície. Nesse estudo, a proteção contra a corrosão do aço carbono SAE 1020 promovida por um revestimento a base de nióbio e titânio foi investigada. O revestimento foi produzido a partir de uma resina obtida pelo método Pechini, calcinando a amostra a 450 ºC por 1 hora. As amostras foram caracterizadas por potencial de circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica, polarização potenciodinâmica anódica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. As análises eletroquímicas indicaram proteção contra a corrosão para os materiais revestidos. As análises morfológicas mostraram que houve a deposição de uma camada não homogênea e amorfa de óxidos.

    Palavras-Chave: carbon steels; niobium oxides; titanium oxides; surface treatments; corrosion resistance; coatings; corrosion protection; electrochemical coating; resins

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  • IPEN-DOC 25346

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25345

    BOLSANELLO, M.F. ; ARAUJO, J.V.S. ; COSTA, I. ; ROSSI, J.L. . Influence of the Alusi® coating on corrosion resistance of press hardened steel. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5183-5183.

    Abstract: Press hardened steels (PHS) have been used in the last decades by automotive industries to aggregate the improvement of vehicle safety with the reduction of its heavy, also reducing CO2 emissions. This material category, also called ultrahigh strength boron manganese steels, is capable to succeed hot stamping process, a development of the cold stamping process, that avoids spring back and allows the attainment of complex geometries. Hot stamping process consists basically on heating a steel blank until its austenitization, transferring it to press tooling, forming and quenching it to fully martensitic transformation. Besides all the advantages in the final product, the step consisted in the transference from the furnace to the press is critical for the steel, once the absence of a protective atmosphere might promote deleterious steel oxidation. To solve this problem, ArcelorMittal developed a precoated boron steel, with aluminum-silicon metallic coating, named Alusi®. The addition of this metallic layer prevents steel oxidation and peeling, however laboratorial tests indicated that the coating addition affects mechanical properties of the steel substrate, requiring special cares during conformation process. When submitted to elastic deformation, extensive cracks can form in the coating, and affect the corrosion resistance of the steel. To investigate the influence of the Alusi® coating on ultrahigh strength boron manganese steel corrosion resistance, samples of this material were analyzed with and without the coating, and results obtained were compared to evaluate the interference of the coating on the corrosion process. The tests include open circuit potential measurement, to compare the stabilization of the steel with and without the coating; electrochemical impedance spectroscopy, to compare the effectiveness of the corrosion resistance; and immersion trials, interrupted every two hours in order to monitor the formation of corrosion products. The results obtained for the two groups of samples were compared, to weigh the advantages and disadvantages of using the Alusi® on hot stamping process.

    Palavras-Chave: steels; automotive industry; corrosion resistance; surface coating; coatings; manganese; boron; hardness; steel

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  • IPEN-DOC 25446

    COUTINHO, SUELLEN N. . Estudo de bioacumulação de metais tóxicos e elementos traço em amostras de macrófitas aquáticas flutuantes do Reservatório Guarapiranga, São Paulo - SP, Brasil / Bioaccumulation of toxic elements in floating aquatic macrophytes of Guarapiranga Reservoir, São Paulo - SP, Brazil . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 174 p. Orientador: Ana Maria Graciano Figueiredo. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-13042018-162720

    Abstract: As macrófitas desempenham um papel de extrema relevância em ambientes aquáticos, pois acumulam elementos metálicos e podem ser utilizadas para biomonitoramento desses ecossistemas, principalmente quando se trata de um importante reservatório para abastecimento público de água, assim como o Reservatório Guarapiranga. Neste estudo, foram avaliados os teores dos elementos potencialmente tóxicos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn e outros elementos de interesse, em amostras de quatro espécies de macrófitas flutuantes (E. crassipes, P. stratiotes, S. herzogii e S. molesta), e nos compartimentos ambientais sedimentos e água. Foram coletadas amostras de macrófitas, sedimentos e água, em três pontos ao longo do Reservatório Guarapiranga em duas campanhas de coleta realizadas nas épocas chuvosa (março) e seca (setembro), em três semanas consecutivas para cada época de coleta, com o objetivo de avaliar a extensão da contaminação por elementos metálicos neste ecossistema. Para tal, foram aplicadas as seguintes técnicas analíticas: INAA, GF AAS, Análise Direta de Mercúrio, ICP OES e ICP MS para as análises das macrófitas e as técnicas ICP OES e CV AAS para as análises de água e sedimentos. Os resultados dos elementos tóxicos determinados nas macrófitas apresentaram valores acima dos valores de referência para plantas vasculares aquáticas para a maioria dos elementos, especialmente para o Cu, que apresentou teores extremamente elevados (10 a 802 mg kg-1), em especial no ponto P-03, onde foram encontradas as concentrações mais elevadas deste metal. A ANOVA mostrou diferenças estatisticamente significativas entre as concentrações nos locais de coleta, para a maioria dos elementos, porém não indicou diferenças estatisticamente significativas em relação ao acúmulo desses elementos entre as espécies de macrófitas flutuantes, em ambas as épocas (chuvosa e seca). Os teores dos elementos tóxicos determinados nas amostras de água mostraram-se abaixo dos limites de quantificação das técnicas analíticas aplicadas. No entanto, a avaliação das concentrações desses elementos nas amostras de sedimentos revelou valores que ultrapassaram os valores de TEL (Threshold Effect Level) para a maioria dos elementos analisados e os altos teores de Cu (32 a 4567 mg kg-1) ultrapassaram o valor de PEL (Probable Effect Level), especialmente no ponto P-03. O índice de geoacumulação demonstrou sedimentos de moderadamente a muito poluídos por Zn e de moderadamente a altamente poluídos por Cu. A contaminação de cobre no reservatório é explicada pela frequente aplicação deste metal na forma de sulfato de cobre, como algicida, em especial no ponto de coleta (P-03) que está localizado próximo ao local onde a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) realiza a captação de água no reservatório. A comparação entre os teores dos elementos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn analisados nas amostras de sedimentos e macrófitas apresentou uma correlação positiva, indicando a bioacumulação desses elementos pelas macrófitas. Os resultados podem indicar potencial risco da qualidade da água no reservatório.

    Palavras-Chave: metals; toxicity; water reservoirs; sediments; plants; aquatic organisms; biological accumulation; environmental exposure; neutron activation analyzers; plasma; emission spectroscopy; brazil

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  • IPEN-DOC 25344

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25445

    CORDEIRO, GUILHERME L. . Síntese e processamento de óxido de grafeno reduzido: abordagens no desenvolvimento de eletrocatalisadores suportados para oxidação de etanol / Synthesis and processing of reduced graphene oxide: approaches in the development of supported electrocatalysts for ethanol oxidation . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 123 p. Orientador: Dolores Ribeiro Ricci Lazar. Coorientador: Almir Oliveira Neto. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-06062018-095154

    Abstract: A adoção de políticas de incentivo ao desenvolvimento de novas tecnologias de geração de energia tem sido consenso entre especialistas de gestão ambiental. Nesta perspectiva, sistemas de conversão como células a combustível de baixa temperatura de operação (60120 °C) constituem alternativas propícias para fornecimento de energia com emissão reduzida de poluentes. Em adição, o etanol representa uma opção atrativa como combustível devido às vantagens relacionadas à característica renovável e à consolidação da indústria de bioetanol em países como Brasil e Estados Unidos. Contudo, a oxidação do etanol resulta em perdas de eficiência por causa da dificuldade de clivagem da ligação carbono-carbono. Tradicionalmente, platina tem sido usada como catalisador em decorrência das elevadas energia de adsorção e densidade de corrente de troca. Entretanto, a melhora na cinética de reação requer maior utilização catalítica. Neste contexto, um processo de síntese de óxido de grafeno reduzido foi desenvolvido para estabilizar e suportar a fase metálica, aperfeiçoando a área eletroquimicamente ativa. Uma metodologia convencional de síntese química e processamento de óxido de grafeno, a partir de grafite, foi aprimorada visando à fabricação de materiais com características desejáveis aos processos eletrocatalíticos. As estratégias foram baseadas em princípios combinados para introdução controlada de defeitos, redução no estado de aglomeração com auxílio de funcionalização direcionada com surfactante brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e manufatura de dispersões com aumentada estabilidade coloidal. A nova nanoestrutura forneceu elevada densidade de sítios ativos, que incorreu em valores de corrente mássica aumentados em torno de 2,5 e 5,4 vezes frente à platina suportada em negro de fumo e grafeno aglomerado, respectivamente.

    Palavras-Chave: catalysts; platinum; fuel cells; selective catalytic reduction; ethanol; oxidation; electrochemical cells; graphene; carbon; nonmetals; synthesis; processing

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  • IPEN-DOC 25444

    BENTO, RODRIGO T. . Estudo da atividade fotocatalítica de filmes de TiO2 dopados com enxofre / Study of photocatalytic activity of sulfur-doped TiO2 films . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 116 p. Orientador: Marina Fuser Pillis. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-01112018-153726

    Abstract: O presente trabalho teve como objetivos o estudo das propriedades nanoestruturais, características morfológicas e avaliação do comportamento fotocatalítico de filmes de dióxido de titânio dopados com enxofre. Os filmes de TiO2 foram crescidos sobre borossilicato, por meio da técnica de MOCVD, na temperatura de 400 °C. O processo de dopagem com enxofre deu-se a partir do tratamento termoquímico de sulfetação, realizado sob atmosfera de H2 / 2%v. H2S, nas temperaturas de 50 °C, 100 °C e 150 °C, o que resultou em teores de S de 8 at.%, 3 at.% e 0,2 at.%, respectivamente. A degradação do corante alaranjado de metila foi utilizada para avaliar a atividade fotocatalítica dos filmes sob radiação ultravioleta e visível. Todos os filmes exibiram a formação da fase anatase, compostos por grãos bem definidos, e estrutura colunar densificada. Foi observada a formação de grupos SO42- na superfície dos filmes dopados, indicando a substituição dos íons Ti4+ pelo cátion S6+, e a formação da ligação Ti-O-S nos filmes. Os testes de degradação indicaram que os filmes de S-TiO2 apresentam atividade fotocatalítica tanto sob radiação UV, quanto em luz visível. O filme de 8 at.% S-TiO2, dopado a 50 °C, exibiu o melhor comportamento fotocatalítico, com 72,1 % de degradação do corante sob luz visível. Os resultados sugerem que a dopagem com S, além de formar uma morfologia favorável ao processo de fotocatálise, promoveu um deslocamento da absorção do TiO2 para a região do espectro visível, o que consequentemente permite a sua aplicação prática sob luz solar ou lâmpadas de luz visível.

    Palavras-Chave: organic semiconductors; titanium oxides; films; photocatalysis; nanostructures; physical properties

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  • IPEN-DOC 25443

    ARTHUR, PAULA B. . Determinação das doses letais e esterilizantes para as fases do ciclo de vida do Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797) (Coleoptera: Tenebrionidae) / Determination of lethal and sterilizing doses for life cycle phases of Alphitobius diaperinus (Panzer, 1797) (Coleoptera: Tenebrionidae) . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Anna Lucia Casañas Haasis Villavicencio. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-18052018-154428

    Abstract: O cascudinho (Alphitobius diaperinus) é um inseto da família Tenebrionidae originário do oeste africano, comumente encontrado em grãos armazenados e em galpões de criação de frangos de corte, matrizes e perus. É uma das principais pragas da indústria aviária em diversos países do mundo. Em razão deste fato a pesquisa teve como objetivo determinar as doses letais e esterilizantes para todas as fases do ciclo de vida do cascudinho A. diaperinus visando o seu controle. O experimento foi realizado no Laboratório de Radiobiologia e Ambiente do Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP. Todas as fases do ciclo evolutivo do inseto (ovo, larva, pupa e adulto) foram irradiadas com doses crescentes de radiação gama do Cobalto-60, de: 0 (controle), e de 10 - 300 Gy. Para ovos cada tratamento constou de 5 repetições com 10 ovos cada, num total de 50 por tratamento. Para larvas, pupas e adultos cada tratamento constaram de 5 repetições com 20 indivíduos cada, num total de 100 por tratamento. Após a irradiação os insetos foram mantidos em sala climatizada com 25 ± 5 °C ; 75 ± 5 % de umidade relativa e fotofase 12:12 hrs. Foram feitas as avaliações a cada 7 dias por um período de 49 dias da mortalidade e emergência dos adultos das fases de: ovos, larvas, pupas e adultos. O delineamento estatístico experimental para o ensaio foi inteiramente casualizado em esquema de 5x7 (5 tratamentos e 7 de avaliação). Os resultados obtidos nas avaliações foram submetidos a análise de variância pelo teste F, e a comparação das medias pelo teste de Tukey a 5%, utilizando-se o sistema estatístico SAS (Statistical Analysis System, 1999). Pelos resultados obtidos concluiu-se que as dos letais e esterilizantes para todas as fases do ciclo de vida do inseto, foram: ovos doses de 30 e 20 Gy; larvas 125 e 100 Gy; pupas 150 e 125 Gy e a dose esterilizante para adultos 150 Gy.

    Palavras-Chave: food processing; irradiation; seeds; beans; chickens; fowl; food industry; beetles; insects; pest control; pest eradication; radiation doses; radiation effects; spatial dose distributions; statistical data; comparative evaluations; radiodisinfestation; cobalt 60; gamma radiation

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  • IPEN-DOC 25343

    COUTO, C.P. ; COSTA, I. ; VIVEIROS, B.G. de ; ALENCAR, M.C. ; PANOSSIAN, Z.; ROSSI, J.L. ; COLOSIO, M.A.. The use of scanning vibrating electrode technique to evaluate the effect of hot stamping on corrosion resistance of press hardened steel 22MnB5 metallic coated with electroplated ZnNi. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5149-5149.

    Abstract: The carmakers and all their production chain must achieve worldwide targets of lightweight, safety and reduced fuel consumption. The use of ultra high strength steel, such as press-hardened steels (PHS), in vehicle structures has been contributing with this. This type of steel is widely used in hot stamping process, which consists in heating the steel blank to the total austenitization temperature, and then transferring it from the furnace into the die where the steel is deformed and quenched at the same time, with a minimum cooling rate of 27 K/s. The boron-manganese PHS steel comprises perlite and ferrite microstructure, and its tensile strength is around 600 MPa in the annealed condition. Thus, after the hot stamping process the PHS microstructure completely changes to martensite and the tensile strength increases to 1500 MPa or more. The transferring step is a critical one, due to the contact of the hot steel blank with the atmospheric air; as consequence, it causes the steel oxidation. To avoid that, the steel is protected with metallic coatings. The hot-dip AlSi is the most currently used coating for this application, however, in order to keep up with the high PHS demand, alternative coatings, like zinc-base is under investigation. This work had the objective of evaluating the corrosion resistance of PHS, 22MnB5 grade, coated with electroplated ZnNi before and after hot stamping, using scanning vibrating electrode technique (SVET). The corrosion-localized techniques are more suitable, once the results showed that after hot stamping the coating layer changes completely, as a result of chemical elements diffusion. Thus, different phases of Zn-Fe-Ni are formed and random distributed which impacts the corrosion resistance of the steel.

    Palavras-Chave: corrosion resistance; surface coating; steels; ferrite; scanning electron microscopy; perlite; hardening; pressing; zinc; nickel; coatings

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  • IPEN-DOC 25342

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25341

    SOARES, M.; BERBEL, L.O. ; BANCZEK, E.P.; FURSTENBERGER, C.B.; VIEIRA, C.; OLISZESKI, D.C.S.. Estudo da corrosão do alumínio AA 3003 em meio de biodiesel, diesel, etanol e gasolina. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 5042-5042.

    Abstract: Os biocombustíveis são provenientes de fontes renováveis e cada vez mais são inseridos na matriz energética mundial, por isso é de extrema importância conhecer suas propriedades. O contato dos combustíveis com os diversos materiais metálicos constituintes dos veículos torna estes susceptíveis à corrosão. O alumínio é um metal muito utilizado em componentes automotivos pois possui características interessantes de resistência à corrosão, o metal reage com o oxigênio atmosférico sem que ocorra uma degradação de sua superfície, ao invés disso, forma-se uma camada de óxido o qual o protege contra a corrosão. A norma ABNT 14359 estabelece método de determinação da corrosão em combustíveis, porém, é exclusiva ao cobre e combustíveis fósseis, e, a corrosão é avaliada de maneira qualitativa, pela comparação visual com padrões, o que pode acarretar em incertezas de resultados. Os combustíveis em geral apresentam instabilidade, por isso é difícil a determinação da corrosão somente por meio de técnicas eletroquímicas, é necessária uma metodologia indireta a qual baseia-se na imersão do metal no combustível de estudo e posterior imersão em um eletrólito forte. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo investigar a corrosão da liga de alumínio AA 3003 em meio de biodiesel, diesel, etanol e gasolina. A metodologia utilizada consistiu na imersão do material metálico nos combustíveis durante tempo determinado para posterior análise através ensaios de perda de massa para a determinação da variação de massa antes e após imersão nos combustíveis, análise superficial por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e análise eletroquímica por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e polarização potenciodinâmica anódica (PPA). Os resultados de perda de massa demonstraram que valores muito baixos de perda de massa foram obtidos para todos os combustíveis, sugerindo que o alumínio, quando imerso nos combustíveis, não sofre um processo corrosivo acentuado. A partir dos resultados eletroquímicos observou-se que o metal se mostrou mais protegido contra corrosão quando imerso nos combustíveis do que quando sem a imersão, particularmente o diesel, se mostrou como combustível mais compatível com o alumínio, seguindo pelo biodiesel, etanol e pela gasolina que se mostrou mais susceptível à corrosão principalmente devido ao enxofre em sua composição. A análise da superfície metálica indicou que houve alteração na morfologia da superfície tanto após a imersão quanto após polarização anódica, a qual pode ser atribuída ao processo corrosivo do metal para formação de um óxido que promove, posteriormente, a passivação da superfície. Os resultados indicaram que alumínio AA 3003 é material metálico adequado para utilização na confecção de componentes veiculares que ficarão em contato com biodiesel, diesel, etanol ou gasolina, pois em nenhum caso ocorreu um processo de corrosão acentuado.

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  • IPEN-DOC 25340

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25339

    BARBOSA, L.P. ; CORREA, O.V.; COSTA, I. . Avaliação da área de porosidade em materiais filtrantes para ensaios de corrosão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4990-4990.

    Abstract: A baixa resistência à corrosão dos materiais metálicos sinterizados em relação aos produzidos por metalurgia convencional, tem sido associada à porosidade aberta ou, interconectada, inerente aos materiais metálicos sinterizados. A porosidade aberta ou interconectada é prejudicial à resistência à corrosão, pois estes poros podem atuar como frestas, desenvolvendo células de concentração de hidrogênio e consequentemente, corrosão localizada. Os ensaios feitos para avaliar corrosão em materiais porosos não levam em conta a área real, utilizando apenas a área geométrica. Desta forma o resultado apresenta apenas uma estimativa do resultado real. O material utilizado para a preparação das amostras foi pó de aço inoxidável AISI 316 L atomizado a água, granulometria -100+325 mesch. A compactação foi feita em prensa uniaxial, com pressão de compactação de 250 MPa e a sinterização em forno a vácuo a 1150 °C por 1 hora. Uma técnica utilizada para determinação da porosidade interconectada e superficial é a porosimetria de mercúrio, porem a amostra é inutilizada. Portanto o objetivo deste estudo foi obter-se uma rota alternativa de medida desta porosidade, para obter-se dados para o calculo desta área, sem a perda da amostra. O procedimento usado foi a impregnação a vácuo da amostra com parafina liquida e água dois líquidos com densidades conhecidas, para o calculo da área de porosidade a ser exposta ao meio corrosivo.

    Palavras-Chave: porosity; sintered materials; corrosion resistance; evaluation; filters; stainless steels

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  • IPEN-DOC 25338

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25337

    OLIVEIRA, B.G. ; CUNHA, L.F.; ABBADE, L. ; COLOSIO, M.A.; ROSSI, J.L. ; COUTO, C.P. ; LARA, J.C.; LIMA, V.F.. Characterization of Al-Si coating on press hardening steel (PHS) submitted to a natural weathering test. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4947-4947.

    Abstract: Targeting the reduction of stamped sheet metal thicknesses, higher mechanical properties and better crash performance arise the hot stamping process as viable alternative. This is achieved by heating up a steel blank to approximately 900 ºC for the austenitization, soon after it is transferred to the hot stamping press, to be conformed and cooled, aiming a martensitic microstructure, After that, the finished part presents a tension strength about 1500 MPa. At the blank moving between furnace and press, oxidation occurs on the sheet metal surface, and Al-Si coating has been used as a good surface protection, which works against the oxidation process through a protection barrier. For corrosion analysis and a behavior evaluation of the coating subjected to climatic agents, the most trustful way is by means of the utilization of the natural weathering test, in the present case in an urban environment. It was used samples of 22MnB5 steel plates after different heat treatment conditions, achieving, in this way, weathering results based in technical standards obtained by means of light microscopy techniques.

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  • IPEN-DOC 25336

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25335

    RIBEIRO, E.P. ; ANTUNES, R.A.; COUTO, A.A. . Caracterização química de revestimentos de conversão á base de cério em liga de magnésio AZ91D para proteção contra corrosão. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4929-4929.

    Abstract: Revestimentos de conversão são previstos como interessante rota tecnológica para melhorar a resistência à corrosão das ligas de magnésio. Para que o revestimento seja eficaz, deve apresentar propriedades como uniformidade, elevada adesão e baixa ou nenhuma porosidade. Existem diversas tecnologias de revestimento para ligas de magnésio, como anodização, revestimentos orgânicos, deposição química de vapor, revestimentos de conversão e eletrodeposição. A facilidade de aplicação e baixo custo dos revestimentos de conversão os tornam de interesse em pesquisas. Este trabalho teve como objetivo a caracterização de revestimentos de conversão à base de cério sobre a liga de magnésio AZ91D. A preparação dos revestimentos de conversão foi realizada pela técnica de imersão, empregando diferentes tempos de imersão. A composição química dos revestimentos foi analisada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Espectros de baixa e alta resolução foram obtidos. Além disso, os experimentos de perfil de profundidade também foram realizados por sputtering de íons Ar+. As análises foram realizadas em dois pontos diferentes da superfície da amostra. Análise por XPS confirma a presença de óxidos de cério (Ce2O3 e CeO2) e hidróxidos de magnésio/cério. A incidência de Ce2O3 e CeO2 ainda indica a presença de Ce (III) e Ce (IV) na formação do revestimento.

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  • IPEN-DOC 25334

    COSTA, P.D.O.L. ; ROSSI, J.L. ; COSTA, I. ; COUTO, C.P. . Análise gravimétrica do revestimento de zinco-níquel de um aço 22MnB5 E zinco puro / Gravimetric analysis of zinc-nickel coating in 22MnB5 steel and pure zinc. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4920-4925.

    Abstract: O aço de alta resistência 22MnB5 é utilizado com revestimento de alumínio-silício com o objetivo de melhorar a resistência a corrosão e desgaste em peças que favorecem o fenômeno corrosivo. Uma alternativa para a substituição do revestimento alumínio-silício é uma composição química do revestimento utilizando zinco-níquel. Neste trabalho foi estudado o processo de perda de massa nos meios corrosivos (ácido, neutro e alcalino). Foram utilizadas três variáveis: revestimento zinco-níquel como recebido, revestimento zinco-níquel estampado e zinco puro. Foi constatado que em meios ácidos (pH’s de 0 a 1) o processo de corrosão foi muito intenso para todos os materiais, do pH 3 ao 13 a perda de massa foi insignificante, havendo a proteção do material pela camada passiva. O revestimento estampado se mostrou com maior tendência a perda de massa enquanto que o revestimento como recebido se mostrou bem resistente.

    Palavras-Chave: steels; gravimetric analysis; nickel; zinc; surface coating; silicon; aluminium; mass loss

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  • IPEN-DOC 25333

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25332

    MARCELO, L.A. ; LARA, J.A.C.; ROSSI, J.L. ; COLOSIO, M.A.; MUCSI, C.S. ; ROSSI, A. . Efeito dos parâmetros de soldagem no teste de tração por cisalhamento do aço avançado de alta resistência. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4808-4808.

    Abstract: Com o intenso avanço da tecnologia na área automobilística aumentou a busca por novos materiais e técnicas para melhorar a segurança e diminuir o peso das carrocerias. O presente artigo tem como objetivo estudar a resistência mecânica, por meio do ensaio de tração por cisalhamento, da união de chapas de aço avançado de alta resistência (AHSS), pela técnica de soldagem a ponto por resistência (RSW). Os materiais utilizados como corpos de prova neste experimento, foram chapas de aço de composição química 22MnB5, revestidas por AlSi, similar as usadas pela indústria automobilística. A soldagem foi realizada com dois parâmetros diferentes, sendo eles nomeados de P4 e P5. O parâmetro P4 uniu chapas sem tratamento térmico, já o parâmetro P5, uniu amostras iguais, porém com revenimento no ponto de solda. Os ensaios foram realizados, conforme a norma NBR D8.9, fixando as extremidades do corpo de prova na máquina de tração e aplicando uma força mecânica até o rompimento da amostra. O desvio padrão médio na categoria P4 foi de mais ou menos 1%, já no grupo P5, com revenimento no ponto de solda, o desvio padrão médio foi de mais ou menos 2%. As fraturas ocorridas, nos dois grupos, foram iguais as previstas em norma e mostrou que o botão permaneceu intacto e a fratura ocorreu a partir de um rasgamento entre a zona termicamente afetada pelo calor (ZTA) e o material de base (MB). De acordo com os ensaios realizados nos dois parâmetros de solda, P4 e P5, foi possível concluir que não houve melhora significativa no uso do padrão de revenimento no botão da solda, assim o parâmetro P4 obteve resultados mais viáveis para uma linha de produção automotiva. De uma forma geral, os resultados obtidos pelo teste de tração, confirmam que a técnica de soldagem a ponto para união do material de alta resistência, não gera malefício para o material.

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  • IPEN-DOC 25331

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25330

    JACOVONE, R.M.S. ; SOARES, J.J.S. ; SAKATA, S.K. . Synthesis and characterization of graphene oxide/nickel nanoparticles using nanoparticle tracking analysis. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4682-4682.

    Abstract: One of the graphene based compounds that has giving attention is graphene oxide (GO). This nanomaterial has oxygenated groups on its surface, which provide hydrophilicity and allow its exfoliation in several polar solvents. Moreover, these reactive sites can be further functionalized, yielding nanocomposites with many applications in electrochemistry and biomaterials fields. The objective of this study is to synthesize nickel / graphene oxide (GO-Ni) nanocomposite using electron beam in water /alcohol solution without stabilizers and to characterize GO and GO-Ni by Nanoparticle Tracking Analysis (NTA). The Nanoparticle Tracking Analysis utilizes the properties of both light scattering and Brownian motion in order to obtain the particle size distribution and to measure the diffusion coefficient. From the Stokes-Einstein equation it was possible to obtain the hydrodynamic diameter of the nanomaterials. The NTA result showed that GO and GO-Ni showed respectively 47 nm and 55nm. Both showed a low polydispersity index, indicating the homogeneity of the size distribution and the formation of a monodisperse system. The results showed that it is possible to obtain nanoparticles of graphene oxide incorporated with nickels smaller than 60 nm and with good distribution without the use of stabilizers.

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  • IPEN-DOC 25329

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25328

    OLIVEIRA, R.R. ; LIMA, N.B. ; XAVIER, G.L.; CASTRO, M.C.B. de. Efeito da tensão residual na microdeformação da rede cristalina em aço Cr-Si-V jateado por shot peening. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4540-4551.

    Abstract: No presente trabalho foram estudados os efeitos causados pelo shot peening com a avaliação do perfil de tensão residual na região de tensão compressiva. Um efeito anômalo em relação ao perfil característico da distribuição de tensão residual foi notado pela perda de compressão próxima à superfície. Foi observada a região deformada plasticamente permitindo o estudo do mecanismo que infere este efeito. Os resultados fornecem as informações necessárias para comparar os efeitos que a microdeformação influenciam na tensão residual. Esta relação foi comprovada pela sobreposição dos resultados da distribuição da microdeformação com a tensão residual ao longo da espessura na região plasticamente deformada. Os resultados mostraram a existência de anisotropia de tensões entre os planos geradas pela densidade de discordâncias. O método aplicado foi o Williansom-Hall modificado.

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  • IPEN-DOC 25327

    OLIVEIRA, B.G. ; LIMA, V.F.; PADOVEZZI, R.; NASCIMENTO, R.; AMBOLD, L.; COLOSIO, M.A.; ROSSI, J.L. . Estudo da união por clinch de aços conformados a quente (PHS) com a liga de alumínio AA 5182. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4539-4539.

    Abstract: A união de materiais dissimilares é um campo importante a ser abordado, principalmente com os últimos avanços dos aços na indústria automotiva como, por exemplo, os aços endurecidos por conformação a quente (PHS – Press Hardened Steel), que alcançam 1500 MPa de limite de resistência, os quais influenciam diretamente na melhoria no comportamento estrutural do BIW (Body in White) na segurança veicular associado com a redução de massas. Neste sentido, a sinergia do benefício do uso do alumínio na união de aços de altíssima resistência é um campo a ser explorado, visto que o alumínio possui um terço da densidade do aço e absorve mais energia de deformação que o mesmo. Um dos métodos de união que pode ser utilizado para materiais dissimilares é o clinch e neste presente estudo explorou respostas experimentais de tensão e deformação sob esforços de arrancamento e cisalhamento para a união de materiais dissimilares utilizando o processo de clinch, além de verificar o comportamento desses metais para a formação do ponto de união. Com os resultados obtidos, verificou-se que o clinch pode ser uma excelente alternativa para a união de materiais dissimilares em chapas finas e merece uma maior atenção da comunidade científica na avaliação de novos graus de especificações destes materiais.

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  • IPEN-DOC 25326

    CAETANO, G.A.; ORLANDO, M.T.D.; LUZ, T.S.; MACEDO, M.C.S.; SOUZA, N.S. de; MILAGRE, M.X. ; MACHADO, C.S.C. ; ROSSI, J.L. . Correlação entre difusividade térmica e tensão residual no aço inoxidável duplex UNS S32304 submetido a processo de soldagem TIG e tratamento térmico / Correlation between thermal diffusivity and residual stress in duplex stainless steel UNS S32304 submitted to GTAW welding process and heat treatment. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4508-4518.

    Abstract: As altas temperaturas do processo de soldagem podem afetar no desbalanceamento de fases e gerar tensões residuais, que podem prejudicar o desempenho do material. Neste trabalho foi feita uma correlação da tensão residual induzida pelo processo de soldagem TIG com a difusividade térmica. Corpos de prova de um aço inoxidável duplex UNS S32304 com espessura de 1,8 mm foram soldados em pares de modo autógeno, utilizando como gás de proteção uma mistura de argônio e 2% de nitrogênio. Seguido de tratamento térmico a 600 °C por 8h e resfriamento ao ar. A dureza foi avaliada através do ensaio de microdureza Vickers. A difusividade térmica foi determinada pelo método Flash Laser. E a tensão residual foi analisada pela técnica de difração de raios X, pelo método do sen²Ψ. Verificou-se que o comportamento da difusividade térmica no material se correlaciona diretamente ao comportamento da tensão residual presente na fase austenítica.

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  • IPEN-DOC 25325

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25324

    REZENDE, R.P. ; NEVES, M.D. . Caracterização microestrutural de juntas de Inconel 718 brasadas a vácuo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4398-4398.

    Abstract: As grades espaçadoras fazem parte do conjunto do Elemento Combustível (EC) do reator tipo PWR (Pressurized Water Reactor). Essas grades mantêm a posição das varetas combustíveis dentro do arranjo do EC, conservando entre elas o espaçamento necessário ao funcionamento do reator. As grades são fabricadas a partir da união dos pontos de interseção de tiras estampadas de Inconel 718, por um processo de junção denominado brasagem. Para esse processo, essas tiras são revestidas com uma fina camada de níquel por meio de eletrodeposição com a finalidade de proteger contra oxidação e permitir uma melhor fluidez e molhabilidade do material de adição nas tiras durante a brasagem. O metal de adição utilizado consiste em uma pasta de brasagem a base de Ni-Cr-P (níquel-cromo-fósforo), que é adicionada, em forma de gota, sobre a junta com auxílio de uma seringa. O fósforo contido no material de adição age como depressor de temperatura eutética com objetivo de obter a brasagem da junta em temperaturas menores, abaixo da temperatura liquidus do metal de base. As juntas de brasagem são montadas com uma folga de 0,025 mm. Essas juntas de Inconel 718 quando submetidas a altas temperaturas sofrem oxidação mesmo quando revestidas com uma fica camada de níquel, o que prejudica a molhabilidade e a brasagem da junta. O objetivo do trabalho é fazer a caracterização da junta brasada para avaliar o efeito da oxidação da tira de Inconel 718 na molhabilidade do metal de adição líquido. Para isto foram preparados corpos de prova de tiras lisas de Inconel 718 com 0,35 mm de espessura revestidas com níquel e sem revestimento, adicionado o metal de adição e levadas ao forno em vácuo de 10-3 mbar, numa temperatura de 1050 º C por 5 minutos. Após a brasagem, as juntas são resfriadas dentro do forno até a temperatura ambiente. As amostras foram preparadas por metalografia e caracterizadas utilizando microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e ensaio mecânico de microdureza. Utilizando a técnica EDS (Espectroscopia de Energia Dispersiva) foi observado que o material de base apresenta carbonetos de nióbio e titânio não dispersos na matriz do Inconel 718. No ensaio visual foi possível observar que as tiras revestidas com níquel apresentaram menor oxidação e maior molhabilidade do material de adição quando comparado com a tira sem revestimento de níquel. A dissolução do material base aumenta nesta região quando aumentamos o tempo de exposição a altas temperaturas combinadas com tempos longos.

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  • IPEN-DOC 25323

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25322

    CONTATORI, C.; COUTO, A.A. ; VATAVUK, J.; BORGES, A.A.C.; DOMINGUES, N.I.. Análise da segregação das partículas de silício primário e de Mg2Si na Liga Al- 19%Si com adições de Mg e Cu fundida por centrifugação. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4363-4363.

    Abstract: Na fundição por centrifugação, os compostos com massa específica menor tendem a se concentrar no diâmetro interno do tubo centrifugado. Sabe-se que ligas de alumínio-silício com adição de magnésio, formam na solidificação partículas de silício e de Mg2Si. Como a massa específica do silício e do Mg2Si são menores do que a do alumínio, as partículas dessas fases tendem a concentrar-se na parede interna dos tubos centrifugados. Em função disto, este estudo tem como objetivo dar uma contribuição ao entendimento dos mecanismos de migração das partículas de Silício primário e de Mg2Si numa liga de alumínio hipereutética com 19% de silício com adições de cobre e magnésio no processo de fundição centrífuga. Diante disto, foram obtidos tubos da liga Al-19%Si com adições de até 5% de cobre e até 5% de magnésio obtidos por fundição centrífuga numa rotação de 1700 rpm. Para caracterização microestrutural das diversas regiões dos tubos centrifugados utilizou-se a microscopia óptica e eletrônica de varredura com sistema de análise de imagens. A fração das fases presentes e a dureza Vickers foram determinadas ao longo da parede do tubo em diversas posições de vazamento. As considerações iniciais adotadas no estudo foram consolidadas, pois a fundição centrífuga promoveu a segregação de partículas de silício primário e de Mg2Si, isto é, partículas com massas específicas menores segregaram rumo a parede interna do tubo. Observou-se uma segregação mais acentuada na região final de vazamento, sendo que, este fato pode ter sido devido ao maior tempo de centrifugação até a solidificação. Notou-se também uma retenção de partículas junto à parede externa do tubo, provavelmente em decorrência da elevada taxa de resfriamento da liga fundida em contato com a parede do molde mais frio. Esta retenção também foi maior na região do tubo de início de vazamento em relação à de final de vazamento. A adição de cobre intensificou a migração das partículas, provavelmente devido ao aumento da massa específica do líquido. Observou-se também a presença de dendritas de alumínio primário nas regiões centrais das paredes dos tubos devido à solidificação de não equilíbrio da liga ter induzido regiões com composição hipoeutéticas. A presença de dendritas de alumínio primário diminuiu a medida que o teor de cobre foi aumentado na liga centrifugada. O perfil de dureza ao longo da parede do tubo indicou um aumento de dureza relacionado diretamente à quantidade de partículas de silício primário e de Mg2Si.

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  • IPEN-DOC 25321

    OLIVEIRA, R.C.B. de ; COUTO, A.A. ; PILLIS, M.F. ; BALDAN, R.; NUNES, C.A.. Caracterização microestrutural e comportamento à oxidação em temperaturas elevadas de ligas TiAl / Microstructural characterization and oxidation behavior of high temperatures of TiAl alloys. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4300-4311.

    Abstract: As ligas γ-TiAl são atraentes para as indústrias aeronáutica, aeroespacial e automobilística, visto a sua combinação única de propriedades mecânicas aliada a sua baixa densidade. Contudo, apresentam uma baixa ductilidade à temperatura ambiente e insuficiente resistência à oxidação quando submetida às temperaturas superiores a 800ºC. Neste trabalho foram analisadas as ligas γ-TiAl: Ti–48Al–2Nb–2Cr–0,5B (%at.) e Ti–44Al–4Nb–1Mo–0,5B (%at.), no que diz respeito à microestrutura e ao comportamento à oxidação a 1000ºC. As análises permitiram identificar as fases γ-TiAl (matriz), α2-Ti3Al e β(B2), bem como, zonas equiaxiais, estruturas lamelares e regiões dendríticas nas microestruturas de ambas as ligas. O ensaio termogravimétrico foi realizado a 1000 °C, ao ar por 7 h, no qual observou-se um comportamento diferenciado das curvas, evidenciando que a liga Ti–48Al–2Nb–2Cr–0,5B (%at.) possui uma melhor resistência a oxidação a 1000 ºC.

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  • IPEN-DOC 25320

    FEHER, A. ; ROSTELATO, M.E.C.M. ; ZEITUNI, C.A. ; MOURA, J.A. ; COSTA, O.L. ; SOUZA, C.D. . Análise da região soldada por processo laser em microtubos de titânio por meio de ensaio metalográfico e microdureza / Analysis of the region welded by laser process in titanium microtubes by metalographic and microhardness test. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4196-4208.

    Abstract: Um dos materiais utilizados como invólucro de fontes radioativas seladas para aplicações na área da saúde é o titânio. Na construção de fontes radioativas seladas, o radioisótopo é confinado em uma cápsula de metal garantindo que não ocorra sua dispersão no meio externo. O processo de construção desse tipo de fonte requer muitas vezes a soldagem da cápsula, causando alterações das estruturas cristalinas do metal. Essas alterações podem resultar na fragilização da região de solda, ocasionando trincas e consequentemente a inutilização do conjunto. Este trabalho avaliou a possível existência de defeitos de soldagem por meio de ensaio metalográfico e de dureza. Foram realizados ensaios por microscopia óptica e MEV para avaliar a existência de trincas, poros, inclusões, falta de penetração e mordeduras. Foram realizados também ensaios de microdureza Vickers com a finalidade de verificar a variação da dureza entre o metal de base, zona termicamente afetada e zona fundida.

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  • IPEN-DOC 25319

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25318

    MORAES JUNIOR, O. ; PILLIS, M.F. . Estudo comparativo entre um aço baixo carbono microligado ao vanádio e um aço baixo carbono AISI 1020 utilizados na fabricação de componentes mecânicos / Comparative study between a low carbon vanadium microalloyed steel and AISI 1020 low carbon steel used in the manufacture of mechanical components. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4181-4192.

    Abstract: O presente trabalho estudou as propriedades mecânicas do aço microligado ao vanádio com 0,25%V e um aço AISI 1020. O aço microligado apresentou LRT, LE, alongamento e estricção, respectivamente, 735,29 MPa, 559,07 MPa, 22,7% e 67,15%. O aço AISI 1020 apresentou, respectivamente, 437,42 MPa, 268,71MPa, 32,92% e 63,29%. O aço microligado apresentou propriedade mecânica superior a do aço AISI 1020 e ductilidade equivalente. Os resultados de impacto Charpy nas temperaturas de 23 °C, -20 °C e -40 °C foram, para o aço microligado, respectivamente de, 33,83 J, 12,41 J, e 6,54 J, e para aço AISI 1020 33,18 J, 5,07 J e 3,04 J, respectivamente. Observa-se tenacidade superior do aço microligado, quando comparado com o aço AISI 1020. O ensaio revelou microestruturas refinadas em ambos os aços, e tamanho de grão ASTM E 112 n° 8 e n° 7 para o aço microligado e para o AISI 1020, respectivamente.

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  • IPEN-DOC 25317

    SILVA, C.H.F. da; COUTO, A.A. ; LIMA, N.B. de ; AUGUSTO, A.; GOMES, L.S.. Comportamento mecânico e caracterização microestrutural de um aço DP laminado a frio com revestimento de Zn para estampagem / Mechanical behavior and microstructural characterization of cold rolled steel with Zn coating for drawing. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4169-4180.

    Abstract: Duas chapas de aços Dual Phase, com composição química e resistência mecânica semelhantes, foram utilizados no processo de estampagem a frio. Uma das chapas apresentou problemas de trincamento durante o processo de estampagem a frio e a outra não. O objetivo deste trabalho é comparar a microestrutura e as propriedades mecânicas em tração visando compreender o que causou a falha em uma das chapas. Diante disto, foram realizadas análise da composição química, caracterização por microscopia óptica e determinação da textura cristalográfica por difração de raios x. Ensaios de tração nas direções de 0°, 45° e 90° em relação à direção de laminação foram também realizados. O principal aspecto de diferenciação entre os aços foi a maior intensidade da fibra 𝛼𝛼 no material que trincou. Este fato justifica os resultados de estampagem a frio, pois a presença da fibra 𝛼𝛼 é prejudicial para materiais em processo de estampagem.

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  • IPEN-DOC 25316

    DIAS, R.A.F. ; MONTEIRO, W.A. . Análise de textura da liga 600 após processamento por ECAP e tratamentos térmicos / Texture analysis of alloy 600 after ECAP processing and heat treatments. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 4064-4073.

    Abstract: A difração de raios X é uma importante técnica de caracterização de materiais metálicos, ela pode ser utilizada para análise qualitativa, revelando as fases e a estrutura cristalina, ou quantitativa, podendo revelar composição, tamanho de grão (cristalito) e orientação preferencial (textura). Neste trabalho foi analisada a textura cristalográfica (deformação e recozimento) da superliga de níquel, Inconel 600 (liga 600), após processamento pela técnica de ECAP, Equal Channel Angular Pressing, e posterior tratamentos térmicos. Foram analisados os planos {111}, {200} e {220}, devido à estrutura CFC do material, na direção normal à secção transversal. A análise da amostra de 3 passes sem tratamento térmico retornou uma textura associada aos planos e direções {111}<110>. Para as amostras recozidas foi identificada uma evolução na textura ligada aos planos e direções {113}<110>, {101}<110> e {332}<110> e uma variação da textura ligada aos planos e direções {223}<110> e {332}<110>.

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  • IPEN-DOC 25315

    SOARES, E.P. ; CASINI, J.S.; FARIA, R.N. ; SILVA FILHO, J.C. ; TAKIISHI, H. . The influence of the addition of rGO and CNT on the electrochemical properties of the batteries the LaNi-Based Battery Alloys. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 4062-4062.

    Abstract: In this article the results of the investigation are reported where batteries were made from the negative electrodes of the alloy La0.7Mg0.3Al0.3Mn0.4Co0.5Ni3,8, without annealing, adding 0, 1, 2, 5, 10% , both for carbon nanotube (CNT) and for reduced graphene oxide (rGO) where the discharge capacity obtained during the electrochemical characterization showed that in the addition of 1% rGO the discharge capacity was 332 mAh and 1% CNT 364 mAh , being that the rGO batteries maintaining better cyclic stability during the electrochemical test. The addition materials CNT and rGO were characterized by high resolution MEV-FEV - Field emission gun.

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  • IPEN-DOC 25314

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25313

    PESQUEIRA, E.I.O. ; POLITANO, R. ; ROSSI, J.L. ; PORTO, G.S.. Technological trends of metallic materials for dental implants detected through patent analysis. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3976-3976.

    Abstract: This research studies the innovation trends of metallic materials related to dental implants using analysis of patent data. Methodology:The database was built through the Derwent Innovation database, between 2007 and 2018. Initially the target patent group was defined using the Keywords dental implant and subsequently a filter with the keyword metal was applied, generating a database with 2796 patents. Patent map analysis enables the detection of technological trends in metal materials over time, identifying the assigned applicants and the countries where patents have been applied. This data exposes the emerging technologies in the area of ??metallic materials for dental implants and enables researchers and companies to observe in a new light their application for health implants.

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  • IPEN-DOC 25312

    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.

    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

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  • IPEN-DOC 25311

    BOTTREL, J.S.; MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. ; ARANHA, L.C. ; ANGELO, M.B.; ALENCAR, M.C. ; ZAGNI, R.F.; MICELLI, A.L. ; LEITE, D.M.C. ; RANGEL, E.T. . Análise morfológica das roscas dos implantes odontológicos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3972-3972.

    Abstract: O objetivo da pesquisa foi avaliar a morfologia dos implantes dentários, sua macrogeometria, diante do torque de inserção em ossos sintéticos tipo I e IV. A biomecânica de um implante dental está intimamente ligado às partes constituintes, ou estruturas que compõem o implante, conhecidas como desenho ou geometria. As roscas dos implantes são usadas para agir como ferramenta de corte, para a construção da rosca no osso e; aumentar a sua estabilidade inicial, maximizar o contato entre o osso e o implante, e direcionar para uma melhor dissipação das cargas oclusais. Portanto, a análise do passo da rosca, a geometria da rosca, o ângulo da hélice, a profundidade da rosca e a largura, bem como o módulo da crista do implante são alguns dos vários padrões geométricos que determinam a superfície funcional da rosca e afetam na distribuição das cargas biomecânicas nos implantes. Caracterização das roscas, por microscopias ótica, eletrônica e metrologia. Para avaliação dos esforços de inserção dos implantes nos ossos foi utilizado um micro torquímetro, simulando a prática clínica, mas com um sistema de aquisição de dados que permitiu a analisar a evolução temporal dos esforços de inserção dos implantes. Os resultados obtidos indicam como a geometria da rosca afeta a distribuição das forças de sobrecarga mecânica em torno do implante. Menor passo de rosca pode influenciar positivamente a estabilidade do implante. O excesso de ângulos de hélice, apesar de uma inserção mais rápida, pode comprometer a capacidade dos implantes de sustentar a carga axial. Os segmentos mais profundos parecem ter um efeito importante na estabilização em situações mais precárias de qualidade óssea. Aumento do número de fio no módulo da crista de um implante pode fornecer um melhor contato do osso para o implante, preservando osso marginal.

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  • IPEN-DOC 25310

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25309

    BATISTA, J.G.S. ; LUGAO, A.B. ; ROGERO, S. ; CAVALCANTE, A.K. ; MAZIERO, J.S. . Nanopartículas de ouro com potencial teranóstico de câncer sintetizadas por meio de nanotecnologia verde. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3902-3902.

    Abstract: Grupos de pesquisa ao redor do mundo voltaram a atenção para as nanopartículas de ouro pelo fato destas atenderem as necessidades de sistemas nanocarreadores na terapia e diagnóstico de câncer. Elas podem ser usadas na orientação e liberação de fármacos a sítios ou grupos celulares específicos e em terapias fototérmicas como agente gerador de calor. Um número significativo de estudos demonstrou suas possíveis aplicações, tais como biosensores, contraste na imagiologia biológica, em sistemas de liberação de fármacos e como teranóstico. São capazes de gerar imagens e aniquilar células cancerosas, simultaneamente. Assim, as nanopartículas de ouro são consideradas promissoras no desenvolvimento de novos compostos com potencial aplicação na medicina oncológica, no tratamento de inflamações crônicas, infecções, doenças degenerativas e autoimunes. No entanto, apesar das formas nanométricas de ouro apresentarem menor toxicidade comparada aos muitos outros nanomateriais, a toxidade dessas partículas deve ser minuciosamente avaliada. O maior desafio é propor modificações moleculares, como a funcionalização de superfície, que promova a melhora da farmacocinética desses compostos, diminua a toxicidade e possibilite o direcionamento a alvos específicos. Esse estudo visa o desenvolvimento de uma nova nanopartícula de ouro (AuNP), utilizando albumina humana (ASH) e epigalocatequinagalato (EGCG), na tentativa de diminuir a captação hepática e melhorar a biodisponibilidade dessas nanopartículas. A metodologia de síntese foi adaptada e estabelecida. A sua reprodutibilidade foi avaliada com base nos ensaios de caracterização físico-química, que foram realizados pelas técnicas de espectrofotometria UV-Vis e fluorescência, espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial Zeta, microscopia eletrônica de transmissão (MET). A estabilidade foi avaliada em relação à temperatura, pH e concentração de cloreto de sódio (NaCl). As nanopartículas não apesentaram citotoxicidade in vitro utilizando o método do vermelho neutro, nas concentrações testadas e se mostraram estáveis na faixa de pH entre 5 e 9, e também em concentrações de NaCL até 3%.

    Palavras-Chave: nanoparticles; gold; nanotechnology; neoplasms; antimitotic drugs; therapy; tumor cells

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  • IPEN-DOC 25308

    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.

    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.

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  • IPEN-DOC 25307

    RANGEL, E.T. ; ROSSI, J.L. ; ARANHA, L.C. ; ZAGNI, R.F.; ANGELO, M.B.; MUCSI, C.S. ; BOTTREL, J.; MARTINS, J.E.; MICELLI, A.L. ; LEITE, D.C. . Avaliação da adaptação da intercambiabilidade de componentes protéticos em implantes de conexão cônica interna. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3882-3882.

    Abstract: O sucesso na reabilitação com implantes depende, em parte , do registro das estruturas que constituem o suporte das próteses. São considerados fatores críticos, o material de moldagem, os componentes protéticos usados para a obtenção do modelo de trabalho e a procedência desses componentes. Esse estudo teve como objetivo avaliar a adaptação horizontal, vertical e presença de gaps em componentes protéticos de diferentes marcas comerciais em implante de conexão interna cônica. Foram utilizados 2 implantes de conexão interna cônica da Conexão®, modelo ARTORQ porous NP fixados em uma base de inox e sobre estes foram confeccionados 30 modelos de gesso com diferentes análogos e transferentes sendo, 10 Conexão®, 10 Microplant® e 10 Advanced®. Para mensuração das desadaptações foi utilizado um dispositivo próprio adaptado à um transferidor. Em um segundo ensaio, foram avaliados em todos os análogos dessas três marcas comerciais a presença de gaps em UCLAS aparafusadas da marca Conexão®, em nível ultraestrutural por MEV. Foi feito corte horizontal na região do cone interno para analisar a interface análogo/UCLA. Observamos desadaptações na maioria das amostras, os melhores resultados foram obtidos com produtos da mesma marca. Todas as imagens obtidas foram mensuradas utilizando-se um programa de imagem ImageJ. Os resultados evidenciaram maiores desadaptações no sentido vertical para todas as marcas. Na microanálise das UCLAS observou-se a presença de gaps com até 80?m. Conclui-se neste estudo que em ambos os ensaios foi melhor adaptação quando utilizado produtos da mesma empresa.

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Exemplo:

Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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Ano de publicação: 2015

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.