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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The work consists of the deposition of Ti-Nb-Zr ternary alloy coatings in the form of thin films on an AISI 316L stainless steel substrate for applications in the biomedical area, such as dental or orthopedic prosthesis. The main goal of this study is the production of a material with a lower manufacturing cost, when compared to the bulk material composed only by the Ti-Nb-Zr alloy. In addition to this factor, the biocompatibility of the Ti-Nb-Zr alloy is superior to that of AISI 316L steel. The deposition technique used in this work is magnetron sputtering”) using three targets, one of titanium and the others by niobium and zirconium, and stainless steel as substrate. The coatings are characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) coupled with X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), and X-ray excited photoelectron spectroscopy (XPS) to obtain the composition, crystallographic, morphological and texture properties. Mechanical tests are also carried out, such as nanoindentation, to evaluate the properties of the deposited material and its compatibility with human tissue. The results from this work indicate that design and evaluation of Ti based thin films can be achieved by methods such as Bo-Md diagram and molybdenum equivalency. Young’s modulus for all samples in this work have presented lower values compared to 316L stainless steel, what corroborates its application as a material for orthopaedic prosthesis. O trabalho consiste na deposição de revestimentos de ligas ternárias Ti-Nb-Zr na forma de filmes finos sobre um substrato de aço inoxidável AISI 316L para aplicações na área biomédica, como prótese dentária ou ortopédica. Este estudo possui como um dos fundamentos a produção de um material com menor custo de fabricação comparado ao material composto somente pela liga Ti-Nb-Zr. Em adição a este fator, a biocompatibilidade da liga Ti-Nb-Zr é superior à do aço AISI 316L. A técnica de deposição a ser utilizada é a pulverização magneto-catódica (“magnetron sputtering”) a partir de três fontes, uma de titânio, outra de nióbio e a terceira de zircônio, sobre um substrato de aço inoxidável. Os recobrimentos serão caracterizados por técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) com espectroscopia de energia dispersiva por raios X (EDS) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS) para obtenção da composição, propriedades cristalográficas, morfológicas e de textura. Para a análise de propriedades mecânicas e físicas foram utilizados ensaios de nanoindentação. Também foram realizados ensaios mecânicos por nanoindentação, para avaliar as propriedades do material depositado e sua compatibilidade com o tecido humano. Os resultados deste trabalho permitiram avaliar a aplicação de ferramentas, como diagrama Bo-Md e equivalência de molibdênio, para o design de filmes finos de titânio depositados por pulverização magneto-catódica. Além disso, os filmes depositados apresentam valores de módulo de elasticidade inferiores ao do aço 316L, corroborando seu potencial para aplicação próteses. Processo nº 88887.494642/2020-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) An important strategy by 2050 will be to transform the production of recycled Al-Si alloys as a viable and sustainable source to reach the global demand for Al. The challenge will be to mitigate the deleterious effects caused mainly by the presence of the Fe element in these alloys. An alternative is to modify the composition of the alloy by adding a modifying agent and thus obtaining changes in its properties. Thus, this work examined two different alloy groups of typical industrial scraps: one representing low solute Al-Si alloys, Al-7%Si-0.6%Fe-0.35%Cu-0.25% Zn and another with a high solute content, Al-8%Si-0.8%Fe-2.5%Cu-1.0%Zn, (in wt.%). These alloys were independently modified using Co and Ni and evaluated regarding their as-cast structures. The presence of both Fe-contaning α and β phases was observed in samples solidified under cooling rates of about 10-1 a 102 oC/s by directional solidification (DS) and copper mold centrifugal casting, (C). High solute contents turned the Al-rich dendrites morphologies and, therefore, a substantial microstructural refinement was attained. Large range microstructure maps were obtained with λ1 and λ2 (35 µm – 502 µm; 4.3 µm – 31 µm, for low contents) and (37.5 µm – 331 µm; 10 µm – 32 µm, for high contents) associated with solidification thermal variables. The Co additions of 0.5 wt% and 0.7 wt%, reached higher values of tensile strength (201 MPa) without major losses in ductility (~10%). The corrosion resistance of the Al-7%Si-0.6%Fe-0.35%Cu-0.25%Zn-0.5%-Ni alloy was superior to the other tested alloys in conditions of long periods of exposure through immersion tests. Uma estratégia importante até 2050 será transformar a produção de ligas recicladas de Al-Si em uma fonte viável e sustentável a fim de atender a demanda mundial por Al. O desafio estará em mitigar os efeitos deletérios causados principalmente pela presença do elemento Fe nessas ligas. Uma alternativa trata-se em modificar a composição da liga pela adição de um agente modificador e assim, obter mudanças em suas propriedades. Desta forma, este Doutorado examinou dois diferentes grupos de composições das sucatas industriais típicas: um representando ligas de Al-Si com baixos teores de solutos, Al-7%Si-0,6%Fe-0,35%Cu-0,25%Zn e outro com altos teores de solutos, Al-8%Si-0,8%Fe-2,5%Cu-1,0%Zn. Estas ligas foram modificadas utilizando Co e Ni e avaliadas quanto as suas estruturas de solidificação. Foi observada a presença de ambas as fases α e β contendo Fe em amostras solidificadas sob taxas de resfriamento da ordem de 10-1 a 102 oC/s por meio de solidificação direcional (SD) e da centrifugação em molde de cobre (C). Altos teores de solutos alteraram a morfologia das dendritas ricas em Al formadas, percebendo-se um refinamento microestrutural substancial. Mapeamentos microestruturais com amplos intervalos foram alcançados de λ1 e λ2 (35 µm – 502 µm; e 4,3 µm – 31 µm, para baixos teores) e (37,5 µm – 331 µm; e 9,9 µm – 32 µm, para altos teores), sendo associados às variáveis térmicas de solidificação. Adições de Co em teores de 0,5% e 0,7%, em peso, garantiram valores superiores de resistência mecânica (201 MPa), sem maiores prejuízos na ductilidade (~10%). A resistência à corrosão da liga Al-7%Si-0,6%Fe-0,35%Cu-0,25%Zn-0,5%-Ni foi superior às demais ligas nas condições de longos períodos de exposição por meio de ensaios de imersão. Processo n°140457/2018-6, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Processo nº 88887.190655/2018-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior/Comitê Francês de Avaliação da Cooperação Universitária com o Brasil (CAPES/ COFECUB) Código de Financiamento 001, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES)

Não recebi financiamento The design of new steels with high yield, ultimate strength and good ductility is one of the desirable goals of the industry. The ultra-high strength steels with twin induced plasticity (TWIP) effect are used in applications that demand high ultimate strength, tenacity and use at cryogenic temperatures. Nevertheless, the knowledge of the mechanical behavior of this class of materials under different load conditions is still an object of research. Austenitic stainless steels attend to this classification. In this work the mechanical behavior of a 316LV austenitic stainless steel was evaluated in tension and compression at different temperatures (-100 a 300 ºC) and strain rate of 10-3. The results of the mechanical tests were correlated to the microstructural transformations through evaluation by optical microscopy, x-ray diffraction and electron backscattered diffraction (EBSD) maps. The influence of temperature and strain rate on the mechanical twinning mechanism was analyzed. Based on the results, it was possible to propose a constitutive model proposed to predict the mechanical behavior O desenvolvimento de aços que apresentem elevada resistência mecânica e considerável ductilidade é um dos principais anseios da indústria. Os aços de alta resistência que possuem maclação mecânica (TWIP) são utilizados em aplicações que exigem alto limite de resistência, tenacidade e, principalmente, em situações com temperaturas criogênicas. Apesar da vasta utilidade industrial, uma descrição do efeito TWIP sob diferentes modos de solicitação mecânica ainda é objeto de pesquisa. Os aços inoxidáveis austeníticos se encaixam nessa classificação. Neste estudo, o comportamento mecânico do aço 316 LV foi avaliado sob tração e compressão em diferentes temperaturas (-100 a 300 ºC) a uma taxa de deformação 10-3 s-1. Os resultados experimentais dos ensaios de tração e compressão foram relacionados com a evolução microestrutural observada por microscopia óptica (MO), difração de raios x (DRX) e difração de elétrons retroespalhados (EBSD). Em conjunto, observou-se a influência da temperatura sobre a cinética da maclação mecânica. Com base nesses resultados, foi possível propor um modelo matemático constitutivo capaz de prever o comportamento mecânico do material.

The synthesis of layered double hydroxides Mg-Al (LDH Mg-Al) via mechanochemical routes is reported. Manual grinding and horizontal ball milling were using as precursors aluminum hydroxide and magnesium oxide. The parameters of grinding time and addition of water were analyzed. The obtained products were characterized by x-ray diffraction (XRD), fourier transform infared (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (MET), termogravimetry (TG/DTG), electron diffraction (SAED) and in addition, three samples were selected to be submitted to tests of adsorption of humic acid by UV-Visible spectroscopy. A green synthesis was promoted due to the non-use of water in large quantities. Manual grinding samples obtained at 10 minutes of grinding with 2.0 mL of water added positive results simlarly to samples synthesized with the aid of an aging stage. The formation of HDL phases were also observed in samples obtained in 80 hours and 100 hours of grinding with horizontal ball milling, while the presence of crystalline phases of MgO precursor was reduced by around 40 hours of grinding. Samples obtained at 10 minutes of manual dry grinding showed intermediate phases, indicating the importance of adding water in the synthesis process. The formation of the LDH product obtained manually with the addition of water even if in small quantities discards the use of traditional methods involving solutions, such as coprecipitation for example. FTIR bands, MET and SEM microscopies, electron diffraction and TG/DTG curves complemented the discussion about x-ray diffraction, with emphasis on the FTIR that presented information to some free (OH) groups – no participation in hydrogen bonds – characteristics of Al(OH)3 and the amorphization behavior of this reagent used as a precursor. Adsorption testes revealed that one of the products obtained by manual milling showed excellent humic acid adsorption property when compared to other samples, one obtained by co-precipitation and the other commercial. Relata-se a síntese de hidróxidos duplos lamelares Mg-Al por rotas mecanoquímicas. A moagem manual e a moagem com auxílio de moinho de bolas horizontal foram empregadas usando como precursores hidróxido de alumínio e óxido de magnésio. Os parâmetros de tempo de moagem e adição de água foram analisados. Os produtos obtidos foram caracterizados por difratometria de raios-X, FTIR, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), termogravimetria (TG/DTG), difração de elétrons (SAED) e além disso foram selecionadas três amostras para serem submetidas a testes preliminares de adsorção de ácido húmico. Promoveuse uma síntese verde devido a não utilização de água em grandes quantidades. Amostras de moagem manual obtidas a 10 minutos com 2,0 mL de água adicionada desempenharam resultados positivos similarmente a amostras que foram sintetizadas com menor adição de água e com auxílio de etapa de envelhecimento. A formação das fases HDL foi observada também para em amostras obtidas a 80 e 100 horas de moagem com moinho de bolas horizontal, ao passo que a presença de precursor MgO foi reduzida por volta de 40 horas de moagem. Amostras obtidas a 10 minutos de moagem manual a seco, apresentaram fases intermediárias, indicando a importância da adição de água no processo de síntese. A formação do produto HDL obtido por moagem manual, mesmo que em pequenas quantidades, descarta a utilização de métodos tradicionais de síntese que envolvem soluções, como co-precipitação por exemplo. As bandas de FTIR, as microscopias MET e MEV, a difração de elétrons e as curvas TG/DTG complementaram a discussão acerca da difratometria de raios-X, com destaque para o FTIR que apresentou muitas informações sobre grupos (OH) livres - sem participação em ligações de hidrogênio - típicos de Al(OH)3 e o comportamento de amorfização deste reagente utilizado como precursor. Testes de adsorção revelaram que um dos produtos obtidos por moagem manual apresentou ótima propriedade de adsorção de ácido húmico quando comparado a outras amostras, uma obtida por co-precipitação e outra comercial. São Cristóvão

The umbilical cable is today an important technology used to control equipment on the seabed in the production of offshore oil in deep and ultra-deep waters. The umbilical is composed of several components, including steel tube for transporting fluids for hydraulic control of equipment in the bed. Such tubes are susceptible to fatigue during their life in umbilical operation. Fatigue strength is influenced by the accumulated plastic strain (APS) undergone by the tubes during the entire manufacturing process until installation/storage on spools. This study investigated the way in which two different conditions of application of APS (repeated flexion and alternating flexion) influence the fatigue strength of the tubes. For this, fatigue specimens were machined from super duplex umbilical tube, which received 5% APS by repeated cyclic bending and alternating cyclic bending. Residual stresses and strains that were accumulated in the specimens were measured by computer simulation. Microstructural and microhardness analyzes were performed on the specimens after fatigue fracture. Although the microhardness of the group subjected to alternating bending showed a slightly higher hardness, ANOVA showed that this difference was not significant, as there were no relevant changes in the microstructure of the two groups of specimens after fatigue fracture. However, the group subjected to alternating plastic strain experienced lower fatigue strength. Therefore, the way in wich the tubes are deformed during manufacture and storage influences their fatigue performance. O cabo umbilical é hoje uma das grandes tecnologias utilizadas para controle de equipamentos no leito marinho na produção de petróleo offshore em águas profundas e ultraprofundas. O umbilical é constituído por vários componentes, inclusive tubo de aço para transporte de fluidos para controle hidráulico de equipamentos no leito. Tais tubos são susceptíveis à fadiga durante a vida em operação do umbilical. A resistência à fadiga é influenciada pela deformação plástica acumulada (APS) sofrida pelos tubos durante todo processo de fabricação até instalação/armazenamento em carreteis. Esse estudo investigou a maneira como duas diferentes condições de aplicação da APS (flexão repetida e flexão alternada) influenciam na resistência à fadiga dos tubos. Para isso, foram usinados corpos de prova de fadiga a partir de tubo super duplex de umbilical, os quais receberam 5% de APS por flexão cíclica repetida e flexão cíclica alternada. As tensões e deformações residuais que ficaram acumuladas nas amostras foram medidas por simulação computacional. Análises microestruturais e de microdureza foram realizadas nos corpos de prova após fratura por fadiga. Embora a microdureza do grupo submetido à flexão alternada tenha apresentado dureza um pouco maior, a ANOVA demonstrou que não foi significativa essa diferença, como também não houve relevantes alterações na microestrutura dos dois grupos de amostras após a fratura por fadiga. Porém, o grupo submetido a deformação plástica alternada apresentou menor resistência a fadiga, evidenciando, que a maneira como os tubos são deformados durante a fabricação e armazenamento influencia o seu desempenho em fadiga. São Cristóvão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Ionomeric polymer-metal composites (IPMC) are devices generally composed of metallic electrodes and an ionomeric polymer membrane in a “sandwich-like” format, whose main property is the electromechanical actuation or sensing due to ions movement. Metal electrodes are used for their high electrical conductivity and malleability. However, the high cost of the material, long manufacturing time, and fatigue failure limit its application both economically and in durability. In this sense, the replacement of metallic electrodes with conductive elastomer nanocomposites was evaluated to reduce the costs and complexity of device manufacturing and increase its operating life. Two processing routes were used to prepare the synthetic and natural polyisoprene elastomers, one with subsequent homogenization by a two-roll mill and the other by casting. The dispersion of the conductive fillers (carbon nanotubes and carbon black) was carried out in rubber latex assisted by surfactants and ultrasound. The prepared nanocomposites showed high electrical conductivity as well as strain and solvent sensing capacities. To improve the adhesion between the elastomers and the membrane (Nafion®), the plasma treatment with atmospheric air was evaluated as a surface modifier. This treatment improved the hydrophilicity and the adhesion work of the rubbers with the formation of oxygenated groups and an increase in nano-roughness. However, in Nafion an adverse effect of side chains breakage occurred, impairing its ionic transport capacity. In this way, ionomeric polymer-polymer composites (IPPC) were prepared using untreated Nafion and plasma-modified elastomers, this type of electrode being unprecedented in the literature. These devices presented displacement and trajectory sensing capacity at levels close to the conventional IPMC in all frequency ranges and applied accelerations, highlighting that at low frequencies the IPPC obtained better results than the control. Os compósitos de polímero ionomérico-metal (IPMC) são dispositivos geralmente compostos por eletrodos metálicos e uma membrana de polímero ionomérico no formato “sanduíche” e tem como principal propriedade a atuação ou sensoriamento eletromecânico a partir do movimento de íons. Os eletrodos metálicos são utilizados por sua alta condutividade elétrica e maleabilidade. Entretanto, o alto custo do material, longo tempo de fabricação e falha por fadiga limitam sua aplicação tanto economicamente quanto pela baixa durabilidade. Neste sentido, a substituição dos eletrodos metálicos por nanocompósitos elastoméricos condutores foi avaliada com o intuito de diminuir os custos e a complexidade da fabricação do dispositivo e aumentar a sua vida em operação. Na preparação dos elastômeros de poli-isopreno sintético e natural foram utilizadas duas rotas de processamento, uma com posterior homogeneização por moinho de rolos e outra por casting. A dispersão das cargas condutoras (nanotubos de carbono e negro de fumo) foi realizada em látex de borracha, assistida por surfactantes e ultrassom. Os nanocompósitos preparados apresentaram alta condutividade elétrica e também capacidade de sensoriamento a deformação e à solventes. Para melhorar a adesão entre os elastômeros e a membrana (Nafion®), o tratamento a plasma com ar atmosférico foi avaliado como modificador de superfície. Este tratamento melhorou a hidrofilicidade e o trabalho de adesão das borrachas com a formação de grupos oxigenados e aumento da nanorugosidade. Entretanto, no Nafion um efeito adverso de quebra das cadeias laterais ocorreu, prejudicando a capacidade de transporte iônico da mesma. Desta forma, foram preparados dispositivos de compósito de polímero ionomérico-polímero (IPPC) utilizando o Nafion sem tratamento e os elastômeros modificados por plasma, sendo este tipo de eletrodo inédito na literatura. Estes dispositivos apresentaram capacidade de sensoriamento de deslocamento e trajetória em níveis próximos ao do IPMC convencional em todas as faixas de frequência e acelerações aplicadas, destacando que em baixas frequências o IPPC obteve melhores resultados que o controle. Processo nº 88887.612843/2021-00, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

To verify the strength and integrity of concrete structures, samples are commonly extracted or molded and subjected to destructive tests. The methodology, although traditional, can barely represent the reality of the entire structure and even destabilize it. The use of Non-Destructive Tests (NDTs) grows due to the benefits they bring, such as practicality and for allowing the evaluation of the structure in real time, without harming its stability. Ultrasound, among the non-destructive techniques, has high potential in the inspection of concrete as it allows the verification of conditions of homogeneity and compactness, but the low sensitivity to characterize internal defects, due to its limited application to the analysis of the ultrasonic pulse velocity (UPV), impacts the reliability of your field application. In this way, research focused on the applicability of ultrasound combined with signal processing methods grows, because through these tools it is possible to extract relevant information about the signal in the analyzed material, such as energy and frequency spectrum, and that are contained in the preprocessed ultrasonic data. This work sought to evaluate the sensitivity of the ultrasonic signal in concrete samples with different compositions and with internal defects through signal processing using the Wavelet Transform, and also classify the samples through Machine Learning techniques. It was possible to compare the sensitivity of the ultrasonic technique when using modern computational tools and when using only the traditional method, the VPU, as well as classifying samples according to their internal characteristics. Para verificar a resistência e integridade de estruturas de concreto, comumente são extraídas ou moldadas amostras que são submetidas a ensaios destrutivos. A metodologia, embora tradicional, pouco pode representar a realidade de toda a estrutura e ainda, desestabilizá-la. O uso de Ensaios Não Destrutivos (ENDs) cresce em função dos benefícios que trazem, como a praticidade e por permitir avaliar a estrutura em tempo real, sem prejudicar a sua estabilidade. O ultrassom, dentre as técnicas não destrutivas, apresenta elevado potencial na inspeção de concretos por permitir a verificação das condições de homogeneidade e compacidade, mas a baixa sensibilidade para caracterizar defeitos internos, em função de sua aplicação limitada à análise da velocidade do pulso ultrassônico (VPU), impacta na confiabilidade da sua aplicação em campo. Dessa forma, crescem pesquisas voltadas à aplicabilidade do ultrassom aliada à métodos de processamentos de sinais, pois através destas ferramentas é possível extrair informações relevantes a respeito do sinal no material analisado, como a energia e o espectro de frequência, e que não estão contidas nos dados ultrassônicos pré-processados. Este trabalho buscou avaliar a sensibilidade do sinal ultrassônico em amostras de concreto com diferentes composições e com defeitos internos por meio de processamento de sinal utilizando a Transformada de Wavelet, e também classificar as amostras por meio de técnicas de Aprendizado de Máquina. Foi possível realizar a comparação da sensibilidade da técnica ultrassônica quando utilizadas ferramentas computacionais modernas e quando usado apenas o método tradicional, a VPU, bem como classificar amostras de acordo com suas características internas. São Cristóvão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The probability of a fire occurring in buildings is small; however, if it does occur, its impact on the structure can be high. Therefore, the study of post-fire concrete structures is an area that still requires many advances in research. Based on this, it is crucial to know the performance of concrete after exposure to high temperatures, including tracking changes in the characteristics and properties of the material. This work sought to investigate the influence of high temperatures on fracture toughness (KIC), compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV) in concrete; as well as to investigate possible changes in the microstructure of the material. For this purpose, concrete specimens with two strength classes, 25 MPa and 40 MPa, commonly used in concrete structures, were dosed and molded. The temperatures chosen for simulating fire conditions were 400 °C and 800 °C, because at these levels more pronounced degradation of this material and decrease of its mechanical properties are expected. The specimens were molded into two geometries: cylindrical, for compressive strength testing; and prismatic for the ultrasound test and subsequent bending test in three points to obtain KIC. Assays were performed for two test ages: 100 and 720 days. Thus, there was a significant reduction in the values of compressive strength and UPV with increasing temperature, and only a downward trend for KIC values. This is possibly due to degradation of concrete constituents. A probabilidade de ocorrência de um incêndio em construções é pequena; contudo, caso ocorra, seu impacto na estrutura pode ser alto. Sendo assim o estudo de estruturas de concreto pós-incêndio é uma área que ainda requer muitos avanços em pesquisa. Com base nisso, é crucial o conhecimento do desempenho do concreto após exposição a elevadas temperaturas, inclusive rastreando-se mudanças nas características e propriedades do material. Este trabalho buscou investigar a influência de altas temperaturas na tenacidade à fratura (KIC), resistência à compressão e na velocidade de pulso ultrassônico (VPU) em concreto; como também, averiguar as possíveis mudanças na microestrutura do material. Para tanto foram dosados e moldados corpos de prova de concreto com duas classes de resistência, 25 MPa e 40 MPa, comumente utilizadas em estruturas de concreto. As temperaturas escolhidas para simulação de condições de incêndio foram 400 °C e 800 °C, pois nesses níveis são previstas degradações mais acentuadas desse material e diminuição de suas propriedades mecânicas. Os corpos de prova foram moldados em duas geometrias: cilíndrica, para ensaio de resistência à compressão; e prismática para o ensaio de ultrassom e posterior ensaio de flexão em três pontos para obtenção de KIC. Os ensaios foram realizados para duas idades de teste: 100 e 720 dias. Dessa forma, observou-se uma redução significativa dos valores de resistência à compressão e VPU com o aumento da temperatura, e apenas uma tendência de queda para os valores de KIC. Isto possivelmente é devido a degradação dos constituintes do concreto. São Cristóvão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Preheating the refractory lining of industrial equipment usually consumes substantial amounts of energy. This step is usually time consuming and impacts the costs and productivity of several economic sectors. Therefore, cost-effective, and sustainable heating practices should be studied and implemented. Additionally, this step is critical to the refractory and the industry that deploys it because the material faces transformations when heated up to the usual process temperatures, such as the evaporation of water, the elimination of volatile materials, or reactions in the solid state. Based on that, it is necessary to ensure the quality of these materials by applying an appropriate heating curve. This work aims to quantify the energy consumption during the preheating of the refractory lining of a steel ladle. To this end, DSC tests, thermal analysis, and computer simulations were carried out on refractory concrete to evaluate the influence of transformations on the heating step. The simulations for an alumina-based castable, considering the thermal analysis of a cylindrical sample, showed a maximum temperature difference in the first heating of 2 ºC between the experimental value and that obtained by the simulation, proving to be suitable for the quantification of energy consumption during preheating. The simulation, considering the profile obtained in the DSC test, was not satisfactory to represent the energy rate per unit volume of the 5CAC castable. The fuel consumption was 1.8% higher for the case where the energies of the reactions were considered. The developed methodology can bring greater predictability to the preheating schedule of steel ladles, both in terms of fuel consumption and programming the heating curve. O pré-aquecimento de equipamentos industriais revestidos com materiais refratários usualmente consome grandes quantidades de energia. Essa etapa geralmente é longa e impacta nos custos e na produtividade de diversos setores econômicos. Práticas de aquecimento com menor custo e maior sustentabilidade devem ser estudadas e implementadas. Adicionalmente, tal etapa é crítica ao refratário e à indústria que o utiliza, pois o material sofre transformações quando é aquecido até as temperaturas usuais do processo, como a evaporação da água, a eliminação de materiais voláteis ou reações no estado sólido. Logo, é necessário assegurar a qualidade desses materiais, aplicando-se uma curva de aquecimento adequada. Este trabalho tem como objetivo quantificar o consumo energético durante o pré-aquecimento do revestimento refratário de panelas de aço. Para tal, foram realizados ensaios DSC, análises térmicas e simulações computacionais de um concreto refratário, com o intuito de avaliar a influência das transformações na etapa de aquecimento. As simulações para um concreto aluminoso, considerando a análise térmica de um corpo cilíndrico, mostraram uma diferença máxima de temperaturas no primeiro aquecimento de 2 ºC entre o valor experimental e o obtido na simulação, se mostrando adequada para quantificação do consumo de energia durante o aquecimento de materiais cerâmicos refratários. Já a simulação considerando a curva obtida no ensaio de DSC, não foi satisfatória para representar a taxa de energia por unidade de volume do concreto 5CAC. O consumo de combustível foi de 1,8% superior para o caso em que as energias das reações são consideradas. O método desenvolvido pode trazer uma maior previsibilidade na programação do pré-aquecimento de panelas de aciaria, tanto em questão de consumo de combustível, como também de programação da curva de aquecimento. 134355/2019-9

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The oxidation method via N-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperhydrin (TEMPO) mediation has been widely used as a pre-treatment to obtain nanocellulose from cellulose and, in addition, the oxidation allows a better dispersion in water and facilitates gel formation. Since cellulose is a widely available biopolymer, biodegradable, renewable and low-cost biopolymer, its use in the preparation of hydrogels has been gaining ground and the use of oxidized cellulose has not been different. Hydrogels prepared with the oxidized cellulose and chemically cross-linked by interaction with the hydroxyl groups of the cellulose allow the carboxylic groups to become available, allowing the application to remove cationic dyes, for example, due to negative charges. Therefore, the objective of the present work was to prepare hydrogels of oxidized microcrystalline cellulose via chemically cross-linked TEMPO mediation and to evaluate the introduction of β-cyclodextrin and κ-carrageenan modifiers on the adsorption efficiency of methylene blue. For this purpose, two chemical crosslinkers (epichlorihydrin and glutaraldehyde) were used and the one that best provided a more structured hydrogel (epichlorihydrin) was applied in the crosslinking of the hydrogel with the addition of β-cyclodextrin and κ-carrageenan. The effects of the two modifiers on the oxidized microcrystalline cellulose hydrogel were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), thermogravimetry, scanning electron microscopy (SEM), nitrogen adsorption/desorption and swelling degree. The hydrogels were applied in the adsorption of methylene blue to evaluate its removal efficiency and in the adsorption of gentamicin sulfate, and the hydrogels loaded with the drug were tested for bacteriostatic activity by disk diffusion. All hydrogels showed dye adsorption capacity and increases in cellulose concentration and the addition of β-cyclodextrin and κ-carrageenan improved the methylene blue adsorption process. In addition to electrostatic interactions, the optimal fit of kinetics in the adsorption for the pseudosecond order model suggests the contribution of chemical interactions in the adsorption process. In the adsorption of gentamicin sulfate, the hydrogel with κ-carrageenan showed better removal efficiency, but all charged hydrogels formed inhibition halos. Thus, the developed hydrogels proved to be materials with great potential for application as adsorbents. O método de oxidação via mediação por N-oxil-2,2,6,6-tetrametilpiperidrina (TEMPO) tem sido bastante utilizado como um pré-tratamento para a obtenção de nanocelulose a partir da celulose e, além disso, a oxidação possibilita uma melhor dispersão em água e facilita a formação de gel. Por ser a celulose um biopolímero de grande disponibilidade, biodegradável, renovável e de baixo custo, sua utilização na preparação de hidrogéis tem ganhado espaço e o uso da celulose oxidada não tem sido diferente. Hidrogéis preparados com a celulose oxidada e reticulados quimicamente por interação com os grupos hidroxilas da celulose permitem que os grupos carboxílicos fiquem disponíveis possibilitando a aplicação para remoção de corantes catiônicos, por exemplo, devido às cargas negativas. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi preparar hidrogéis de celulose microcristalina oxidada via mediação por TEMPO reticulado quimicamente e avaliar a introdução dos modificantes β-ciclodextrina e κcarragena na eficiência de adsorção de azul de metileno. Para tanto, dois reticulantes químicos (epicloridirna e glutaraldeído) foram utilizados, sendo que aquele que melhor proporcionou um hidrogel mais estruturado (epicloridrina) foi aplicado na reticulação do hidrogel com a adição da β-ciclodextrina e κ-carragena. Os efeitos dos dois modificadores sobre o hidrogel de celulose microcristalina oxidada foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura (MEV), adsorção/dessorção de nitrogênio e grau de intumescimento. Os hidrogéis foram aplicados na adsorção de azul de metileno para avaliar sua eficiência de remoção e na adsorção de sulfato de gentamicina, sendo os hidrogéis carregados com o fármaco testados quanto à atividade bacteriostática por difusão em disco. Todos os hidrogéis apresentaram capacidade de adsorção do corante e o aumento da concentração de celulose e adição da β-ciclodextrina e κ-carragena melhoraram o processo de adsorção do azul de metileno. Além de interações eletrostáticas, o ajuste ótimo da cinética de adsorção para o modelo de pseudossegunda ordem sugere contribuição de interações químicas no processo de adsorção. Já na adsorção do sulfato de gentamicina o hidrogel com κ-carragena apresentou melhor eficiência de remoção, porém todos os hidrogéis carregados com o fármaco formaram os halos de inibição. Desta forma, os hidrogéis desenvolvidos mostraram-se materiais com grande potencial de aplicação como adsorventes. São Cristóvão

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Gas atomization is the main method in powder metallurgy to produce powders for additive manufacturing (AM). The gas atomization process allows generally spherical and very fine metallic powders with great yield on the particle size range for AM applications. Moreover, this is a rapid solidification process that ensures chemical homogeneity and a high degree of microstructural refinement. Iron-based alloys have wide properties range and low cost, in which tool steels are especially important for industrial applications. This project produced A2 tool steel powders by gas atomization and evaluated the influence of the process parameters on the characteristics of the powders. No systematic study has been carried out on atomization and AM of this tool steel. Thus, analyzing the gas atomization process of this material is important to ensure the production of powders with proper characteristics. The statistical tool of design of experimental (DOE) was applied, and the atomization pressure and melt superheat process parameters were analyzed. The response variables analyzed were morphology, median particle size, particle size distribution, density and flowability. The powder characterization was done by laser diffraction, sieving, scanning electron microscopy, chemical analyses by EDS, flowability by Hall and Carney Flowmeter Funnel, density by helium pycnometry and apparent density. This study showed that the gas atomization process of the A2 tool steel was suitable for the production of powders for applications in AM. The model proposed by Lubanska, which formulate the mass median particle diameter, was also validated. Furthermore, the process with the lowest pressure level (20Bar) and the highest melt superheat (300K) has the lowest gas/metal ratio and mean particle size (D50) and particle size distribution similar to the other powders produced. A atomização a gás é a principal rota de processamento de pós para a manufatura aditiva (MA). Este processo produz pós metálicos majoritariamente esféricos e finos, com elevado rendimento na faixa granulométrica para aplicações na MA. Além disso, é um processo de solidificação rápida que garante homogeneidade química e elevado grau de refinamento microestrutural. As ligas ferrosas possuem um grande espectro de propriedades e baixo custo, em que os aços ferramenta são uma classe especialmente importante para aplicações industriais. Esta dissertação produziu pós do aço ferramenta A2 por atomização a gás e avaliou a influência de parâmetros do processo nas características do pó produzido. O levantamento bibliográfico realizado não indicou a existência de um estudo sistemático sobre atomização e MA deste aço. Assim, analisar o processo de atomização a gás deste material é importante para garantir a produção de pós com características adequadas. Utilizando a ferramenta estatística de planejamento de experimentos (DOE), dois parâmetros de processamento foram avaliados: pressão de atomização e o superaquecimento do líquido. As variáveis respostas analisadas foram morfologia, tamanho médio e distribuição do tamanho de partículas, densidade e fluidez. Para caracterizar o pó foram utilizadas as técnicas de difração a laser, peneiramento, microscopia eletrônica de varredura, análise química por EDS, medidas de fluidez por funis de Hall e Carney e densidade por picnometria de Hélio e densidade aparente. O processo de atomização a gás do aço A2 apresentou-se adequado para a produção de pós para aplicações na MA. Também foi validado o modelo proposto por Lubanska que relaciona o diâmetro médio mássico das partículas com os parâmetros do processo. Além disso, o processo com o menor nível de pressão (20 Bar) e maior superaquecimento (300 K) apresentou a menor razão gás/metal além de diâmetro médio das partículas (D50) e distribuição de tamanho de partícula similares aos demais pós produzidos. 2020/01452-6

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The use of aluminum silicate-based reinforcements has become an alternative for improving the mechanical, thermal and barrier properties of polymeric materials. In this sense, organomodified montmorillonite clay stands out among reinforcement materials for providing, even in small amounts, significant improvements in nonpolar polymers such as polyamides. Thus, the present study aimed to evaluate the influence of a nanofiller (Cloisite 30B) at levels of 3, 5 and 8% on the mechanical, thermal and barrier properties of biorenewable polyamides (PA 6.10 and PA 10.10). For this, samples were produced by the extrusion and injection method, which included pure polyamides and their blend, as well as these with the addition of clay in different concentrations. The characterization of these samples was initially carried out by XRD, SEM and EDS, in which it was possible to evaluate the degree of clay dispersion in the matrix of polyamides and the blend. The results pointed to the difficulty of dispersing the clay at higher concentrations, showing the presence of agglomerates in the composition with 8% clay. Subsequently, thermal analyzes were carried out by DSC and mechanical analyzes by tensile testing, which together with the gasoline permeability test, showed a strong influence of clay with 3% clay content, whose dispersion was more favored. A utilização de reforços a base de alumino silicatos se tornou uma alternativa para a melhoria nas propriedades de desempenho mecânico, térmico e de barreira dos materiais poliméricos. Nesse sentido, a argila montmorilonita organomodificada se destaca entre os materiais de reforço por proporcionar, mesmo em pequenas quantidades, melhorias significativas em polímeros apolares como as poliamidas. Dessa forma, o presente estudo teve como finalidade avaliar a influência de uma nanocarga (Cloisite 30B) em teores de 3, 5 e 8% nas propriedades mecânicas, térmicas e de barreira de poliamidas biorenováveis (PA 6.10 e PA 10.10). Para isso, foram produzidas ,pelo método de extrusão e injeção, amostras que incluíam as poliamidas puras e sua blenda, bem como estas com a adição da argila nas diferentes concentrações. A caracterização dessas amostras foi realizada inicialmente por DRX, MEV e EDS, em que foi possível avaliar o grau de dispersão da argila na matriz das poliamidas e da blenda. Os resultados apontaram para a dificuldade de dispersão da argila em concentrações maiores, mostrando a presença de aglomerados na composição com 8% de argila. Posteriormente, foram realizadas análises térmicas por DSC e mecânicas por ensaio de tração, que conjuntamente como teste de permeabilidade a gasolina, mostraram uma forte influência da argila com teor de 3% de argila, cuja dispersão foi mais favorecida. São Cristóvão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES São Cristóvão A busca por alternativas energéticas se faz bastante presente no atual cenáriodo planeta. Uma solução em ascensão são as células a combustível, que têm comoprincípio a conversão de energia química, através da reação de oxidação docombustível, em energia elétrica. Entre os componentes principais destas células temoso eletrólito sólido, condutor iônico. Um caminho sinérgico de propriedades paraobtenção de eletrólitos com alta condutividade iônica, estabilidade química e mecânica,pode ser o desenvolvimento de materiais compósitos, dentre os quais se destacamBa(Ce,Zr)O3 e CeO2 dopados com íons trivalentes, neste trabalho Gd3+ e Sm3+ foramutilizados como íons dopantes, com o intuito de se obter uma camada de bloqueio parasuprimir a condutividade eletrônica na fase CMO (Ce1-xMxO2-x/2) e aumentar a conduçãoiônica na fase BCMO (BaCe1-xMxO3-x/2) onde M = 20% em mol de Gd3+ e Sm3+, alémdisso, também verificou-se o efeito da adição do óxido de cobre (1%p) nocomportamento de sinterização e na microestrutura de cerâmicas à base de céria. Paratal, pós de composição BCMO-CMO foram obtidos via coprecipitação. O comportamentotérmico dos pós precursores foi avaliado por termogravimetria. Com base nos resultadosde análise térmica, os pós foram calcinados a 600 °C por 1 h e caracterizados pordifratometria de raios X (DRX). Os pós calcinados foram prensados uniaxialmente e sinterizados a 1400°C, em atmosfera de ar. As medidas de densidade relativa e acaracterização microestrutural das amostras sinterizadas foram realizadas pelo métodode imersão de Arquimedes e por microscopia eletrônica de varredura (MEV),respectivamente. Os resultados de difração de raios X indicaram a obtenção de pós desoluções sólidas. O efeito do CuO como aditivo de sinterização tornou-se significativona redução da temperatura de densificação das cerâmicas, na ordem de 300°C. Emgeral, esta técnica de síntese provou ser uma abordagem eficaz para diminuir atemperatura de sinterização de cerâmicas a base de CeO2 com propriedades elétricas aprimoradas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Premature implant failures related to biofilm formation and implant corrosion are a worldwide health problem. Because of these issues, TiO2 coatings obtained by anodization can increase the corrosion resistance of the commercially pure titanium (CPTi) and the rate of Ca-P mineralization, unlike the naturally formed TiO2 layer, which is irregular and thin. Added to this, several bacterial strains, associated with biofilm formation, are resistant to antibiotics, reducing the effectiveness of this treatment. Thus, the inclusion of metals in TiO2, such as Zn, may be able to promote bactericidal action, being a substitute for antibiotic therapies. However, its effectiveness against infections is still contradictory. Therefore, the objectives of this work were: (i) to carry out a systematic review of the literature to answer whether, “Does the incorporation of Zn in TiO2 coating on titanium implants inhibit bacterial growth in vitro?”; (ii) to produce hybrid nanostructured TiO2 coatings, by anodization, individually incorporated with Zn (Zn.NTT) and Ag (Ag.NTT) nanoparticles to evaluate their capacity concerning corrosion resistance, bioactivity and bactericidal activity against CP-Ti. The systematic review showed, through meta-analyses, that there is a high degree of certainty that Zn provides the bactericidal effect. However, the coatings produced by anodizing to form TiO2 nanotubes and incorporated with NP of ZnO, using hydrothermal synthesis, provided homogeneity of statistical results, compared to other synthesis methods. The experimental results showed that the samples NTT, Ag.NTT and Zn.NTT presented higher surface energy concerning CP-Ti. Besides, CP-Ti did not promote the formation of Ca-P, while the EDS analysis suggests that there was the formation of Ca-P in the coatings. In the electrochemical tests, it was possible to estimate that Zn.NTT and Ag.NTT presented a more resistive behavior, in SBF, in comparison with NTT and CP-Ti, indicating that the presence of Zn and Ag on TiO2 potentiate the barrier effect against the corrosion. Furthermore, the hybrid coatings had more than one time constant that helps to maintain TiO2, making the coating even more resistive. Finally, the results of the antibacterial assays showed the formation of halos for Ag.NTT and Zn.NTT against S. aureus, indicating the antimicrobial potential of these coatings. Falhas prematuras em implantes relacionadas à formação de biofilmes e pela corrosão do implante são um problema de saúde mundial. Em vista disso, revestimentos de TiO2 obtidos via anodização (NTT) podem aumentar a resistência à corrosão do titânio comercialmente puro (Ti-CP) e a taxa de mineralização de Ca-P, diferentemente da camada de TiO2 formada naturalmente, que é irregular e pouco espessa. Somado a isso, várias cepas bacterianas, associadas a formação de biofilmes, têm se mostrado resistentes aos antibióticos, reduzindo a eficácia desse tratamento. Dessa forma, a inclusão de metais ao TiO2, a exemplo do Zn, pode ser capaz de promover ação bactericida, sendo um substituto as terapias antibióticas. No entanto, a efetividade do mesmo frente a infecções ainda é contraditória. Portanto, os objetivos deste trabalho foram: (i) realizar uma revisão sistemática da literatura para responder se, “A incorporação do Zn em revestimento de TiO2 sobre implantes de titânio inibe o crescimento bacteriano in vitro?”; (ii) produzir revestimentos híbridos nanoestruturados de TiO2, por anodização, incorporados, individualmente, com nanopartículas (NP) de zinco (Zn.NTT) e prata (Ag.NTT) para avalia-los em relação a resistência à corrosão, bioatividade e atividade bactericida frente ao Ti-CP. A revisão sistemática mostrou, com a metanálise, que existe um alto grau de certeza que o Zn proporciona o efeito bactericida. Contudo, os revestimentos produzidos por anodização, para formar nanotubos de TiO2, e incorporados com NP de ZnO, usando a síntese hidrotérmica, forneceram homogeneidade dos resultados estatísticos, em comparação aos demais métodos de síntese. Em relação aos dados experimentais desse estudo, os resultados mostraram que as amostras NTT, Ag.NTT e Zn.NTT apresentaram maior energia superficial em relação ao Ti-CP. Além disso, o Ti-CP não propiciou a formação de Ca-P, enquanto que a análise de EDS sugere que houve a formação de Ca-P nos revestimentos. Nos ensaios eletroquímicos foi possível estimar que Zn.NTT e Ag.NTT apresentaram um comportamento mais resistivo, frente ao SBF, em comparação com NTT e Ti-CP, indicando que a presença do Zn e da Ag sobre o TiO2 potencializam o efeito barreira contra a corrosão. Ainda, os revestimentos híbridos apresentaram mais de uma constante de tempo que auxilia na manutenção do TiO2 tornando o revestimento ainda mais resistivo. Por fim, os resultados dos ensaios antibacterianos mostraram que houve formação de halos para Ag.NTT e Zn.NTT frente S. aureus, indicando o potencial antimicrobiano desses revestimentos. São Cristóvão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The increase of using of polymers in automobiles became possible the decrease of fossil consume in the last years. This market is influenced significantly by fossil-based polyamides, as polyamide 12 that it is used to make fuel tubes. However, the development of bio-based polyamide (PA1010 and PA610) with higher mechanical resistance than PA12 create the possibility of reducing of weigh and environmental impacts after substituting of this. This work aims to reduce of CO2 emission along of automotive tube life cycle by substituting PA12 with PA1010 and PA610. We performed mechanical tests and difference scanning calorimetry for evaluating the mechanical and thermal properties of polyamides PA1010, PA610, blends PA1010/PA610 and PA12. Also, it was performed the life cycle assessment of automotive tubes with bio-based polyamides and PA12. We observed that yield stress and crystallinity degree of bio-based polyamides and blends was almost equal among them.The substitution of PA12 by PA610 and PA1010 provided a decrease in the weight of 20% and 32%, respectively. Regarding the emission of CO2, we observed a decrease of 34% for tubes of PA1010 and 40% for tubes of PA610. Ao longo dos últimos anos, a presença crescente de polímeros nos automóveis contribuiu bastante para a redução do consumo de combustível. Esse mercado é majoritariamente dominado por poliamidas petroquímicas, como a poliamida 12, que é utilizada para produzir tubos automotivos. No entanto, a chegada ao mercado de poliamidas derivadas de recursos renováveis (PA1010 e PA610) com maior resistência mecânica que a PA12 criou uma expectativa pela redução de peso e de impactos ambientais tão logo esta última fosse substituída. Este trabalho buscou avaliar o impacto ambiental referente à emissão gases de efeito estufa ao longo do ciclo de vida de tubos automotivos por meio da substituição da PA12 pelas poliamidas PA610 e PA1010. Foram realizados ensaios de tração e de calorimetria diferencial de varredura para avaliar as propriedades mecânicas e térmicas das poliamidas PA1010, PA610, blendas PA1010/PA610 e PA12. Também foi avaliado o ciclo de vida de tubos automotivos a partir das poliamidas biorenováveis e da PA12. Verificou-se que as tensões de escoamento e os índices de cristalinidade das poliamidas biorenováveis e suas blendas apresentaram valores similares. A substituição da PA12 pelas poliamidas PA1010 e PA610 proporcionou uma redução de peso de 20% e 32%, respectivamente. Em relação à emissão de CO2, foram estimadas reduções de 34% para os tubos de PA1010 e 40% para os tubos de PA610. São Cristóvão/SE

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq In this work was studied Ta1-xZrxN thin films aiming to investigate the influence of zirconium addition on the microstructure, hardness and high temperature oxidation resistance of the coatings. The thin films were deposited by reactive magnetron sputtering and characterized by Grazing Incidence X-ray Diffraction (GIXRD), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), nanohardness analysis and oxidation tests at high temperatures. It was first necessary to define the deposition parameters of TaN thin films with that had the amorphous structure. From this, Ta1-xZrxN thin films were deposited with different concentrations of Zr: 26, 52 e 77 at.%. GAXRD showed that all Ta1-xZrxN thin films maintained ZrN crystalline structure, forming a TaZrN solid solution. Zr incorporation did not alter hardness values of Ta1-xZrxN coatings, however, promoted significant improvements in the oxidation resistance when compared to pure TaN thin films. Neste trabalho foi estudado filmes finos de Ta1-xZrxN com intuito de avaliar a influência da adição de diferentes quantidades de zircônio na estrutura, dureza e resistência à oxidação em altas temperaturas destes revestimentos. Os filmes finos foram depositados por magnetron sputtering reativo e caracterizados por Difração de Raios X em Ângulo Rasante (GAXRD), Espectroscopia de Energia dispersiva (EDS), análises de nanodureza e testes de oxidação a altas temperaturas. Primeiramente foi necessário definir os parâmetros de deposição de filmes finos de TaN que apresentassem uma estrutura amorfa. A partir disso, filmes finos de Ta1-xZrxN foram depositados com diferentes concentrações de Zr: 26, 52 e 77 at.%. Os resultados de GAXRD mostraram que todos os filmes finos de Ta1-xZrxN mantiveram a estrutura cristalina do ZrN com a formação de uma solução sólida TaZrN. A adição de Zr não alterou a dureza dos revestimentos de Ta1-xZrxN, mas promoveu ganhos significativos na resistência à oxidação em comparação com os revestimentos de TaN puros. São Cristóvão

Field (circumferential) welding is one of the technological bottlenecks related to pipeline assembly for ore transportation. Frequently, the choice between welding process and inspection for quality control determine the feasibility of using the structure. Since the beginnings of the use of steel pipes (~1940) the radiography has been used as a technique for circumferential welding inspection, ensuring portability, capacity for detecting volumetric defects and inspecting complex geometries. However, the use of harmful radiation to human health demands the adoption of strict safety plans and create the need for production stoppages in the vicinity where the test is being carried out, affecting the dynamics of the pipeline assembly process. In this work, the potential of applicability of the Advanced Ultrasonic inspection technique for the inspection of circumferential welds on pipelines made of API 5L Gr X70 steel was analyzed. In addition to increasing the analysis speed, ultrasonic techniques showed greater sensitivity than conventional radiography for the detection of internal defects. The advanced ultrasonic system showed a rejection rate of 28%, while the radiography rate was 6% for the 50 welds analyzed. These results show that several defects that were not detected in the radiographic test were identified in the advanced ultrasound, and despite generating more rework, there is the certainty of greater safety and the structural integrity of the pipeline. A soldagem de campo (circunferencial) é um dos gargalos tecnológicos relacionados à montagem de dutos para o transporte de minério. Frequentemente, a escolha entre processos de soldagem e inspeção para controle de qualidade determinam a viabilidade de utilização da estrutura. Desde os primórdios da utilização de dutos de aço (~1940) a radiografia vem sendo empregada como técnica de inspeção de soldas circunferenciais, garantindo portabilidade, capacidade de detecção de defeitos volumétricos e de inspeção de geometrias complexas. Porém, o uso de radiações nocivas à saúde humana demanda a adoção de rigorosos planos de segurança, e gera a necessidade de parada de produção nas imediações onde o ensaio está sendo realizado, prejudicando a dinâmica do processo de montagem do duto. Neste trabalho foi analisado o potencial de aplicabilidade da técnica de inspeção por Ultrassom Avançado para a inspeção de soldas circunferenciais em dutos fabricados em aço API 5L Gr X70. Além de elevar a velocidade de análise, as técnicas ultrassônicas mostraram maior sensibilidade que a radiografia convencional para a detecção de defeitos internos. O sistema de ultrassom avançado apresentou índice de rejeição de 28%, enquanto o índice da Radiografia ficou em 6% para as 50 soldas analisadas. Estes resultados mostram que vários defeitos que não foram detectados no ensaio radiográfico foram registrados no ultrassom avançado, que apesar de gerar maior retrabalho, gerou também maior segurança e confiabilidade na integridade estrutural do mineroduto. São Cristóvão

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Dyes are present in the effluents of many industries such as textile, paper and cosmetics. Adsorption is a widely applied technique for the removal of dyes due to its low cost and excellent efficiency. The use of wastes as alternative low-cost adsorbents has shown promising results. Thus, this work was carried out with the objective of evaluating the use of blast furnace dust as an adsorbent material in the removal of methylene blue dye in aqueous solutions. The blast furnace dust was characterized using laser diffraction granulometry, infrared spectroscopy, X-ray diffractometry, scanning electron microscopy and X-ray energy dispersive spectroscopy, besides the zero point charge determination test. The blast furnace dust was heat treated at 550º C in order to compare the removal efficiency with the untreated blast furnace dust. The parameters evaluated in the adsorption study were the pH, the dosage of the adsorbent, the contact time and the initial concentration of the dye. It was found that the pH did not influence significantly the adsorption process. The results obtained showed that the percentage of dye removal increased with the increase of the adsorbent dosage. The non-calcinated blast furnace dust presented a higher removal efficiency than the calcined blast furnace dust. The maximum adsorption efficiency of 93.68% occurs in 3 hours of contact. The kinetic data were fitted to pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich and intraparticle diffusion models. The Elovich model showed the best fit. Os corantes estão presentes nos efluentes de muitas indústrias como a indústria têxtil, de papel e cosméticos. A adsorção é uma técnica muito aplicada para a remoção de corantes devido ao seu de baixo custo e excelente eficiência. A utilização de resíduos como adsorventes alternativos de baixo custo tem apresentado resultados promissores. Assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o uso do pó do alto-forno como material adsorvente na remoção do corante azul de metileno em soluções aquosas. O pó do alto-forno foi caracterizado empregando-se as técnicas de granulometria por difração a laser, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por energia dispersiva de raios X, além do teste de determinação do ponto de carga zero. O pó do alto-forno foi tratado termicamente a 550º C com intuito de comparar a eficiência de remoção com o pó do alto-forno não tratado. Os parâmetros avaliados no estudo de adsorção foram o pH, a dosagem do adsorvente, o tempo de contato e a concentração inicial do corante. Verificou-se que o pH não influenciou significativamente o processo de adsorção. Os resultados obtidos mostraram que o percentual de remoção do corante aumentou com o aumento da dosagem do adsorvente. O pó do alto-forno não calcinado apresentou uma maior eficiência de remoção do que o pó do alto-forno calcinado. Sendo que a eficiência máxima de adsorção 93,68% ocorre em 3 horas de contato. Os dados cinéticos foram ajustados aos modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem, Elovich e difusão intrapartícula. O modelo de Elovich apresentou o melhor ajuste. São Cristóvão