Pub Date : 2021-03-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1252
P. P. O. L. Dyer, Luis Miguel Gutierrez Klinsky, Silvelene Alessandra Silva, M. G. Lima
Neste artigo, residuos de areias de fundicao (RAFs) originarios de: escavacao em aterro sanitario industrial e diretamente de industrias siderurgicas automotivas foram testados como agregado em misturas asfalticas a quente. Estes RAFs, juntamente com o agregado miudo convencional, foram caracterizados fisicamente obtendo no ensaio de: material pulverulento, teores inferiores a 13%; composicao granulometrica, curvas de material passante em funcao da abertura das malhas equivalentes ao agregado miudo (segundo a norma de agregados); densidade real, aparente e saturada muito proximas ao agregado mineral; micrografia optica, imagens ampliadas (de 10 e 40 vezes obtidas em um Estereoscopio optico) das fracoes representativas do maior e menor tamanhos de graos, visualmente uniformes e semelhantes entre si. Em seguida, foram elaboradas formulacoes de misturas de agregados e RAFs contendo teores de substituicao dos residuos de: 0% (mistura Controle), 50 e 100% em relacao ao po de pedra e moldados corpos de prova cilindricos pelo metodo giratorio SUPERPAVE com cimento asfaltico do tipo CAP 30/45. Estes CPs foram testados no ensaio de tracao por compressao diametral, obtendo valores de resistencia a tracao (RT) da ordem de: 2,0 MPa, para as misturas contendo 50% de RAF (das duas origens) e da ordem de 1,3 MPa nas misturas contendo 100% de RAF; e ensaio de modulo de resiliencia obtendo valores medios da ordem de: 2500 a 6000 MPa. Concluiu-se que o RAF possui viabilidade tecnica como agregado em pavimentos flexiveis. Palavras-chave: residuos, sustentabilidade, pavimentos.
{"title":"O emprego de resíduos de areia de fundição (RAF) em concreto asfáltico: uma alternativa para a sustentabilidade na pavimentação","authors":"P. P. O. L. Dyer, Luis Miguel Gutierrez Klinsky, Silvelene Alessandra Silva, M. G. Lima","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1252","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1252","url":null,"abstract":"Neste artigo, residuos de areias de fundicao (RAFs) originarios de: escavacao em aterro sanitario industrial e diretamente de industrias siderurgicas automotivas foram testados como agregado em misturas asfalticas a quente. Estes RAFs, juntamente com o agregado miudo convencional, foram caracterizados fisicamente obtendo no ensaio de: material pulverulento, teores inferiores a 13%; composicao granulometrica, curvas de material passante em funcao da abertura das malhas equivalentes ao agregado miudo (segundo a norma de agregados); densidade real, aparente e saturada muito proximas ao agregado mineral; micrografia optica, imagens ampliadas (de 10 e 40 vezes obtidas em um Estereoscopio optico) das fracoes representativas do maior e menor tamanhos de graos, visualmente uniformes e semelhantes entre si. Em seguida, foram elaboradas formulacoes de misturas de agregados e RAFs contendo teores de substituicao dos residuos de: 0% (mistura Controle), 50 e 100% em relacao ao po de pedra e moldados corpos de prova cilindricos pelo metodo giratorio SUPERPAVE com cimento asfaltico do tipo CAP 30/45. Estes CPs foram testados no ensaio de tracao por compressao diametral, obtendo valores de resistencia a tracao (RT) da ordem de: 2,0 MPa, para as misturas contendo 50% de RAF (das duas origens) e da ordem de 1,3 MPa nas misturas contendo 100% de RAF; e ensaio de modulo de resiliencia obtendo valores medios da ordem de: 2500 a 6000 MPa. Concluiu-se que o RAF possui viabilidade tecnica como agregado em pavimentos flexiveis. Palavras-chave: residuos, sustentabilidade, pavimentos.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89508986","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-03-10DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1232
W. A. Pereira, Igor Ceron, M. S. E. Silva, Marcos Paulo Soares de Freitas, E. Silva, F. M. Costa
O objetivo desta pesquisa foi estudar a viabilidade, com relacao a resistencia a tracao, da utilizacao da folha de buriti como reforco em compositos com fibras continuas unidirecionais em matriz polimerica. Como matriz, foram utilizadas as resinas de poliester isoftalico, de poliester ortoftalico e de epoxi. Analisou-se a resistencia a tracao da fibra, das resinas e dos compositos confeccionados com cada polimero. Testes de arrancamento foram realizados para verificar a adesao da fibra nas resinas usadas como matriz. Foi feita uma caracterizacao da fibra atraves de microscopia optica e com microscopio eletronico de varredura (MEV), alem da determinacao de sua densidade. Quanto a estrutura, observou-se que as fibras possuem uma lacuna central entre as faces adaxial e abaxial e que ha um enrolamento da fibra. Os ensaios de arrancamento mostraram que houve maior adesao entre a fibra da folha de buriti e a matriz de epoxi, com um comprimento critico lc = 1,0 mm, seguido pela matriz de poliester isoftalico, com lc = 2,8 mm, e pela matriz de poliester ortoftalico, com lc = 26,8 mm. A fibra apresentou resistencia a tracao variando entre 100,8 MPa e 224,1 MPa. Verificouse que a resistencia a tracao das fibras e maior para diâmetros menores. Entre as resinas estudadas, a de epoxi foi a que apresentou maior resistencia media a tracao (60,5 MPa), seguido pela de poliester isoftalico (34,5 MPa) e pela de poliester ortoftalico (27,7 MPa). Testes com os compositos criados mostraram que a matriz de epoxi e a mais promissora quanto a resistencia a tracao, seguida pela matriz de poliester isoftalico. A matriz de poliester ortoftalico apresentou valores de resistencia bem abaixo da demais. Conclui-se que a fibra da folha de buriti apresentou um bom potencial para a producao de compositos leves e resistentes. Palavras-chave: Ensaio de arrancamento. Resistencia a tracao. Densidade. Matriz polimerica. Fibra vegetal.
{"title":"Desenvolvimento de compósitos poliméricos reforçados com fibra da folha do buriti","authors":"W. A. Pereira, Igor Ceron, M. S. E. Silva, Marcos Paulo Soares de Freitas, E. Silva, F. M. Costa","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1232","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1232","url":null,"abstract":"O objetivo desta pesquisa foi estudar a viabilidade, com relacao a resistencia a tracao, da utilizacao da folha de buriti como reforco em compositos com fibras continuas unidirecionais em matriz polimerica. Como matriz, foram utilizadas as resinas de poliester isoftalico, de poliester ortoftalico e de epoxi. Analisou-se a resistencia a tracao da fibra, das resinas e dos compositos confeccionados com cada polimero. Testes de arrancamento foram realizados para verificar a adesao da fibra nas resinas usadas como matriz. Foi feita uma caracterizacao da fibra atraves de microscopia optica e com microscopio eletronico de varredura (MEV), alem da determinacao de sua densidade. Quanto a estrutura, observou-se que as fibras possuem uma lacuna central entre as faces adaxial e abaxial e que ha um enrolamento da fibra. Os ensaios de arrancamento mostraram que houve maior adesao entre a fibra da folha de buriti e a matriz de epoxi, com um comprimento critico lc = 1,0 mm, seguido pela matriz de poliester isoftalico, com lc = 2,8 mm, e pela matriz de poliester ortoftalico, com lc = 26,8 mm. A fibra apresentou resistencia a tracao variando entre 100,8 MPa e 224,1 MPa. Verificouse que a resistencia a tracao das fibras e maior para diâmetros menores. Entre as resinas estudadas, a de epoxi foi a que apresentou maior resistencia media a tracao (60,5 MPa), seguido pela de poliester isoftalico (34,5 MPa) e pela de poliester ortoftalico (27,7 MPa). Testes com os compositos criados mostraram que a matriz de epoxi e a mais promissora quanto a resistencia a tracao, seguida pela matriz de poliester isoftalico. A matriz de poliester ortoftalico apresentou valores de resistencia bem abaixo da demais. Conclui-se que a fibra da folha de buriti apresentou um bom potencial para a producao de compositos leves e resistentes. Palavras-chave: Ensaio de arrancamento. Resistencia a tracao. Densidade. Matriz polimerica. Fibra vegetal.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-03-10","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79050550","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1238
Luana Orlandi de Aguiar, Natalício Stachewski, Michele Cristina Formolo Garcia, A. Kurek, A. L. D. S. Schneider, D. Mouga, A. Pezzin
Polihidroxibutirato (PHB) e um biopolimero produzido intracelularmente e acumulado como reserva de energia por muitos microrganismos, sendo o principal, a bacteria Cupriavidus necator. Logo, e necessario realizar a extracao dos grânulos intracelulares do interior das celulas. A extracao quimica do PHB com cloroformio e hipoclorito de sodio e eficiente, porem, utilizam-se elevadas quantidades de cloroformio, solvente toxico e volatil. Assim, faz-se necessario o estudo de novas tecnologias para a extracao do PHB, buscando tornar o processo viavel tecnologicamente, visto que este biopolimero e um importante candidato para substituicao de polipropileno (PP). Diante desse contexto, este trabalho objetivou avaliar o processo de extracao do PHB por meio das larvas de Zophobas morio Fabricius, comparado ao processo quimico tradicional. O PHB foi sintetizado pela bacteria Cupriavidus necator em frascos de Erlenmeyer com 300 mL de meio mineral contendo glicose e frutose como fontes de carbono. O cultivo foi conduzido por 24 h a 30 °C e 150 rpm. A biomassa obtida do cultivo foi submetida a extracao quimica (dispersao de cloroformio/hipoclorito de sodio) e biologica, sendo, para isto, utilizada em uma mistura 2:1 (m/m) de farelo de trigo para biomassa umida contendo PHB como fonte de alimentacao das larvas de Zophobas morio Fabricius. O PHB obtido pelos dois processos foi caracterizado por termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratoria (DSC), espectroscopia na regiao do infravermelho com transformada de Fourier - reflexao total atenuada (FTIR/ATR), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletronica de varredura (MEV). Verificou-se que a amostra extraida pelo metodo biologico (PHB_EB), quando comparada com a amostra extraida pelo metodo quimico (PHB_EQ), apresentou a mesma estrutura quimica e que a metodologia biologica usando larvas apresentou-se mais rapida e eficiente, garantindo a extracao do PHB com elevada pureza e estabilidade termica, com reduzida quantidade de solvente, tornando este processo mais ambientalmente amigavel. Palavras-chave: Extracao biologica, Polihidroxibutirato, Zophobas morio Fabricius
{"title":"Avaliação das propriedades do biopolímero polihidroxibutirato (PHB) extraído por vermes de Zophobas morio Fabricius","authors":"Luana Orlandi de Aguiar, Natalício Stachewski, Michele Cristina Formolo Garcia, A. Kurek, A. L. D. S. Schneider, D. Mouga, A. Pezzin","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1238","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1238","url":null,"abstract":"Polihidroxibutirato (PHB) e um biopolimero produzido intracelularmente e acumulado como reserva de energia por muitos microrganismos, sendo o principal, a bacteria Cupriavidus necator. Logo, e necessario realizar a extracao dos grânulos intracelulares do interior das celulas. A extracao quimica do PHB com cloroformio e hipoclorito de sodio e eficiente, porem, utilizam-se elevadas quantidades de cloroformio, solvente toxico e volatil. Assim, faz-se necessario o estudo de novas tecnologias para a extracao do PHB, buscando tornar o processo viavel tecnologicamente, visto que este biopolimero e um importante candidato para substituicao de polipropileno (PP). Diante desse contexto, este trabalho objetivou avaliar o processo de extracao do PHB por meio das larvas de Zophobas morio Fabricius, comparado ao processo quimico tradicional. O PHB foi sintetizado pela bacteria Cupriavidus necator em frascos de Erlenmeyer com 300 mL de meio mineral contendo glicose e frutose como fontes de carbono. O cultivo foi conduzido por 24 h a 30 °C e 150 rpm. A biomassa obtida do cultivo foi submetida a extracao quimica (dispersao de cloroformio/hipoclorito de sodio) e biologica, sendo, para isto, utilizada em uma mistura 2:1 (m/m) de farelo de trigo para biomassa umida contendo PHB como fonte de alimentacao das larvas de Zophobas morio Fabricius. O PHB obtido pelos dois processos foi caracterizado por termogravimetria (TG), calorimetria diferencial exploratoria (DSC), espectroscopia na regiao do infravermelho com transformada de Fourier - reflexao total atenuada (FTIR/ATR), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletronica de varredura (MEV). Verificou-se que a amostra extraida pelo metodo biologico (PHB_EB), quando comparada com a amostra extraida pelo metodo quimico (PHB_EQ), apresentou a mesma estrutura quimica e que a metodologia biologica usando larvas apresentou-se mais rapida e eficiente, garantindo a extracao do PHB com elevada pureza e estabilidade termica, com reduzida quantidade de solvente, tornando este processo mais ambientalmente amigavel. Palavras-chave: Extracao biologica, Polihidroxibutirato, Zophobas morio Fabricius","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77990456","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1223
J. Borges, Fabiana Cristina Nascimento Borges
The resonant absorption of recoilless -rays, known as Mossbauer Spectroscopy, is an efficient nuclear prospecting technique to structural and magnetic analysis. When studying steels, it is possible to accurately analyze the surface of materials using the Conversion Electron Mossbauer Spectroscopy technique (CEMS) that evaluates the sample’s surface to a depth of 200 nm, and by Conversion X-ray Mossbauer Spectroscopy by (CXMS), which can go deeper and investigate inner layers of steel samples (10 m). In this work, this technique was employed to study the crystallographic reversion (f.c.c.h.c.p.) of stainless steel shape memory. A hexagonal martensitic phase was induced mechanically through the compression test and the reversion to austenite phase was observed using heat treatment. Mossbauer spectroscopy measurements were carried out using the conversion of electrons, and X-ray with a 57Co source in a rhodium matrix at room temperature and without the external fields. Spectra were analyzed using specific adjustment software. The results indicated great reversal of -martensite. Rietveld refinement analysis was obtained using the XRD data to evaluate possible structural changes occurring during the thermo-mechanical treatment (cycles of deformation followed by heating). Comparison of the Mossbauer spectra and Rietveld refinement are important for understanding the reversal of the martensitic phase. In this case, the crystal structure changes resulted in a shape recovery material, which was deformed beyond its elastic limit. Keywords: Shape memory effect, stainless steel, -martensite, Mossbauer Spectroscopy, Rietveld refinement.
{"title":"Mössbauer spectroscopy and Rietveld refinement used to analyze stainless steel properties regarding shape memory effect (SME)","authors":"J. Borges, Fabiana Cristina Nascimento Borges","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1223","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1223","url":null,"abstract":"The resonant absorption of recoilless -rays, known as Mossbauer Spectroscopy, is an efficient nuclear prospecting technique to structural and magnetic analysis. When studying steels, it is possible to accurately analyze the surface of materials using the Conversion Electron Mossbauer Spectroscopy technique (CEMS) that evaluates the sample’s surface to a depth of 200 nm, and by Conversion X-ray Mossbauer Spectroscopy by (CXMS), which can go deeper and investigate inner layers of steel samples (10 m). In this work, this technique was employed to study the crystallographic reversion (f.c.c.h.c.p.) of stainless steel shape memory. A hexagonal martensitic phase was induced mechanically through the compression test and the reversion to austenite phase was observed using heat treatment. Mossbauer spectroscopy measurements were carried out using the conversion of electrons, and X-ray with a 57Co source in a rhodium matrix at room temperature and without the external fields. Spectra were analyzed using specific adjustment software. The results indicated great reversal of -martensite. Rietveld refinement analysis was obtained using the XRD data to evaluate possible structural changes occurring during the thermo-mechanical treatment (cycles of deformation followed by heating). Comparison of the Mossbauer spectra and Rietveld refinement are important for understanding the reversal of the martensitic phase. In this case, the crystal structure changes resulted in a shape recovery material, which was deformed beyond its elastic limit. Keywords: Shape memory effect, stainless steel, -martensite, Mossbauer Spectroscopy, Rietveld refinement.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"76086971","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1233
Gregory Beilner, B. Pereira, C. M. Lepienski, G. B. Souza, E. S. Szameitat, N. Kuromoto, A. Claro, V. S. Sampaio, B. Chee, A. D. Luz, M. Nugent
Among titanium alloys with non-toxic elements, the Ti-25Nb-25Ta alloy has good elastic behavior for applications in osseous implants, biocompatibility, and excellent corrosion resistance. The present study aimed to better the biocompatibility characteristics of Ti-25Nb-25Ta alloy modifying its surface through Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) treatment. The formed oxide coating is amorphous and composed of two distinct porous formations: smaller hole-shaped pores and larger volcano-like pores. The regions with the formation of smaller pores and in the hole shaped presented the highest atomic percentage of the chemical element phosphorus. Nanoindentation tests have shown that the hardness of the Ti-25Nb-25Ta alloy is slightly lower than the commercially pure grade 2 titanium (a material used as reference), while elastic modulus measurements of Ti-25Nb-25Ta presented more suitable values for implant application (lower values when compared with titanium reference). After PEO treatment there were significant mechanical surface improvements (increased fairly surface hardness and decreased elastic modulus) for application in osseous tissue. Despite the Ti-25Nb-25Ta alloy presented excellent characteristics for applications in hard biological tissues, the PEO treatment better its features. Keywords: Titanium alloy, Ti-25Nb-25Ta, nanoindentation, mechanical properties, Plasma Electrolytic Oxidation.
{"title":"Ti-25Nb-25Ta alloy treated by plasma electrolytic oxidation in phosphoric acid for implant applications","authors":"Gregory Beilner, B. Pereira, C. M. Lepienski, G. B. Souza, E. S. Szameitat, N. Kuromoto, A. Claro, V. S. Sampaio, B. Chee, A. D. Luz, M. Nugent","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1233","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1233","url":null,"abstract":"Among titanium alloys with non-toxic elements, the Ti-25Nb-25Ta alloy has good elastic behavior for applications in osseous implants, biocompatibility, and excellent corrosion resistance. The present study aimed to better the biocompatibility characteristics of Ti-25Nb-25Ta alloy modifying its surface through Plasma Electrolytic Oxidation (PEO) treatment. The formed oxide coating is amorphous and composed of two distinct porous formations: smaller hole-shaped pores and larger volcano-like pores. The regions with the formation of smaller pores and in the hole shaped presented the highest atomic percentage of the chemical element phosphorus. Nanoindentation tests have shown that the hardness of the Ti-25Nb-25Ta alloy is slightly lower than the commercially pure grade 2 titanium (a material used as reference), while elastic modulus measurements of Ti-25Nb-25Ta presented more suitable values for implant application (lower values when compared with titanium reference). After PEO treatment there were significant mechanical surface improvements (increased fairly surface hardness and decreased elastic modulus) for application in osseous tissue. Despite the Ti-25Nb-25Ta alloy presented excellent characteristics for applications in hard biological tissues, the PEO treatment better its features. Keywords: Titanium alloy, Ti-25Nb-25Ta, nanoindentation, mechanical properties, Plasma Electrolytic Oxidation.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78582508","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1230
Beatriz Ottoni Azevedo Porto Miranda, Antônio Carlos Barbosa Zancanella, Rômulo Maziero, Bruno Dorneles de Castro, J. C. C. Rubio
A integridade estrutural de um gerador de vapor pode ser afetada por diversos fatores, como o tipo de material que compoe a estrutura, a qualidade das juntas soldadas, os parâmetros de fabricacao da caldeira e os procedimentos operacionais.Neste contexto, a corrosao se destaca como uma das principais fontes de degradacao podendo levar essas superficies sob pressao a um completo colapso. Neste estudo, foi realizada uma analise de falhas para investigar o processo que leva a ruptura e a corrosao em uma caldeira, utilizando as ferramentas FMEA (Analise de modos de falhas e efeitos) e FTA (Analise da arvore de falhas). Ensaios metalograficos de amostras da estrutura e um estudo fisico-quimico da agua de alimentacao do sistema tambem foram analisados. Os ensaios metalograficos evidenciaram pequenas fissuras no metal de base, alem de falta de penetracao na junta soldada e um desalinhamento de junta. A analise da agua mostrou uma alta concentracao de ions cloreto e um baixo pH da agua de alimentacao, fatores que causam a ruptura da camada passiva e resultam em corrosao. O uso das ferramentas FMEA e FTA possibilitaram a compreensao de fatores que atuam como concentradores de tensao, associados a inferior qualidade da agua de alimentacao do gerador de vapor e erros durante o processo de soldagem, que resultaram em corrosao localizada seguida de ruptura e vazamento de agua liquida e em vapor. Palavras-chave: Caldeiras, corrosao, FMEA, FTA.
{"title":"Análise de falhas de um gerador de vapor usando as ferramentas FMEA e FTA","authors":"Beatriz Ottoni Azevedo Porto Miranda, Antônio Carlos Barbosa Zancanella, Rômulo Maziero, Bruno Dorneles de Castro, J. C. C. Rubio","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1230","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1230","url":null,"abstract":"A integridade estrutural de um gerador de vapor pode ser afetada por diversos fatores, como o tipo de material que compoe a estrutura, a qualidade das juntas soldadas, os parâmetros de fabricacao da caldeira e os procedimentos operacionais.Neste contexto, a corrosao se destaca como uma das principais fontes de degradacao podendo levar essas superficies sob pressao a um completo colapso. Neste estudo, foi realizada uma analise de falhas para investigar o processo que leva a ruptura e a corrosao em uma caldeira, utilizando as ferramentas FMEA (Analise de modos de falhas e efeitos) e FTA (Analise da arvore de falhas). Ensaios metalograficos de amostras da estrutura e um estudo fisico-quimico da agua de alimentacao do sistema tambem foram analisados. Os ensaios metalograficos evidenciaram pequenas fissuras no metal de base, alem de falta de penetracao na junta soldada e um desalinhamento de junta. A analise da agua mostrou uma alta concentracao de ions cloreto e um baixo pH da agua de alimentacao, fatores que causam a ruptura da camada passiva e resultam em corrosao. O uso das ferramentas FMEA e FTA possibilitaram a compreensao de fatores que atuam como concentradores de tensao, associados a inferior qualidade da agua de alimentacao do gerador de vapor e erros durante o processo de soldagem, que resultaram em corrosao localizada seguida de ruptura e vazamento de agua liquida e em vapor. Palavras-chave: Caldeiras, corrosao, FMEA, FTA.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79886256","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1251
A. P. S. Souza, Natália Macêdo Cavalcante, F. Freire, A. Almeida
Nanoparticles of TiO2 have been the main semiconductor applied in Dye-sensitized solar cells (DSSCs). In this work, solar cells were developed from the electrophoretic deposition of anatase titanium dioxide (TiO2) films on conductive glasses. The electrophoretic deposition was perfomed with a constant voltage of 80V for 2 minutes and, after drying, the films were sintered at three different temperatures: 450 °C, 550 °C and 600 °C. In the assembly of the cells, the titanium dioxide films were sensitized by Ruthenizer 535-bisTBA dye (N719) and an electrolyte containing the iodide / tri-iodide redox pair and a commercial transparent platinum counter electrode were used. TiO2 films were characterized by scanning electron microscopy, dispersive energy spectroscopy and X-ray diffraction and photo-electrochemical techniques. The energy conversion rates were 0.2646% for the sintered film at 450 °C, 0.1209% for the sintered film at 550 °C and 0.1137% for the film sintered at 600 °C. Keywords: Dye-sensitized solar cells. Electrophoresis. Titanium dioxide. Film. Mesoporous. Photoanode.
{"title":"Performance evaluation of titanium oxide deposited by electrophoresis in photoelectrodes of dye-sensitized solar cells","authors":"A. P. S. Souza, Natália Macêdo Cavalcante, F. Freire, A. Almeida","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1251","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1251","url":null,"abstract":"Nanoparticles of TiO2 have been the main semiconductor applied in Dye-sensitized solar cells (DSSCs). In this work, solar cells were developed from the electrophoretic deposition of anatase titanium dioxide (TiO2) films on conductive glasses. The electrophoretic deposition was perfomed with a constant voltage of 80V for 2 minutes and, after drying, the films were sintered at three different temperatures: 450 °C, 550 °C and 600 °C. In the assembly of the cells, the titanium dioxide films were sensitized by Ruthenizer 535-bisTBA dye (N719) and an electrolyte containing the iodide / tri-iodide redox pair and a commercial transparent platinum counter electrode were used. TiO2 films were characterized by scanning electron microscopy, dispersive energy spectroscopy and X-ray diffraction and photo-electrochemical techniques. The energy conversion rates were 0.2646% for the sintered film at 450 °C, 0.1209% for the sintered film at 550 °C and 0.1137% for the film sintered at 600 °C. Keywords: Dye-sensitized solar cells. Electrophoresis. Titanium dioxide. Film. Mesoporous. Photoanode.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"83271029","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1228
M. J. Duart
A incorporacao de nanomateriais e uma possibilidade para o melhoramento e modificacao caracteristicas ou propriedades em materiais. A utilizacao de nanotubos de carbono (NTC) tem sido pesquisada em concretos para aumento da resistencia a tracao, a compressao, modulo de elasticidade entre outras caracteristicas como reducao de permeabilidade. Buscou-se melhorar a cinetica de hidratacao dos silicatos do cimento pela criacao de espacos de nucleacao e crescimento de estruturas cristalinas tornando a microestrutura mais densa, conforme verificados pela analise microscopica e porosimetria. Corpos de prova em microconcreto tiveram a resistencia a tracao testadas aos 28 dias. As porcentagens de NTC (0,0% e 0,2%) e C-S-H (0,0% e 2,0%) foram variadas, bem como a razao Ca / Si (0,8 e 1,2) de C-S-H. No total foram produzidos 5 tipos de compositos que tiveram suas caracteristicas comparadas ao material de referencia (sem adicoes). O composito C2-0,8 (com 2% de C-S-H de relacao Ca/Si = 0,8) apresentou resistencia a tracao 18,0 % maior que o material de referencia (R), ja para o composito misto CT2-0,8 (2% C-S-H Ca/Si = 0,8 e 2% NTC) o aumento da resistencia de 33% comparado a referencia. O composito T2 (adicionado apenas 0,2% de NTC) apresentou 13% de acrescimo de resistencia se comparado ao material R. O uso de NTC, em concretos ou outras misturas cimenticias, pode ser potencializado se empregado em conjunto com C-S-H (precipitado). Isto melhora a hidratacao dos silicatos do cimento atraves da criacao de espacos de nucleacao que favorecem o crescimento cristalino e reduzem a porosidade conforme analise em microscopia eletronica e testes de porosimetria por intrusao de mercurio realizadas nas amostras. Palavras-chave: C-S-H, Nanotubos de carbono, resistencia a tracao na flexao.
{"title":"Características microestruturais de concretos adicionados de C-S-H e nanotubos de carbono","authors":"M. J. Duart","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1228","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1228","url":null,"abstract":"A incorporacao de nanomateriais e uma possibilidade para o melhoramento e modificacao caracteristicas ou propriedades em materiais. A utilizacao de nanotubos de carbono (NTC) tem sido pesquisada em concretos para aumento da resistencia a tracao, a compressao, modulo de elasticidade entre outras caracteristicas como reducao de permeabilidade. Buscou-se melhorar a cinetica de hidratacao dos silicatos do cimento pela criacao de espacos de nucleacao e crescimento de estruturas cristalinas tornando a microestrutura mais densa, conforme verificados pela analise microscopica e porosimetria. Corpos de prova em microconcreto tiveram a resistencia a tracao testadas aos 28 dias. As porcentagens de NTC (0,0% e 0,2%) e C-S-H (0,0% e 2,0%) foram variadas, bem como a razao Ca / Si (0,8 e 1,2) de C-S-H. No total foram produzidos 5 tipos de compositos que tiveram suas caracteristicas comparadas ao material de referencia (sem adicoes). O composito C2-0,8 (com 2% de C-S-H de relacao Ca/Si = 0,8) apresentou resistencia a tracao 18,0 % maior que o material de referencia (R), ja para o composito misto CT2-0,8 (2% C-S-H Ca/Si = 0,8 e 2% NTC) o aumento da resistencia de 33% comparado a referencia. O composito T2 (adicionado apenas 0,2% de NTC) apresentou 13% de acrescimo de resistencia se comparado ao material R. O uso de NTC, em concretos ou outras misturas cimenticias, pode ser potencializado se empregado em conjunto com C-S-H (precipitado). Isto melhora a hidratacao dos silicatos do cimento atraves da criacao de espacos de nucleacao que favorecem o crescimento cristalino e reduzem a porosidade conforme analise em microscopia eletronica e testes de porosimetria por intrusao de mercurio realizadas nas amostras. Palavras-chave: C-S-H, Nanotubos de carbono, resistencia a tracao na flexao.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"90584022","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1218
H. M. D. Costa, V. D. Ramos, J. S. A. E. Cyrino
O potencial antioxidante do oleo de semente de uva (OSU) foi avaliado apos sua adicao ao polipropileno reciclado (PP rec.). OSU foi incorporado ao polipropileno reciclado (PP rec.) em teores variaveis de 0,5, 1,0 e 1,5 phr (partes por cem partes de PP). O processamento foi conduzido em uma extrusora de rosca dupla e as diferentes amostras, apos serem granuladas, foram submetidas a degradacao termo-oxidativa atraves de termogravimetria (TGA). Os dados experimentais foram tratados por meio de uma metodologia empirica que conjugou modelos cineticos, presentes na literatura, e ferramentas estatisticas como, por exemplo, a analise de variância (ANOVA). Os resultados da cinetica de degradacao termo-oxidativa permitiram concluir que OSU apresenta atividade antioxidante efetiva apenas quando o teor adicionado nao excede a 0,5 phr e baixas taxas de aquecimento (3 C/min) sao consideradas. Palavras-chave: Polipropileno. Oleo de semente de uva. Analise termica. Termo-oxidacao. Cinetica.
{"title":"Influência do óleo de semente de uva na degradação termo-oxidativa do polipropileno (PP) reciclado","authors":"H. M. D. Costa, V. D. Ramos, J. S. A. E. Cyrino","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1218","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1218","url":null,"abstract":"O potencial antioxidante do oleo de semente de uva (OSU) foi avaliado apos sua adicao ao polipropileno reciclado (PP rec.). OSU foi incorporado ao polipropileno reciclado (PP rec.) em teores variaveis de 0,5, 1,0 e 1,5 phr (partes por cem partes de PP). O processamento foi conduzido em uma extrusora de rosca dupla e as diferentes amostras, apos serem granuladas, foram submetidas a degradacao termo-oxidativa atraves de termogravimetria (TGA). Os dados experimentais foram tratados por meio de uma metodologia empirica que conjugou modelos cineticos, presentes na literatura, e ferramentas estatisticas como, por exemplo, a analise de variância (ANOVA). Os resultados da cinetica de degradacao termo-oxidativa permitiram concluir que OSU apresenta atividade antioxidante efetiva apenas quando o teor adicionado nao excede a 0,5 phr e baixas taxas de aquecimento (3 C/min) sao consideradas. Palavras-chave: Polipropileno. Oleo de semente de uva. Analise termica. Termo-oxidacao. Cinetica.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80560398","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-25DOI: 10.1590/S1517-707620210001.1217
Jonnas Santos Alves, P. Kenedi, S. Barros
The adhesive fracture resistance of structural adhesive joints in mode II, IIC, is accessed through the application of two models that prescind of the measurement of the crack length during the subjection of ENF specimens to three-point bending monotonic tests. The load vs transversal displacement results are used in two different approaches: a damage model and a cohesive zone model. The first one was used in test where the crack propagation was unstable and the second one was used for stable crack propagations. These initial results show the viability of the models and show that both: initial crack length and transversal load rate; have great influence in IIC evaluation. Keywords: structural adhesive joints, ENF specimens, fracture mechanics.
{"title":"Evaluation of structural adhesive joints fracture toughness without crack measurement","authors":"Jonnas Santos Alves, P. Kenedi, S. Barros","doi":"10.1590/S1517-707620210001.1217","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/S1517-707620210001.1217","url":null,"abstract":"The adhesive fracture resistance of structural adhesive joints in mode II, IIC, is accessed through the application of two models that prescind of the measurement of the crack length during the subjection of ENF specimens to three-point bending monotonic tests. The load vs transversal displacement results are used in two different approaches: a damage model and a cohesive zone model. The first one was used in test where the crack propagation was unstable and the second one was used for stable crack propagations. These initial results show the viability of the models and show that both: initial crack length and transversal load rate; have great influence in IIC evaluation. Keywords: structural adhesive joints, ENF specimens, fracture mechanics.","PeriodicalId":18260,"journal":{"name":"Materia-rio De Janeiro","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.4,"publicationDate":"2021-01-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"87156011","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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