Avaliação da microestrutura, microdureza e resistência à corrosão de juntas soldadas de uma liga de Ni-Cr obtidas através de diferentes processos de soldagem

Este trabalho avaliou o comportamento eletroquímico do metal de base (MB) de uma liga a base de níquel-cromo em relação a juntas soldadas desta liga obtidas pelos processos de brasagem (BRA) e Tungsten Inert Gas (TIG), imersos em saliva artificial com pH 2,5 e 5,5. Foram também realizados ensaios de microdureza e caracterização microestrutural, por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura e análise química semi-quantitativa por EDS, nos grupos MB, TIG, BRA e no cordão de solda a laser (LAS). O MB apresentou uma matriz rica em níquel e cromo, distribuída em um arranjo dendrítico típico, apresentando inclusões metálicas de silício e titânio, além de porosidades. As soldas TIG e LAS revelaram uma microestrutura mais refinada que o MB, mostrando, entretanto, uma mesma composição química e distribuição de seus elementos. A solda BRA apresentou diferenças marcantes em sua microestrutura, composição química e distribuição de seus elementos em relação ao MB. Os dados de microdureza Vickers (HV), potencial de corrosão (Ecorr) e densidade de corrente de corrosão (jcorr) foram analisados com ANOVA e teste de Tukey (p<0,05). Para determinação da influência do pH quanto a resistência à corrosão dos grupos MB, TIG e BRA, empregou-se o teste t de Student (p<0,05). O MB apresentou menor média de microdureza (256,13 9,39 HV), seguido pelos grupos TIG (271,53 8,07 HV), LAS (303,73 13,93 HV) e BRA (551,99 37,73 HV). Em pH 2,5 as médias do Ecorr (mV) para o MB, TIG e BRA foram, respectivamente, -67,9 8,43, -52,78 16,74, e -284,33 19,04; e em pH 5,5, médias de -54,03 21,15, -62,08 20,16 e -278,8 28,96. Os valores médios de jcorr (A.cm-2) para o MB, TIG e BRA em pH 2,5 foram, respectivamente, 2,49 0,95, 5,584 1,64 e 27,45 4,9; e em pH 5,5, médias de 1,929 0,83, 4,267 1,51 e 54,2 11,96. Os grupos MB e TIG apresentaram boa resistência à corrosão, com maior módulo de impedância em relação ao grupo BRA. As diferenças no pH da saliva artificial não alteraram o comportamento corrosivo dos grupos MB e TIG. Entretanto, observou-se uma redução marcante na jcorr e no módulo de impedância nas soldas obtidas pelo processo de brasagem. O grupo BRA apresentou corrosão galvânica ao ser analisado formando par com o MB, mostrando uma jcorr de 5,3 A.cm-2. Entretanto, o mesmo não foi observado quando o MB foi associado à solda TIG, onde a jcorr foi cerca de 150 vezes menor. O grupo BRA, além de apresentar um comportamento eletroquímico muito diferente do MB, revelou diferenças marcantes quanto a composição química, aspecto microestrutural e microdureza. As juntas TIG e LAS mostraram semelhanças químicas e microestruturais em relação ao MB, sendo que na solda TIG esta semelhança foi ainda mais evidente. Além disto, a solda TIG apresentou um comportamento eletroquímico muito semelhante ao MB e, portanto, parecendo ser mais recomendável para soldar ligas odontológicas de níquel-cromo em relação aos demais processos de soldagem aqui avaliados.

Síntese e avaliação de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas preparadas in situ para remoção de Mn(II) e Ni(II) de efluente industrial

Esta Dissertação teve como objetivo,a síntese de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas (maghemita) preparadas in situ. Os hidrogéis foram preparados em diferentes concentrações de alginato de sódio (2 e 3% m/v), FeSO4 (0,3 e 0,5 mol L-1) e CaCl2 (0,1 e 0,3 mol L-1). As propriedades físico-químicas dos hidrogéis foram analisadas e, posteriormente, foram avaliados quanto à capacidade de remoção de íons Ni2+ e Mn2+ de soluções aquosas. Para caracterização das amostras foram utilizadas diversas técnicas de análises, tais como, análise granulométrica, microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), magnetometria de amostra vibrante (VSM), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (XRD), espectroscopia Mössbauer, e análise termogravimétrica (TGA). Foram preparados hidrogéis com morfologia predominantemente esférica e dimensões micrométricas (500 a 850 m), com átomos de Fe e Ca dispersos uniformemente em sua estrutura. Os hidrogéis apresentaram boa resistência térmica e comportamento superparamagnético. As amostras foram intumescidas em água deionizada durante um intervalo de tempo a fim de avaliar o grau de intumescimento (Q) para determinar a amostra com a melhor resposta para posterior aplicação em solução aquosa contendo íons metálicos (Ni2+ e Mn2+). Os resultados revelaram que a amostra cuja concentração de 3% m/v de alginato de sódio, 0,3 mol L-1 de FeSO4 e 0,3 mol L-1 de CaCl2 obteve maior Q (50%). Em consequência deste resultado, optou-se por utilizar estaamostra, na remoção de metais pesados presentes em soluções aquosas e em efluentes industriais. Vários parâmetros,tais como: tempo de contato,pH, concentração inicial do íon e massa de hidrogel foram estudados.Os resultados, para efluente sintético, revelaram que o tempo de equilíbrio foi de 60 minutos; a capacidade de remoção dos metais melhora com o aumento de pH (3 a 9), sendo máxima em pH 7;quanto menor a concentração inicial da solução iônica (50 a 500 mg L-1), maior a capacidade de remoção, 52% de Ni2+ e 49% de Mn2+ (concentração inicial de 50 mg L-1). No efluente industrial, a remoção foi de 61% de Ni2+ e 57% de Mn2+(300 mg de hidrogel). Os resultados encontrados revelaram que os hidrogéis magnéticos produzidos à base de alginato têm potencial uso no tratamento de efluentes industriais contaminados com metais pesados

Síntese, caracterização e aplicações na desidrogenação oxidativa de propano de materiais tipo hidrotalcita Ni-Mg-Al com diferentes ânions de compensação

Na reação de desidrogenação oxidativa de propano (ODHP), propano reage com oxigênio da superfície de metais de transição para produzir propeno e água, em temperaturas de 300-700C. Porém, o propeno pode facilmente oxidar, formando CO e CO2. Assim, busca-se catalisadores que promovam a seletividade do propeno. Compostos tipo hidrotalcitas estão sendo apontados como catalisadores de grande potencial para a reação. Portanto, o principal objetivo desse trabalho foi sintetizar precursores tipo hidrotalcitas (contendo íons Ni2+, Mg2+ e Al3+ e tereftalato, heptamolibdato e decavanadato como ânions de compensação) para serem testados na reação de desidrogenação oxidativa de propano. Esses precursores foram sintetizados com uma razão Al/(Al+Ni+Mg)=0,5, variando a razão de Ni/Mg. Além disso, realizou-se a troca iônica do tereftalato (TA) por heptamolibdato (Mo7O24) e decavanadato (V10O28). Esses compostos foram calcinados, obtendo-se assim, óxidos mistos de NiMgAl, NiMgAlMo e NiMgAlV que foram testados como catalisadores na reação de ODHP. Para a determinação das propriedades dos catalisadores foram usadas as técnicas de caracterização: DRX, TGA, volumetria de N2, TPR, Raman e FTIR e ICP. Os resultados indicaram que os materiais tipo hidrotalcita foram obtidos com sucesso. No caso dos precursores preparados por troca iônica a cristalinidade foi menor que os da série NiMgAl-TA. Estes mesmos precursores quando calcinados apresentaram áreas muito altas. Nas três séries, os precursores calcinados são constituídos por óxidos mistos como NiO, NiMoO4, Ni2V2O7 cristalinos e espécies de alumínio e magnésio não detectados na DRX. No teste catalítico de ODHP, observou-se que com o aumento da conversão diminuía a seletividade de propeno, para os óxidos mistos que não continham molibdênio. Os catalisadores da série molibdênio foram os que obtiveram melhor desempenho com altas seletividades, mesmo em altas conversões e a série de cujo precursor foi o tereftalato foi a que exibiu maiores conversões, mas com seletividades menores que da série de Mo

Ni-silicide growth kinetics in Si and Si/SiO2 core/shell nanowires.

A systematic study of the kinetics of axial Ni silicidation of as-grown and oxidized Si nanowires (SiNWs) with different crystallographic orientations and core diameters ranging from ∼ 10 to 100 nm is presented. For temperatures between 300 and 440 °C the length of the total axial silicide intrusion varies with the square root of time, which provides clear evidence that the rate limiting step is diffusion of Ni through the growing silicide phase(s). A retardation of Ni-silicide formation for oxidized SiNWs is found, indicative of a stress induced lowering of the diffusion coefficients. Extrapolated growth constants indicate that the Ni flux through the silicided NW is dominated by surface diffusion, which is consistent with an inverse square root dependence of the silicide length on the NW diameter as observed for (111) orientated SiNWs. In situ TEM silicidation experiments show that NiSi(2) is the first forming phase for as-grown and oxidized SiNWs. The silicide-SiNW interface is thereby atomically abrupt and typically planar. Ni-rich silicide phases subsequently nucleate close to the Ni reservoir, which for as-grown SiNWs can lead to a complete channel break-off for prolonged silicidation due to significant volume expansion and morphological changes.

Ni-resist iron for propellers

Ni-Resist is the name applied to a group of alloy irons to which a sufficient amount of alloying element (mainly nickel) has been added to produce an austenitic matrix. Because of the alloy content and the austenitic matrix, Ni-Resist irons exhibit much better corrosion resistance and toughness than do ordinary cast irons.

Vertically aligned carbon nanotubes growth using self-assembled Ni nanoparticles produced by ion implantation

An alternative method for seeding catalyst nanoparticles for carbon nanotubes and nanowires growth is presented. Ni nanoparticles are formed inside a 450 nm SiO2 film on (100) Si wafers through the implantation of Ni ions at fluences of 7.5×1015 and 1.7×1016 ions.cm-2 and post-annealing treatments at 700, 900 and 1100°C. After exposed to the surface by HF dip etching, the Ni nanoparticles are used as catalyst for the growth of vertically aligned carbon nanotubes by direct current plasma enhanced chemical vapor deposition. © 2007 Materials Research Society.

Biomonitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and heavy metals Ni, V in sediments and anodonts of the Anzali Lagoon and applicability of netural red retention assay (NRR) as biomarkers of these pollutants

Biochemical ecotoxicology and biomarkers using are a new sciences that are used for biomonitoring in aquatic environment. Biomonitoring plays a vital role in strategies to identify, assess, and control contaminants. On the other hands in recent year's attention to polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) and heavy metals increased in aquatic environments because of their carcinogenic and mutagenic properties combined with their nearly ubiquitous distribution in depositional environments by oil pollution or industrial waste waters. The present research aimed to assess PAHs and Ni, V levels in surface sediments and bivalves (Anodonta cygnea)and the effects of PAHs and heavy metals (Ni,V) on the hemocyte of the Anodonta cygnea were investigated in 2 stations (Mahrozeh, Selke in Anzali Lagoon, North of Iran). Samples were collected during at 2 different periods of the year, Dry and rain seasons, (June & September) and to confirm our first observations, Cage station is added. The bivalves hemocytes were monitored for membrane injury by NRR methods (neutral red retention assay). Heavy metal (Ni, V) concentrations were determined by Atomic Absorption in Anodonta cygnea and the sediments in Anzali Lagoon. The vanadium concentration in bivalves and sediments was ND(not detect )-0.4231 μg/g and 1.4381-306.9603 μg/g dry weight respectively. Nickel concentration in bivalves and sediments was 0.0231-1.3351, 0.4024-19.3561 μg/g dry weight respectively. PAHs concentrations were determined by GC-Mass in Anodonta cygnea and the sediments. Average concentration of PAHs is 115-373.788 ng/g dry weight in bivalves and average concentration of PAHs is 34.85-1339.839 ng/g dry weight in sediments. Bioaccumulation sediments factor(BASF) is high about PAHs (>1) and BASF is low for Ni, V (<1) . Internal Damage mechanisms of bivalves hemocytes (cell mortality, dye leakage, decreased membrane stability, are observed (Lowe Methods). Statistical analysis was used to explore the relationship between altered cellular and above contaminants. There are power and negative correlations between PAHs and NRR method for hemocytes in Anodonta cygnea (P<0.0005), but good correlation is not observed between Ni, V and NRR method for hemocytes in every time. This research indicates that the NRR assay is a useful screening technique able to discriminate polluted sites and at first we announce that Anodonta cygnea hemocytes are efficient biomarker for PAHs pollutants in fresh water.

The study of biological characteristics and heavy metal determination of Cd, Pb, Fe, V, Ni in the muscle, liver and gonad tissues of kingfish Scomberomorus commerson in the coastal waters of the Hormozagan Province (Persian Gulf)

Biological studies and heavy metal (Ni, v, Fe, Pb,Cd) determination in liver, gonad and muscle of Scomberomorus commerson were carried out from Oct 2006 to Sept 2007 in Hormozgan coastal waters. 599 Samples were gutted for reproduction and nutrition studies, fork length and weight were measured to nearest cm and g respectively. Meanwhile 40 samples were also investigated for heavy metal studies. All specimens were collected from two major landing sites (Bandar Lengeh & Bandar Abbas). Minimums & maximum fork length & weight were 29, 128 cm & 235 and 15350 g respectively.Isometric growth was shown according to our study and b was estimated 2.9 (overall), 2.91(male) & 2.89 (female). The average relative gut length was 0.52± 0.007 and it was determined that S. commerson is a carnivorous. More than 99 percent of gut content was different teleost fishes. Gastro somatic index had two peaks in Nov & Jan (before spawning) and with a decreased trend in July, the spawning period. Occurrence of empty stomach was estimated % 65.77. Maximum amount of condition factor was in Dec. Spawning season was started from June. The average of Absolute & relative fecundity (to weight unit) was 1217149±179315 and 178.2±15.58 respectively. Lm50% was estimated 75 cm for females. Sex ratio was 0.97: 1 (male: female). Chi- Square test showed no significant difference (p>0.05). Maximum amount of hepatosomatic index was estimated in March.Metal concentrations were determined using either Flame Atomic Absorption Spectroscopy (for Fe) or Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy (for Pb,Cd,Ni and V). The mean concentration (μg/g dry weight)of Pb,Cd,Ni,V and Fe in the liver were 0.0309, 0.0268, 0.0672, 0.0077, 2.5159 in the gonad 0.0440 ,0.0295, 0.1096, 0.0000, 1.4449 and in the muscle 0.0244, 0.0324, 0.0656, 0.0128, 1.6138 respectively. The maximum metal concentrations were below the maximum permissible limits for human consumption recommended by the USEPA, WHO and the UK. The results of Kendall's Tau-b correlation coefficient were as follows: The Liver tissue: There were significant positive linear relationships between accumulation of V, Fe, and Pb with Fork length, Pb and Fe with weight, GSI with Pb, Cd, V and 109 Fe, and a negative linear relationships between HSI with accumulation of V and Fe, Fork length, weight and GSI. The Gonad tissue: There were significant positive linear relationships between GSI with accumulation of Pb, Cd, Fe, Fork length and weight, a negative linear relationship between HSI with Fork length, weight and GSI. The Muscle tissue: There were significant positive linear relationships between accumulations of V, Fe with Fork length and weight factors and as well as GSI with Cd, V, Fe, Pb, Fork length and weight,a negative linear relationship between HSI with Fork length, weight, Cd, Fe and GSI. The results of Mann-Whitney U tests (P≤0.05) show that there were significant differences between summer and autumn from heavy metal contents in the studied tissues point of view. The only exceptions were for Ni in the liver, gonads and muscle and as well as there were significant differences between male and female from heavy metal contents in the studied tissues. The only exceptions were for Pb in muscle, Ni in liver, gonad and muscle, V in muscle, and Cd and Fe in gonads.