Processamento e caracterização mecânica e metalográfica de compósitos adiamantados à base de cobre-níquel obtidos por hot pressing

Dissertação de mestrado em Engenharia de Materiais

Caracterização química microestrutural e mecânica de ligações Ti6Al4V-Ti6Al4V processadas por brasagem

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais

Variabilidade temporal da resistência à penetração de um latossolo argiloso sob semeadura direta com rotação de culturas

O desenvolvimento radicular é afetado pela resistência mecânica do solo e altera o potencial de produção das culturas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência à penetração de um solo argiloso com distintos sistemas de cultura em semeadura direta. O experimento foi realizado no campo tecnológico da Cotrijuí, no município de Ijuí (RS), em um Latossolo Vermelho distroférrico típico com 0,68 kg kg-1 de argila, manejado sob semeadura direta, com quatro seqüências de culturas: sucessão soja/trigo, milho/aveia/milho + guandu/trigo/soja/trigo, guandu/trigo/soja/trigo/soja/aveia e crotalária/trigo/soja/aveia/milho/trigo. A resistência à penetração (RP), a umidade e a densidade do solo foram avaliadas em distintas épocas e profundidades. Em todos os sistemas de culturas no Latossolo argiloso com semeadura direta, o maior estado de compactação foi verificado na camada em torno de 0,1 m de profundidade e o menor na camada até 0,07 m. A RP teve grande variação temporal e foi associada à variação do teor de água para cada condição de densidade do solo ou estado de compactação. Durante o ciclo das culturas, valores de RP restritivos ao crescimento das plantas foram atingidos na camada de cerca de 0,03 a 0,23 m de profundidade, quando o teor de água do solo variou de 0,14 a 0,28 kg kg-1. O efeito de plantas de cobertura de estação quente, com sistema radicular abundante e formador de poros biológicos, na redução da resistência mecânica do solo à penetração não foi observado no tempo estudado.

Escarificação mecânica e biológica para a redução da compactação em argissolo franco-arenoso sob plantio direto

O manejo influi nas propriedades físicas no campo, alterando a dinâmica do ar, da água e de solutos no solo. Propriedades físicas em sistemas de manejo conservacionista do solo foram avaliadas em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico (Typic Hapludalf) de textura franco-arenosa no horizonte A. Os tratamentos foram estabelecidos em solo com histórico de 10 anos de plantio direto, a saber: soja em sistema plantio direto; soja em solo escarificado; crotalária em cultivo mínimo e solo descoberto sem preparo. Foram determinadas: a resistência mecânica à penetração; a densidade do solo; a porosidade total; a distribuição do tamanho de poros; a condutividade hidráulica do solo saturado e não saturado; a infiltração de água no solo pelos métodos de anéis concêntricos e sob chuva natural; a variação da umidade volumétrica do solo durante o ciclo das culturas e a curva característica de água no solo. Observou-se que a resistência mecânica à penetração (RP) foi máxima na camada de 0,075 m, nos tratamentos sem preparo do solo, enquanto, no solo escarificado (Esc-soja), a RP máxima ocorreu em maior profundidade (0,175 m). A mobilização subsuperficial (escarificação) e a superficial (discagem e semeadura) do solo não se refletiram em redução na densidade do solo (Ds). O solo sob plantio direto de soja apresentou maior volume de macroporos que o solo sob cultivo de crotalária e descoberto, na profundidade 0,02 a 0,05 m, favorecendo a maior condutividade hidráulica do solo saturado e a menor retenção de água no solo em situação de déficit hídrico. Dentre as propriedades físico-mecânicas analisadas, a RP mostrou-se mais sensível em detectar a compactação do que a Ds e porosidades, especialmente para camadas de solo pouco espessas. A eficácia da ruptura da camada compactada do solo depende da propriedade hídrica ou mecânica do solo usada como indicadora. Usando a condutividade hidráulica do solo saturado, em médio prazo, a "escarificação biológica" (CM-crot) mostrou-se mais eficaz na ruptura da camada compactada e estabelecimento de poros condutores de água do que a escarificação mecânica (Esc-soja) do solo. Em contrapartida, se o indicador for a RP, o resultado é inverso. Assim, a propriedade hídrica ou mecânica do solo a ser usada como indicadora para a avaliação da eficácia da ruptura da camada compactada do solo depende do processo físico priorizado: a infiltração e redistribuição de água ou a penetração e crescimento de raízes.

Aplicações da curva de resistência no controle da qualidade física de um solo sob pastagem

A degradação da qualidade física do solo pode estar associada com a compactação causada pelo pisoteio dos animais. A resistência do solo à penetração (RP) é um parâmetro físico utilizado para estabelecer o grau de compactação do solo. Contudo, esta varia com a umidade (teta) e densidade do solo (Ds). O objetivo deste trabalho foi obter a curva de resistência do solo e utilizá-la na avaliação da qualidade física do solo num sistema de pastejo intensivo rotacionado de capim-elefante. A curva de resistência do solo foi determinada por meio de 48 amostras indeformadas, obtidas na profundidade de 0-10 cm numa Terra Roxa Estruturada utilizada com pastagem em sistema intensivo de exploração. Os resultados demonstraram correlação negativa entre a RP e teta, e correlação positiva entre RP e Ds. Estimativas indicaram que no potencial de -0,01 MPa a RP não atinge valores considerados restritivos ao crescimento radicular. Entretanto, no potencial de -0,3 MPa, a RP atinge níveis limitantes em toda a área. Quanto ao sistema de manejo e a espécie estudada, os resultados sugerem que a curva de resistência do solo pode ser utilizada para orientar as práticas de manejo visando à manutenção de uma qualidade física do solo adequada para o crescimento das plantas.

Duração das alterações em propriedades físico-hídricas de Latossolo argiloso decorrentes da escarificação mecânica

Resumo: O objetivo deste trabalho foi determinar o tempo de duração do efeito da descompactação do solo, por escarificação mecânica, por meio de indicadores físico-hídricos de Latossolo argiloso, manejado em sistema plantio direto (SPD). Os tratamentos consistiram em meses (0, 6, 12, 18, 24, 30 e 36) transcorridos após escarificação mecânica em SPD e em testemunha sem escarificação em SPD há 27 anos. Foram avaliadas as variáveis: resistência mecânica à penetração, taxa de infiltração de água no solo, densidade e densidade relativa do solo, distribuição do tamanho de poros e condutividade hidráulica do solo saturado. A duração dos efeitos da escarificação mecânica variou com a propriedade do solo, tendo se mantido por 6 meses na densidade e na densidade relativa, na porosidade total e na macroporosidade; 18 meses na resistência à penetração; e 24 meses na condutividade hidráulica e na taxa de infiltração de água no solo. Propriedades do solo relacionadas ao transporte de água, como condutividade hidráulica e taxa de infiltração estável de água no solo, mantêm o efeito da escarificação por mais tempo e, portanto, são mais adequadas para avaliar a duração da descompactação mecânica.

Caracterização mecânica de misturas solo-escória de alto-forno granulada moída para aplicações em estradas florestais

O presente artigo objetivou avaliar a resistência mecânica de misturas solo-escória de alto-forno granulada moída e ativada com cal hidratada, para aplicações como camada de pavimentos de estradas florestais. O solo analisado é um residual jovem de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, de textura areno-silto-argilosa, classificado como A-2-4 (0) pelo Sistema TRB e como NS' pela Metodologia MCT. A escória de alto-forno granulada moída empregada foi fornecida pela companhia brasileira Valemassa Indústria e Comércio de Argamassa Ltda. Utilizou-se uma cal hidratada comercial como agente ativador das reações de hidratação da escória. Trabalhou-se com teores de escória de 5, 10 e 15%, em relação à massa de solo seco, e de cal hidratada de 5, 10 e 20%, em relação à massa seca de escória. O estudo englobou a realização de ensaios de caracterização química da escória e de caracterização geotécnica do solo, bem como ensaios de compactação e de compressão não-confinada das misturas na energia de compactação do Proctor intermediário, considerando-se os períodos de cura em câmara úmida de 1, 7 e 28 dias. Os resultados indicaram ganhos significativos de resistência mecânica das misturas com relação ao solo, observando-se aumentos expressivos na resistência mecânica, com aumentos nos teores de escória, cal e período de cura.

Demanda tractiva en función de la resistencia mecánica del suelo a la penetración

No presente estudo, foram elaborados modelos empíricos para determinar a força de tração demandada por arados de discos, escarificadores e semeadoras adubadoras, em função da resistência mecânica do solo à penetração. A média da referida resistência, determinou-se até as profundidades de 25; 35 e 15 cm, em correspondência com as regulagens do arado de discos, escarificador e semeadora adubadora. O ajuste foi verificado de acordo com o coeficiente de determinação, gráficos de dispersão, análise residual e teste t (Student). Com base nessas análises, confirmou-se a normalidade dos resíduos, e foram estabelecidos intervalos de confiança com 95% de probabilidade. Os valores estimados e obtidos experimentalmente não discreparam significativamente. Concluiu-se que as funções exponenciais associadas apresentaram adequada precisão e confiabilidade para predizer a força de tração, considerando-se a resistência mecânica do solo à penetração e que os modelos podem ser uma ferramenta útil para o planejamento e gestão de operações agrícolas mecanizadas em solos com textura similar às desta pesquisa.

Caracterização termo-mecânica de interconectores metálicos recobertos com filmes de LaCrO3

The cells unitaria of the solid oxide fuel cell are separated by means of interconnects, which serve as electrical contact between the cells. Lanthanum Chromite (LaCrO3) has been the most common material used as interconnect in solid oxide fuel cells. Reducing the operating temperature around 800 º C of cells to solid oxide fuel make possibilite the use of metallic interconnects as an alternative to ceramic LaCrO3. Metallic interconnects have advantages over ceramic interconnects such as high thermal conductivity, electricity, good ductility, low cost, good physical and mechanical properties. In this work evaluate the thermo-mechanical properties of the metallic substrate and coated metallic substrate with the ceramic LaCrO3 film via spray-pyrolysis, in order to demonstrate the feasibility of using this material as a component of a fuel cell solid oxide. The materials were characterized by X-ray diffraction, oxidation behavior, mechanical strength, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The X-ray diffraction proved the formation phase of the LaCrO3 on the metallic substrate and the identification of the phases formed after the oxidative test and mechanical strength at high temperature. The oxidation behavior showed the increased oxidation resistance of the coated metallic substrate. It was noted that the mechanical resistance to bending of the coated metallic substrate only increases at room temperature. The optical microscopy (OM) has provided an assessment of both the metallic substrate and the LaCrO3 film deposited on the metal substrate that, in comparison with the micrographs obtained from SEM. The SEM one proved the formation of Cr2O3 layer on the metallic substrate and stability of LaCrO3 film after oxidative test, it can also observe the displacement of the ceramic LaCrO3 film after of mechanical testing and mapping of the main elements as chromium, manganese, oxygen, lanthanum in samples after the thermo-mechanical tests.

Incorporação de resíduo cerâmico para prevenção da retrogressão da resistência de cimentos de poços de petróleo submetidos à injeção de vapor

Steam injection is the most used thermal recovery method of oil nowadays because of the high degree of development of the technique that allows high recovery factors. However, injection of superheated steam into the reservoir affects the entire structure of the well, including the cemented layer that presents a retrogression of compressive strength and increases the permeability due to formation of more crystalline and denser phases at temperatures above 110 °C. These changes result in failures in the cement that favor the entrance of formation fluids into the annulus space resulting in unsafe operations and restrictions in the economic life of the well. But the strength retrogression can be prevented by partial replacement of cement by silica-based materials that reduce the CaO/SiO2 ratio of cement slurries changing the trajectory of the reactions, converting those deleterious phases in phases with satisfactory mechanical strength and permeability. The aim of this study was to evaluate the behavior of a ceramic waste material rich in silica in partial and total substitution of a mineral additive used to fight the strength retrogression of cement slurries subjected to high temperatures. The evaluation was made by compression, X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetry (TG/DTG). The samples were submitted to a cycle of low temperature (38 °C) for 28 days and a cycle of low temperature followed by exposure to 280 ºC and 1000 psi by 3 days. The results showed that slurries with additions of up to 30% of the waste material are not enough to prevent the strength retrogression, while slurries with additions of the waste material combined with silica flour in various proportions produced hydrated products of low Ca/Si ratios that maintained the compressive strength at satisfactory levels

Resistência do solo à penetração, cobertura vegetal e produtividade do milho em plantio direto escarificado

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da operação da escarificação ao longo do tempo sobre a estrutura de um solo em plantio direto, assim como os seus efeitos sobre a produtividade do milho e a formação de cobertura vegetal. O trabalho foi conduzido em um NITOSSOLO VERMELHO no município de Botucatu, São Paulo, Brasil. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados em esquema de parcelas subdivididas, sendo as parcelas o fator manejo do solo (em plantio direto e em escarificação) e as subparcelas o fator período de avaliação (quatro e 18 meses após a escarificação) com quatro repetições por tratamento. Os resultados indicaram que, após o período de quatro meses, a escarificação reduziu significativamente a resistência do solo à penetração, até a profundidade de atuação das hastes do escarificador (0,30 m), e, após o período de 18 meses, o efeito da escarificação sobre a resistência do solo à penetração ocorreu apenas na camada superficial do solo (0,05 e 0,10 m). em área cultivada em sistema plantio direto, o efeito do preparo do solo com escarificador sobre a resistência à penetração tende a desaparecer no período de 1,5 anos. A quantidade de matéria seca na superfície do solo, em plantio direto, foi 30% superior ao solo com antecedente de escarificação pelo período de quatro meses.

Metalização mecânica de ZrO2 com Ti para brasagem ZrO2/Aço com ligas de adição sem metal ativo

Metal/ceramic interfaces using zirconia have dominated the industrial applications in the last decade, due to the high mechanical strength and fracture toughness of zirconia, especially at temperatures below 300 ºC. Also noteworthy is the good ionic conductivity in high temperatures of this component. In this work joining between ZrO2 Y-TZP and ZrO2 Mg-PSZ with austenitic stainless steel was studied. These joints were brazed at high-vacuum after mechanical metallization with Ti using filler alloys composed by Ag-Cu and Ag-Cu-Ni. The influence of the metallization, and the affinity between the different groups (ceramic / filler alloys) was evaluated, in order to achieve strong metal/ceramic joints. Evaluation of joints and interfaces, also the characterization of base materials was implemented using various techniques, such as: x-ray diffraction, leak test, three-point flexural test and scanning electron microscopy with chemical analysis. The microstructural analysis revealed physical and chemical bonds in the metal/ceramic interfaces, providing superior leak proof joints and stress cracking, in order to a good joint in all brazed samples. Precipitation zones and reaction layers with eutetic characteristics were observed between the steel and the filler metal

Análise térmica e mecânica de um compósito de matriz cerâmica com carga de EPS e raspa de pneu para construção de casas populares

Space Science was built using a composite made of plaster, EPS, shredded tires, cement and water. Studies were conducted to thermal and mechanical resistance. Inside the mold EPS plates were placed in order to obtain a higher thermal resistance on the wall constructed, as well as to give it an end environmentally friendly in view of both the tire and the EPS occupy a large space in landfills and year need to be degraded when released into the environment. Compression tests were performed according to ABNT blocks to seal, measurements of the temperature variation in the external and internal walls using a laser thermometer and check the temperature of the indoor environment using a thermocouple attached to a digital thermometer. The experiments demonstrated the heat provided by the composite values from the temperature difference between the internal and external surfaces on the walls, reaching levels of 12.4 ° C and room temperature in the interior space of the Science of 33.3 ° C, remaining within the zone thermal comfort for hot climate countries. It was also demonstrated the proper mechanical strength of such a composite for sealing walls. The proposed use of the composite can contribute to reducing the extreme housing shortage in our country, producing popular homes at low cost and with little time to work

Influência da formação de pozolanas com adição de metacaulim em concreto de alta resistência

The need to build durable structures and resistant to harsh environments enabled the development of high strength concrete, these activities generate a high cement consumption, which implies factor in CO2 emissions. Often the desired strength is not achieved using only the cement composition. This study aims to evaluate the influence of pozzolans with the addition of metakaolin on the physical mechanics of high strength concrete comparing them with the standard formulation. Assays were performed to characterize the aggregates according to NBR 7211, evaluation of cement and coarse aggregate through the trials of petrography (NBR 15577-3/08) and alkali-aggregate reaction (NBR 15577-05/08). Specimens were fabricated according to NBR 5738-1/04 with additions of 0%, 4%, 6%, 8% and 10% of metakaolin for cement mortars CP V in the formulations. For evaluation of the concrete hardened in fresh state and scattering assays were performed and compressive strength in accordance with the NBR 7223/1992 and NBR 5739-8/94 respectively. The results of the characterization of aggregates showed good characteristics regarding size analysis and petrography, as well as potentially innocuous as the alkali-aggregate reaction. As to the test of resistance to compression, all the formulations with the addition of metakaolin showed higher value at 28 days of disruption compared with the standard formulation. These results present an alternative to reduce CO2 emissions, and improvements in the quality and durability of concrete, because the fine particle size of metakaolin provides an optimal compression of the mass directly influencing the strength and rheology of the dough

Avaliação mecânica in vitro utilizando miniplacas quadradas e retangulares do sistema 2.0 mm em fraturas da região anterior de mandíbula

The aim of this study was to comparatively evaluate the mechanical strength of squared and rectangular 2.0 mm system miniplates comparing them to the standard configuration with 2 straight miniplates in stabilizing fractures in the anterior mandible. Ninety synthetic polyurethane mandible replicas were used in mechanical test. The samples were divided into six groups of three different methods for fixation. Groups 1, 2 and 3 showed complete fractures in symphysis, characterized by a linear separation between the medial incisor, and groups 4, 5 and 6 showed complete fractures in parasymphysis with oblique design. Groups 1 and 4 were represented by the standard technique with two straight miniplates parallel to each other. Groups 2 and 5 were stabilized by squared miniplates and groups 3 and 6 were fixed by rectangular design. Each group was subjected to a mechanical test at a displacement speed of 10 mm/min on a universal testing machine, receiving linear vertical load on the region of the left first molar. The values of the maximum load and when displacements reached 5 mm were obtained and statistically analyzed by calculating the confidence interval of 95%. Fixation systems using squared (G2) and rectangular (G3) miniplates obtained similar results. No statistically significant differences with respect to the maximum load and the load at 5 mm displacement were found when compared to standard method in symphyseal fractures (G1). In parasymphysis the fixation method using squared miniplates (G5) obtained results without significant differences regarding the maximum load and the load at 5 mm when compared to the standard configuration (G4). The fixation method using rectangular miniplates (G6) showed inferior results which were statistically significant when compared to the standard configuration (G4) for parasymphysis fractures. The mechanical behavior of the fixation methods was similar, except when rectangular miniplates were used. The fixation methods showed better results with statistical significance in symphyseal fractures