Desenvolvimento de uma nova liga quaternária Ti25Ta25Nb3Sn para aplicações odontológicas

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Avaliação da usinabilidade de cilindros para laminação de tiras a quente

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Estudo experimental do uso de rebolos convencionais na usinagem do aço VP-50 utilizado na retificação cilíndrica, por meio de diferentes métodos de lubri-refrigeração

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Caracterização mecânica e microestrutural de juntas soldadas a laser em aços maraging com posterior tratamento térmico e termoquímico de superfície a plasma

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Contribuição ao conhecimento de caracteristicas tecnologicas de materiais rochosos

Neste trabalho foi desenvolvida uma investigação experimental com o objetivo de ampliar o conhecimento sobre caracterização tecnológica de materiais de construção, com ênfase no aspecto da alternabilidade. Foram estudadas rochas de 15 localidades representando os seguintes 11 tipos litológicos: basalto compacto, basalto vesicular, basalto microvesicular, diabásio, quartzito, calcário, granito, charnockito, piroxenito, migmatitoe arenito. Os ensaios de laboratório foram conduzidos em corpos de prova cilídricos, cúbicos e britados obtidos a partir das amostras enviadas, para determinação dos seguintes índices: massa específica aparente, porosidade aparente, absorção, abrasão Los Angeles, resistência ao impacto em corpos de prova regulares, resistência ao impacto Treton, resistência ao esmagamento, resistência à compressão simples axial, índice escleromético, resistência ao desgaste a úmido e durabilidade. Foram executados quase 3000 ensaios para obtenção de índices fisicomecânicos e de durabilidade, por um período de aproximadamente 2 anos. Todos os ensaios foram efetuados em amostras inicialmente lavadas, secas em estufa a 100-110°C por aproximadamente 10 horas e posteriormente, esfriadas à temperatura ambiente durante pelo menos 2-3 horas, antes de cada ensaio. Os seguintes ensaios novos foram introduzidos: índice esclerométrico, impacto em corpos de prova moldados e desgaste úmido, com discussões a respeito de sua aplicabilidade. Os resultados de cada grupo de corpos de prova em diferentes rochas, para estes ensaios novos, foram submetidos à análise estatística para obtenção de valores médios e coeficientes de variação para determinar a precisão e o número de ensaios necessários para cada uma destas propriedades. Os resultados médios foram submetidos à correlação estatística e análises de regressão pelo método dos mínimos quadrados, para os quais foram determinados os coeficientes de correlação ) simples, erros padrão de estimativa e relações funcionais para cada par selecionado de variáveis. Estas relações foram apresentadas graficamente para comparação visual com os correspondentes resultados de ensaios. A partir dos resultados obtidos quanto à precisão e reprodutibilidade dos ensaios e verificada sua aplicabilidade, foram elaboradas propostas para métodos de ensaios. Os ensaios de durabilidade, que constituem a segunda parte deste trabalho, foram executados nas rochas acima mencionadas, cujas amostras foram submetidas a ciclos sucessivos de, saturação em solução de sulfato e secagem em estufa, saturação em etilenoglicol e secagem em estufa, saturação em água e secagem em estufa, lixiviação contínua no exterior Soxhlet e exposição natural, em 2 séries de ensaios. A primeira série consistiu na comparação de processos de alteração e a segunda série, na investigação do comportamento mecânico dos materiais rochosos face a diferentes condições fisicoquímicas de alteração artificial e natural. P parâmetro mecânico utilizado neste caso, foi a resistência ao impacto Treton. Os resultados obtidos na primeira série, foram submetidos à análise de regressão, obtendo-se gráficos de comparação de linhas teóricas de velocidades de alteração pelos diferentes processos e, gráficos mostrando a influência do fator de escala no processo de alteração. Os resultados da segunda série de ensaios, permitiram estabelecer 2 parâmetros numéricos: queda percentual de resistência mecânica e coeficiente de alterabilidade específica, que refletem a suscetibilidade das rochas a estes diferentes processos de alteração. A correlação estatística, entre estes parâmetros numéricos da alteração e a relação entre as tensões máximas de ruptura, no estado saturado e no estado seco, do ensaio de compressão simples axial, indicou ser esta relação, um índice promissor da alterabilidade de rochas. Finalmente, discutida a validade ) destes índices, tendo em vista os resultados encontrados e a ausência na literatura de procedimentos adequados, que permitam classificar as rochas quanto ao comportamento mecânico face à alteração natural ou artificial, foram elaboradas propostas de métodos de ensaios, que poderão preencher esta lacuna.

Study of porcelain-zirconia composites for dental applications

Materiais compósitos restauradores representam um dos mais bem sucedidos biomateriais na pesquisa moderna, na substituição do tecido biológico em aparência e função. Nesta linha, a porcelana feldspática tem sido largamente usada em odontologia devido suas interessantes qualidades como estabilidade de cor, propriedades estéticas, elevada durabilidade mecânica, biocompatibilidade, baixa condutividade térmica e elevada resistência ao desgaste. Entretanto, este material é frágil e pode falhar em ambiente oral devido ao micro-vazamento, baixa resistência à tração, descolagem ou fratura. Assim, para melhorar as propriedades mecânicas da porcelana, a zircônia parcialmente estabilizada com Ítria (Y-TZP) pode ser uma boa alternativa para fortalecer e produzir infraestruturas totalmente cerâmicas (coroas e próteses parciais fixas). Portanto, este estudo tem por objetivo avaliar as propriedades mecânicas e características microestruturais da porcelana reforçada com zircônia (3Y-TZP) em diferentes conteúdos e as variáveis que afetam as propriedades mecânicas destes materiais. O estudo de caracterização revelou que a zircônia comercial apresenta melhores resultados quando comparada com a zircônia sintetizada pelo CPM. Assim, os estudos seguintes utilizaram a zircônia comercial para todos os testes requeridos. As partículas de zircônia apresentam elevadas propriedades mecânicas quando comparadas a zircônia aglomerada. Os diferentes conteúdos revelam que as propriedades mecânicas dos compósitos aumentam com o aumento do conteúdo volumétrico até 30% vol.% (198,5Mpa), ou seja, maior resistência à flexão quando comparada com os outros compósitos. Do mesmo modo, a resistência ao desgaste para os compósitos com (30%, vol.% de zircônia) apresenta valores superiores quando comparado aos demais compósitos. Na adesão cerâmico-cerâmico a porcelana exibe elevada adesão para a superfície de zircônia porosa quando comparada a superfície rugosa. Os furos superficiais (PZ) e aplicação de compósitos com camada intermediária (RZI) na zircônia causam separadamente uma melhoria da resistência ao cisalhamento da zircônia-porcelana quando comparados as amostras convencionais de zircônia-porcelana (RZ), embora não sejam estatisticamente significativas (p>0.05). A presença de uma camada intermediaria produz um aumento significativo na força de ligação (~55%) em relação as amostras convencionais (RZ). Portanto, a correta a correta configuração e tratamento superficial podem produzir subestruturas com qualidade e força de ligação adequadas aos requisitos odontológicos.

Estudo da influência da adição de níquel em alumina pela rota da metalurgia do pó

Ceramic materials alumina basis have been widely used in structural components, mainly because owning properties such as high hardness, chemical inertness and good wear resistance, however, the low toughness is a factor that compromises its use in many other applications, featuring the addition of nickel as a possible solution to this problem, in this context, this work aims to study the addition of nickel alumina using the route of powder metallurgy processing of the material. The percentage of nickel were added 2, 4 and 6 wt%; and each composition to high energy milling in a planetary mill was performed for 2, 4, 9 and 16h. Subsequently, the samples were compacted at 300 MPa and sintered in a vacuum oven at 1400⁰C for 2h. The samples were characterized as the physical and mechanical properties, observing, in general, an improvement in sinterability of the material with increasing grinding time and nickel content, and mixing with a decrease of porosity and increase of hardness, density values above 80% of theoretical were obtained. The milling time of 4 hours and addition of 2% nickel, particularly if achieved higher hardness (HV 1068.7 +/- 32.6) and density of about 99% theoretical density.

Estudo da influência da adição de níquel em alumina pela rota da metalurgia do pó

Ceramic materials alumina basis have been widely used in structural components, mainly because owning properties such as high hardness, chemical inertness and good wear resistance, however, the low toughness is a factor that compromises its use in many other applications, featuring the addition of nickel as a possible solution to this problem, in this context, this work aims to study the addition of nickel alumina using the route of powder metallurgy processing of the material. The percentage of nickel were added 2, 4 and 6 wt%; and each composition to high energy milling in a planetary mill was performed for 2, 4, 9 and 16h. Subsequently, the samples were compacted at 300 MPa and sintered in a vacuum oven at 1400⁰C for 2h. The samples were characterized as the physical and mechanical properties, observing, in general, an improvement in sinterability of the material with increasing grinding time and nickel content, and mixing with a decrease of porosity and increase of hardness, density values above 80% of theoretical were obtained. The milling time of 4 hours and addition of 2% nickel, particularly if achieved higher hardness (HV 1068.7 +/- 32.6) and density of about 99% theoretical density.

A influência da osteoartrose e da artroplastia da anca sobre a atividade laboral em doentes em idade ativa

O impacto da artroplastia total da anca sobre a atividade laboral em doentes jovens com coxartrose é um tema pouco explorado na literatura. Com o objetivo de avaliar a dimensão do problema e reconhecer os fatores clínicos que influenciam o retorno ao emprego nesta população, revimos 81 doentes com uma média etária de 47 anos, submetidos a artroplastia entre 2006 e 2010 (98 ancas). O estudo revelou que antes do procedimento 27 doentes já se encontravam aposentados e que mais 17 se reformaram depois da cirurgia. Os números finais demonstram que apenas 37 dos 81 doentes operados (45,6%) se mantêm a trabalhar depois da intervenção, sendo que o regresso ao trabalho acontece em média 6,7 meses depois da cirurgia. Existem fatores que favorecem positivamente o regresso ao trabalho: sexo masculino, juventude, coxartrose idiopática, prontidão na realização da cirurgia, unilateralidade, hastes metafisárias, postos de chefia e trabalho fisicamente pouco exigente. Apesar da elevada satisfação na resolução dos sintomas conseguido com a artroplastia, existe uma taxa de reforma em idade ativa de 54,4%. Sendo o problema do emprego multifatorial, os médicos sempre tiveram uma palavra sobre o retorno ao trabalho, a qual ainda se encontra baseada na experiência artroplástica do passado. A imergência de novos implantes dotados de maior resistência ao desgaste, aliada ao aprimoramento das técnicas cirúrgicas bem como as condições sociais que se atravessam, devem em nossa opinião introduzir a questão se não será tempo de reformular as restrições medicamente impostas aos pacientes jovens com artroplastia da anca.

Estudo da sinterização do aço inox 316L reforçado com 3% Carbeto de Tântalo - TaC

The present work shows a contribution to the studies of development and solid sinterization of a metallic matrix composite MMC that has as starter materials 316L stainless steel atomized with water, and two different Tantalum Carbide TaC powders, with averages crystallite sizes of 13.78 nm and 40.66 nm. Aiming the metallic matrix s density and hardness increase was added different nanometric sizes of TaC by dispersion. The 316L stainless steel is an alloy largely used because it s high resistance to corrosion property. Although, its application is limited by the low wear resistance, consequence of its low hardness. Besides this, it shows low sinterability and it cannot be hardened by thermal treatments traditional methods because of the austenitic structure, face centered cubic, stabilized mainly in nickel presence. Steel samples added with TaC 3% wt (each sample with different type of carbide), following a mechanical milling route using conventional mill for 24 hours. Each one of the resulted samples, as well as the pure steel sample, were compacted at 700 MPa, room temperature, without any addictive, uniaxial tension, using a 5 mm diameter cylindrical mold, and quantity calculated to obtain compacted final average height of 5 mm. Subsequently, were sintered in vacuum atmosphere, temperature of 1290ºC, heating rate of 20ºC/min, using different soaking times of 30 and 60 min and cooled at room temperature. The sintered samples were submitted to density and micro-hardness analysis. The TaC reforced samples showed higher density values and an expressive hardness increase. The complementary analysis in optical microscope, scanning electronic microscope and X ray diffractometer, showed that the TaC, processed form, contributed with the hardness increase, by densification, itself hardness and grains growth control at the metallic matrix, segregating itself to the grain boarders

Análise e avaliação dos elementos de penetração no solo de equipamentos rodoviários após revestimento

The main objective is to analyze the abrasive wear resistance to the low stress of the elements that make up the organs of road machinery that are exposed directly to contact with abrasives. These samples were analyzed after these elements are coated superficially by the process of welding electrode coated with (SAER) and the manual process of coating type LVOF thermal spraying. As well, is to provide suggestions for a better recovery and return of these elements, which are reducing costs and avoiding downtime in the fronts of service. The samples were made from a substrate of carbon ABNT 1045 tempered steel, following the same specifications and composition of metals and alloys of constituents was followed the standard governing the dimensions of these samples and in accordance with the corresponding size. The results were evaluated by testing the hardness, abrasion resistance to wear by the low stress and the loss of volume involving the microstructure of coatings analyzed

Estudo da zircônia reforçado com alumina

Ceramics materials have good properties including chemical stability, high hardness and wear resistance. Moreover, due to its fragility, can suffer failure under relatively low levels of tension. Actually zirconia is the material of choice in metal free dental prostheses used in dentistry due its inertia in physiological environment, good bending strength, hardness and fracture toughness. The alumina and mixed tungsten and titanium carbides additions, acting as reinforcement elements in the zirconia matrix, have as their main objective the improvement of mechanical properties of this material. In this work, samples of zirconia, zirconia with 30% wt of alumina and zirconia with 30% wt mixed carbides were analyzed. The samples were sintered by uniaxial hot pressing on 30 MPa pressure, for 1 hour in an argon atmosphere. They were physically characterized by porosity and density measurements, and mechanically by 3-points bending strength and Vickers microhardness. The X-ray diffraction was used for the phase identifications and microstructure was examined by scanning electron microscopy (SEM). The addition of mixed carbides as reinforcement elements in zirconia matrix provides improvements in all properties analyzed in this work. The alumina addition has dropped the zirconia strength, although it caused improvement in other properties

Sinterização de aço inoxidável reforçado com partículas nanométricas dispersas de carbeto de nióbio - NbC

Metal powder sintering appears to be promising option to achieve new physical and mechanical properties combining raw material with new processing improvements. It interest over many years and continue to gain wide industrial application. Stainless steel is a widely accepted material because high corrosion resistance. However stainless steels have poor sinterability and poor wear resistance due to their low hardness. Metal matrix composite (MMC) combining soft metallic matrix reinforced with carbides or oxides has attracted considerable attention for researchers to improve density and hardness in the bulk material. This thesis focuses on processing 316L stainless steel by addition of 3% wt niobium carbide to control grain growth and improve densification and hardness. The starting powder were water atomized stainless steel manufactured for Höganäs (D 50 = 95.0 μm) and NbC produced in the UFRN and supplied by Aesar Alpha Johnson Matthey Company with medium crystallite size 16.39 nm and 80.35 nm respectively. Samples with addition up to 3% of each NbC were mixed and mechanically milled by 3 routes. The route1 (R1) milled in planetary by 2 hours. The routes 2 (R2) and 3 (R3) milled in a conventional mill by 24 and 48 hours. Each milled samples and pure sample were cold compacted uniaxially in a cylindrical steel die (Ø 5 .0 mm) at 700 MPa, carried out in a vacuum furnace, heated at 1290°C, heating rate 20°C stand by 30 and 60 minutes. The samples containing NbC present higher densities and hardness than those without reinforcement. The results show that nanosized NbC particles precipitate on grain boundary. Thus, promote densification eliminating pores, control grain growth and increase the hardness values

Estudo sobre o efeito dos parâmetros de processamento dos pós e sinterização do aço inox 316l reforçado com NbC

This masther dissertation presents a contribution to the study of 316L stainless steel sintering aiming to study their behavior in the milling process and the effect of isotherm temperature on the microstructure and mechanical properties. The 316L stainless steel is a widely used alloy for their high corrosion resistance property. However its application is limited by the low wear resistance consequence of its low hardness. In previous work we analyzed the effect of sintering additives as NbC and TaC. This study aims at deepening the understanding of sintering, analyzing the effect of grinding on particle size and microstructure and the effect of heating rate and soaking time on the sintered microstructure and on their microhardness. Were milled 316L powders with NbC at 1, 5 and 24 hours respectively. Particulates were characterized by SEM and . Cylindrical samples height and diameter of 5.0 mm were compacted at 700 MPa. The sintering conditions were: heating rate 5, 10 and 15◦C/min, temperature 1000, 1100, 1200, 1290 and 1300◦C, and soaking times of 30 and 60min. The cooling rate was maintained at 25◦C/min. All samples were sintered in a vacuum furnace. The sintered microstructure were characterized by optical and electron microscopy as well as density and microhardness. It was observed that the milling process has an influence on sintering, as well as temperature. The major effect was caused by firing temperature, followed by the grinding and heating rate. In this case, the highest rates correspond to higher sintering.

Influência da idade na resistência natural da madeira de Eucalyptus grandis W. Hill ex. Maiden ao ataque de cupim de madeira seca (Cryptotermes brevis)

Este trabalho objetivou testar a resistência natural da madeira de Eucalyptus grandis de quatro diferentes idades (10, 14, 20 e 25 anos) ao ataque de cupins de madeira seca. As amostras foram retiradas da prancha diametral, na região próxima ao cerne mais externo, em número de seis unidades por tora, de cada uma das 16 árvores (quatro de cada idade). Cada par de amostras foi colocado em contato com 40 indivíduos, da espécie Cryptotermes brevis (cupim de madeira seca), avaliando-se cada par comparativamente com corpos-de-prova de madeira altamente suscetível ao ataque de cupins, no caso a madeira de Pinus elliottii, sob idênticas condições laboratoriais, mediante observações em intervalos periódicos. Ao término do ensaio foram registrados a porcentagem de cupins mortos e o número de furos, além do desgaste produzido por esses insetos. Verificou-se que a madeira de 10 anos foi a mais severamente atacada, com desgaste semelhante ao da testemunha. As madeiras de 14, 20 e 25 anos não diferiram estatisticamente entre si, quanto à resistência natural ao ataque de cupim de madeira seca, todas classificadas como de desgaste acentuado. A madeira de todas as idades mostrou-se altamente suscetível ao ataque de cupins, revelando a baixa resistência natural da espécie.