A Study of the Tribological Behavior of Carbon-Nanotube-Reinforced Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene Composites

The tribological properties of the high-strength and high-modulus ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE) film and the UHMWPE composites reinforced by multiwalled carbon nanotubes (MWCNT/UHMWPE) were investigated using a nanoindenter and atomic force microscope (AFM). The MWCNT/UHMWPE composites films exhibited not only high wear resistance but also a low friction coefficient compared to the pure UHMWPE films. We attribute the high wear resistance to the formation of the new microstructure in the composites due to the addition of MWCNTs.

Design of an optimised wheel profile for rail vehicles operating on two track gauges

This paper sets out an optimum synthesis methodology for wheel profiles of railway vehicles in order to secure good dynamic behaviour with different track configurations. Specifically, the optimisation process has been applied to the case of rail wheelsets mounted on double gauge bogies, that move over two different gauges, which also have different types of rail: the Iberian gauge (1668 mm) and the UIC gauge (1435 mm). Optimisation is performed using Genetic Algorithms and traditional optimisation methods in a complementary way. The objective function used is based on an ideal equivalent conicity curve which ensures good stability on straight sections and also proper negotiation of curves. To this end the curve is constructed in such a way that it is constant with a low value for small lateral wheelset displacements (with regard to stability), and increases as the displacements increase (to facilitate negotiation of curved sections). Using this kind of ideal conicity curve also enables a wheel profile to be secured where the contact points have a larger distribution over the active contact areas, making wear more homogeneous and reducing stresses. The result is a wheel profile with a conicity that is closer to the target conicity for both gauges studied, producing better curve negotiation while maintaining good stability on straight sections of track. The paper shows the resultant wheel profile, the contact curves it produces, and a number of dynamic analyses demonstrating better dynamic behaviour of the synthesised wheel on curved sections with respect to the original wheel.

脉冲激光离散重熔热物理及组织性能研究

利用OM及FEM研究了铁基合金Nd:YAG脉冲激光熔凝区的几何形态及其变化规律、以及熔凝的热物理过程；利用OM、SEM、TEM、X-射线衍射仪及磨损实验机，研究了两种铁基热模具材料脉冲激光熔凝组织及其时效组织结构，以及熔凝区规则离散分布规律对材料抗磨损性能的影响。在10~5～10~7W/cm~2的脉冲激光平均功率密度范围内，可得到热传导型和深熔型两类强化区，当临界平均功率密度大于5 * 10~5W/cm~2，同时临界激光作用时间大于2ms时，热传导型强休区向深熔型强休区转变。熔化过程中，在熔池中形成上部以对流传热为主，底部以导热为主的传热模式，流场、温度场和压力场均随脉冲激光作用时间变化，最大流速、压力和温度梯度分别可达100m/s、数个大气压和10~(8-9) ℃C/m量级。凝固过程中，固液界面上的最大温度梯度、凝固速率和冷却速度时间和空间位置变化，分别可达10~(8-9) ℃/m量级、10~(-1)m/s量级和10~(7-8) ℃/s量级，其中冷却速度得到实验验证。亚共晶合金铸铁脉冲激光熔凝组织为δ-铁素体与M_3C的层片状共晶组织，还含有部分γ-奥氏体和少量的高碳孪晶马氏体组织，δ-铁素体和γ-奥氏体中均存在高密度位错亚结构。5CrMnMo钢脉冲激光熔凝组织由板条马氏体及少量的孪晶马氏体构成，马氏体中也存在高密度位错亚结构。上述两种组织经高温时效后，仍保持较细的晶粒，并有大量细小均匀弥散分布的碳化物析出，其中铸铁熔凝组织析出M_(23)C_6碳化物，M_(23)C_6可在M_3C/γ-奥氏体相界面或M_3C内部原位形核，亦可在δ-铁素体中弥散析出。两种材料的熔凝组织及其时效组织的显微硬度均明显高于相应的原始组织，也高于激光连续扫描熔凝的结果。脉冲激光规则离散熔凝加工在材料表面形成软硬相间的“原位”功能层，能显著降低裂纹形成的敏感性，提高材料表层的抗磨粒磨损性能，时效后仍具有较好的抗磨损性能。以熔凝强化区直径作为中心间距进行规则离散熔凝处理可使材料表面获得最佳抗磨损性能。

铁基激光熔覆合金设计及微观组织与性能研究

本文设计并制备了具有优良的强韧性能和高温性能的激光熔覆涂层。利用 SEM、TEMEY X－射线衍射仪等研究了涂层的化学成分、宏微观结构及其转变机制，同时研究了涂层强韧性及耐高温磨损性能及其影响机制。对激光溶覆涂层进行了合金化、微观组织、强韧化机制、加工工艺性能设计。合金系为 Fe-Cr-C-W-Ni，成分配比（质量分数），Fe:52-60%, Cr:24-30%, C:5-6%, W:4.5-7.5%, Ni:5-6%。强化机制为两相强化、亚结构强化及固溶强化，其中强化相为合金碳化物，基体相为合金元素过饱和度极高的韧性奥氏体。亚共晶及过共晶组织的领先凝固相分别为奥氏体及 M_7C_3 合金碳化物，两相共晶组织均为韧性相奥氏体和强化相 M_7C_3 合金碳化物。加工工艺控制领先凝固相的结构、组织演化及力学性能。熔覆组织在高温时效过程中形成大量新的碳化物。在过饱和奥氏体内部，可弥散析出细小的 Mc、M_2C 及 M_(23)C_6碳化物；在奥氏体与 M_7C_3 相界面，亚稳相M_7C_3发生原位转变，形成 M_(23)C_6 及 M_6C碳化物。激光熔覆合金具有较高的综合力学性能，熔覆涂层有高的显微硬度、优良的抗回火稳定性、显著的二次硬化特征、优异的抗磨粒磨损和冲击磨损性能。Fe-Cr-C-W-Ni 激光熔覆合金具有较低的裂纹形成倾向和良好的表面成形性能，这与奥氏体较高的高温韧塑性及合金的低熔点共晶特征密切相关；实验及理论分析表明，通过调整合金成分、激光工艺参数和后续热处理工艺，可获得具有不同强韧性能的熔覆涂层。

Developing and characterizing bulk metallic glasses for extreme applications

Metallic glasses have typically been treated as a “one size fits all” type of material. Every alloy is considered to have high strength, high hardness, large elastic limits, corrosion resistance, etc. However, similar to traditional crystalline materials, properties are strongly dependent upon the constituent elements, how it was processed, and the conditions under which it will be used. An important distinction which can be made is between metallic glasses and their composites. Charpy impact toughness measurements are performed to determine the effect processing and microstructure have on bulk metallic glass matrix composites (BMGMCs). Samples are suction cast, machined from commercial plates, and semi-solidly forged (SSF). The SSF specimens have been found to have the highest impact toughness due to the coarsening of the dendrites, which occurs during the semi-solid processing stages. Ductile to brittle transition (DTBT) temperatures are measured for a BMGMC. While at room temperature the BMGMC is highly toughened compared to a fully glassy alloy, it undergoes a DTBT by 250 K. At this point, its impact toughness mirrors that of the constituent glassy matrix. In the following chapter, BMGMCs are shown to have the capability of being capacitively welded to form single, monolithic structures. Shear measurements are performed across welded samples, and, at sufficient weld energies, are found to retain the strength of the parent alloy. Cross-sections are inspected via SEM and no visible crystallization of the matrix occurs.

Next, metallic glasses and BMGMCs are formed into sheets and eggbox structures are tested in hypervelocity impacts. Metallic glasses are ideal candidates for protection against micrometeorite orbital debris due to their high hardness and relatively low density. A flat single layer, flat BMG is compared to a BMGMC eggbox and the latter creates a more diffuse projectile cloud after penetration. A three tiered eggbox structure is also tested by firing a 3.17 mm aluminum sphere at 2.7 km/s at it. The projectile penetrates the first two layers, but is successfully contained by the third.

A large series of metallic glass alloys are created and their wear loss is measured in a pin on disk test. Wear is found to vary dramatically among different metallic glasses, with some considerably outperforming the current state-of-the-art crystalline material (most notably Cu₄₃Zr₄₃Al₇Be₇). Others, on the other hand, suffered extensive wear loss. Commercially available Vitreloy 1 lost nearly three times as much mass in wear as alloy prepared in a laboratory setting. No conclusive correlations can be found between any set of mechanical properties (hardness, density, elastic, bulk, or shear modulus, Poisson’s ratio, frictional force, and run in time) and wear loss. Heat treatments are performed on Vitreloy 1 and Cu₄₃Zr₄₃Al₇Be₇. Anneals near the glass transition temperature are found to increase hardness slightly, but decrease wear loss significantly. Crystallization of both alloys leads to dramatic increases in wear resistance. Finally, wear tests under vacuum are performed on the two alloys above. Vitreloy 1 experiences a dramatic decrease in wear loss, while Cu₄₃Zr₄₃Al₇Be₇ has a moderate increase. Meanwhile, gears are fabricated through three techniques: electrical discharge machining of 1 cm by 3 mm cylinders, semisolid forging, and copper mold suction casting. Initial testing finds the pin on disk test to be an accurate predictor of wear performance in gears.

The final chapter explores an exciting technique in the field of additive manufacturing. Laser engineered net shaping (LENS) is a method whereby small amounts of metallic powders are melted by a laser such that shapes and designs can be built layer by layer into a final part. The technique is extended to mixing different powders during melting, so that compositional gradients can be created across a manufactured part. Two compositional gradients are fabricated and characterized. Ti 6Al¬ 4V to pure vanadium was chosen for its combination of high strength and light weight on one end, and high melting point on the other. It was inspected by cross-sectional x-ray diffraction, and only the anticipated phases were present. 304L stainless steel to Invar 36 was created in both pillar and as a radial gradient. It combines strength and weldability along with a zero coefficient of thermal expansion material. Only the austenite phase is found to be present via x-ray diffraction. Coefficient of thermal expansion is measured for four compositions, and it is found to be tunable depending on composition.

Relação da violência na gestação e o processo de abortamento: uma perspectiva da gestante

O estudo tem como objeto as relações estabelecidas pela mulher entre o processo de abortamento e as situações de violência vivenciadas durante a gestação. A violência e o aborto caracterizam-se por serem temáticas de grande complexidade, envolvendo questões interdisciplinares de gênero, saúde, saúde reprodutiva, religião, movimentos sociais, ética e direitos humanos. No aprofundamento do objeto de estudo, traçamos os seguintes objetivos: identificar os tipos de situações de violência vivenciados, durante a gravidez, pela mulher em processo de abortamento; descrever a vivência de violência sob a ótica da gestante em processo de abortamento e analisar as relações estabelecidas pela gestante em processo de abortamento e a ocorrência de situações de violência na gestação. Trata-se de uma pesquisa qualitativa, que teve como sujeitos 15 mulheres com o diagnóstico de abortamento, internadas em maternidades públicas da cidade de Niterói/Rio de Janeiro. A coleta de dados foi iniciada com a busca nos prontuários do diagnóstico e, posteriormente, foram realizadas entrevistas com roteiro semi-estruturado, gravadas atendendo à legislação vigente acerca das diretrizes de pesquisas com seres humanos. Na análise dos dados utilizamos a técnica de Análise de Conteúdo de Bardin. Os resultados demonstraram a visão ampliada da mulher sobre a violência, sendo de gênero e psicológica as mais apontadas. O aborto foi indicado como uma das manifestações de violência contra a mulher, tanto nos processos espontâneos como nos induzidos. Esse fenômeno, assim como o da violência, é permeado por determinantes sociais, éticas, morais e religiosas. Quando espontâneo, pode ser visto como um fracasso da mulher diante de sua capacidade vital de ser mãe gerando culpa e derrota diante de companheiros e familiares, além da possibilidade de ser vista como pecadora e/ou criminosa, em decorrência do princípio social, religioso e legal do aborto como crime, acarretando o desgaste psicológico. As relações estabelecidas pelas mulheres acerca da violência na gestação e o processo de abortamento versaram basicamente sobre os dilemas vivenciados nas gestações indesejadas; sobre o cotidiano feminino nos espaços públicos e privados, refletidos em conflitos; o excesso da dupla jornada de trabalho; e sobre a violência institucional perpetuada pelos serviços de saúde, principalmente na busca por uma assistência digna e humanizada nas unidades de emergência.

Comparação in vitro do desgaste dental em função da dureza de três diferentes tipos de materiais antagonistas

O objetivo deste estudo foi comparar in vitro o desgaste dental de pré-molares (PM) e molares (M) e sua relação com o valor de dureza Vickers dos materiais utilizados como antagonistas em uma máquina de abrasão simulada para provocar o desgaste nos dentes testados. Os materiais antagonistas utilizados foram VeraBond II (liga de Ni-Cr), Solidex (resina composta) e IPS Empress 2 (cerâmica). Para cada ensaio de dureza, foram preparados seis corpos-de-prova de cada material, os quais foram polidos sob refrigeração, com ciclo de 20 min para cada granulação. Num microdurômetro (HMV-2), foram realizadas três mossas por quadrante, cada uma sob carga de 19,614 N por 30 s, totalizando 12 mossas de base quadrada com ângulo de 136 entre os planos. O teste de abrasão foi realizado numa máquina simuladora de abrasão, freqüência de 265 ciclos/min e 4,4 Hz, com um percurso do antagonista de 10 mm à velocidade de 88 mm/s. Cada dente foi testado em oposição a um antagonista (foram 6 pares dente/material para cada grupo), em água deionizada, sob carga de 5 N, por 150 min, num total de 39.750 ciclos. Foram utilizados dezenove dentes 1 pré-molares, dezenove 3 molares e confeccionados doze antagonistas em cada material em forma de pastilha. Cada grupo de seis dentes foi testado em oposição a seis antagonistas do mesmo material. Ademais, um dente 1 pré-molar (PM) e um dente 3 molar (M) foram testados em oposição ao Plexiglass. Com relação ao desgaste do esmalte dentário (PM+M) segundo o material antagonista, o teste de Kruskal-Wallis evidenciou diferença significativa com p-valor < 0,001 e o teste de Mann-Whitney evidenciou diferença significativa nas comparações PM+M/resina X PM+M/metal (p-valor < 0,001), PM+M/resina X PM+M/cerâmica (p-valor < 0,001) e PM+M/metal X PM+M/cerâmica (p-valor = 0,002). A análise isolada, considerando pré-molares e molares separadamente, encontrou diferença significativa em relação ao desgaste do esmalte dentário no teste de Kruskall-Wallis, porém não detectou diferença significativa no teste de comparação múltipla Mann-Whitney quando comparou o desgaste sofrido pelo PM/metal em relação ao PM/cerâmica. Em relação à dureza Vickers detectou-se diferença significativa da dureza dos materiais no teste de Kruskall-Wallis (p-valor < 0,001) e também no teste de Mann-Whitney nas comparações múltiplas com p-valor = 0,002. Comparando-se a dureza com a perfilometria, observou-se uma correlação estatisticamente significativa (p ≤ 0,05) na correlação negativa (ρ= -0,829) entre a dureza do metal como material antagonista e o desgaste do esmalte dentário do dente molar. Os resultados sugeriram que todo material restaurador indireto estudado causou desgaste ao esmalte dentário quando submetido a forças de simulação de abrasão com carga. Embora tenha sido observada correlação entre dureza e resistência à abrasão, essa correlação foi pouco significativa.

Morfologia dentofacial e características oclusais dos índios Arara: revisitando o papel da hereditariedade e da dieta na etiologia da má oclusão

A influência da dieta e da hereditariedade nas características dentofaciais foi avaliada através do exame de duas populações indígenas amazônicas divididas por um processo de fissão linear. Os indígenas que constituem a aldeia Arara-Iriri são descendentes de um único casal expulso da aldeia Arara-Laranjal. O crescimento da aldeia Iriri ocorreu pelo acasalamento de parentes próximos, ratificado por um alto coeficiente de consanguinidade (F=0,25, p<0,001). A epidemiologia da má oclusão e das características da face foi analisada nos indivíduos entre dois e 22 anos, das aldeias Iriri (n=46) e Laranjal (n=130). A biometria da dentição e da face foi obtida em 55 indígenas em dentição permanente sem perdas dentárias, através da fotogrametria facial e dos modelos de gesso. O desgaste dentário foi examinado em 126 indivíduos através da análise de regressão múltipla. Os resultados revelaram uma determinação significativa da idade no desgaste dos dentes (R2=87,6, p<0,0001), que se mostrou semelhante entre as aldeias (R2=0,027, p=0,0935). Por outro lado, diferenças marcantes foram observadas nas características dentofaciais. Revelou-se uma face mais vertical (dolicofacial) entre os índios Iriri e o predomínio do tipo braquifacial nos indígenas da aldeia original, corroborado pela fotogrametria. Uma face sagitalmente normal foi observada em 97,7% da aldeia Laranjal, enquanto faces convexas (26,1%, RR-16,96) e côncavas (15,2%, RR=19,78) eram mais prevalentes na aldeia Iriri (p<0,001). A biprotrusão, com consequente redução do ângulo nasolabial, era uma característica comum entre os Arara, porém com maior prevalência no grupo Iriri (RP=1,52, p=0,0002). A prevalência da má oclusão foi significativamente mais alta na aldeia Iriri (RP= 1,75, p=0,0007). A maioria da população da aldeia original (83,8%) apresentou uma relação normal entre os arcos dentários, contudo, na aldeia resultante (Iriri), 34,6% dos indivíduos era Classe III (RP=6,01, p<0,001) e 21,7% era Classe II (RP=2,02, p=0,05). Enquanto nenhum caso de apinhamento e de sobremordida foi observado na aldeia Iriri, a razão da prevalência era 2,64 vezes maior para a mordida aberta anterior (p=0,003), 2,83 vezes (p<0,001) para a mordida cruzada anterior, 3,93 (p=0,03) para a sobressaliência aumentada, e de 4,71 (p=0,02) para a mordida cruzada posterior. Observou-se uma alta prevalência das perdas dentárias, sem diferença entre as aldeias (RP=1,46, p=0,11). O exame dos modelos revelou uma tendência de incisivos maiores e pré-molares e caninos menores na aldeia Iriri, delineando uma semelhança na massa dentária total entre as aldeias, que, aliada a arcadas dentárias maiores, justificaram o menor índice de irregularidade dos incisivos entre esses indígenas. Esses resultados minimizam a influência do desgaste dentário, uma evidência direta de como um indivíduo se alimentou no passado, no desenvolvimento dentofacial e enfatizam o predomínio da hereditariedade, através da endogamia, na etiologia da variação anormal da oclusão dentária e da morfologia da face.

A organização do trabalho na Unidade de Doenças Infecto-contagiosas e a ocorrência de Burnout nos trabalhadores de Enfermagem

Na organização do trabalho hospitalar há vários determinantes que acarretam no desgaste psicofísico do trabalhador de enfermagem, mesmo com o discurso de que gostam da profissão e se sentem realizados em cuidar de pessoas enfermas, especialmente, no cuidado de clientes adoecidos com o HIV/Aids. A Psicodinâmica do Trabalho é uma ciência que possibilita analisar a configuração da organização laboral, a qual comprovadamente incide na dimensão subjetiva do trabalhador, identificando o sofrimento psíquico, o que potencializa o desenvolvimento de doenças mentais, entre elas a Síndrome de Burnout. Nesta perspectiva, o objeto deste estudo trata da organização do trabalho na Unidade de Doença Infecto-Contagiosa, espaço de cuidado de clientes com HIV/Aids e a ocorrência de Burnout entre os trabalhadores de enfermagem que atuam neste espaço laboral. A fim de apreender o objeto traçaram-se três objetivos: a) identificar a percepção dos trabalhadores acerca das características do trabalho de enfermagem no contexto da Unidade de Doença Infecto-Contagiosa, local de assistência ao cliente portador do HIV/Aids; b) descrever as repercussões no processo saúde-doença dos trabalhadores de enfermagem decorrente da assistência ao cliente com HIV/AIDS; e c) analisar as repercussões do processo saúde-doença dos trabalhadores de enfermagem com vistas à identificação de situações do aparecimento da Síndrome de Burnout. Para a realização desta pesquisa, optou-se pela abordagem qualitativa, de caráter descritivo e exploratório. Os dados foram obtidos nos meses de maio a agosto de 2010, utilizando as seguintes fontes de coleta de informações: a entrevista semi-estruturada e o formulário Maslach Burnout Inventory. Optou-se por analisar as informações através do Método de Análise Temática de Conteúdo. Os resultados indicaram que o perfil do profissional de enfermagem era composto por trabalhadores do sexo feminino, que estavam na faixa etária entre 44 e 54 anos de idade, na grande maioria técnicos de enfermagem com tempo médio de 2 a 10 anos de trabalho com clientes HIV/Aids. Verificou-se também que havia discrepâncias marcantes entre o trabalho prescrito e o real, o que acarretava sofrimento para o profissional de enfermagem. Constatou-se também que o sofrimento psíquico resultava da vivência cotidiana do processo de morte/morrer do cliente com HIV/Aids, pelo profissional de enfermagem. Além disso, este sofrimento era determinado também pela precarização das relações e das condições de trabalho. Concluiu-se que havia vários trabalhadores com fortes indícios de ocorrência de Burnout, tanto porque a organização do trabalho se configurava como incoerente e pouco racional como pelas características do processo de cuidar do cliente com HIV/Aids. Recomendam-se medidas que promovam a saúde dos trabalhadores de enfermagem e previnam os agravos em seus processos saúde-doença, tais como: a diminuição da carga emocional de trabalho, grupos de reflexão, ginástica laboral, entre outras. É preciso haver conscientização dos gestores, vontade política e estímulo da organização laboral para que os trabalhadores participem.

Avaliação do efeito de duas técnicas de instrumentação na zona de risco de molares inferiores curvos por microtomografia computadorizada e análise de imagens

O objetivo deste estudo foi avaliar a espessura mínima radicular remanescente e o desgaste porcentual do terço cervical em raízes mesiais de molares inferiores, após a instrumentação com as técnicas ProTaper Universal e Lima única F2. Foram obtidos 100 primeiros molares inferiores com raízes completamente separadas. Desse total, foram selecionados e incluídos no estudo somente 22 que possuíam dois canais distintos na raiz mesial, comprimento entre 20 e 22 mm e grau de curvatura da raiz mesial com angulação variando entre 10 e 20. Destes, 8 foram eliminados por possuírem uma anatomia muito discrepante, o que limitava o processamento e análise digital das imagens (PADI). Os dentes foram acessados e a patência apical foi realizada em todos os canais determinando o comprimento de trabalho. Em cada dente, cada canal mesial foi instrumentado por uma técnica diferente. As amostras foram posicionadas em um dispositivo de montagem e digitalizadas através de microtomografia computadorizada antes e depois de serem completamente instrumentadas. O volume de interesse, correspondente à região de zona de risco, com uma grande margem de tolerância, tanto em direção apical quanto em direção cervical, foi determinado por 234 fatias, totalizando um comprimento vertical de 3,5 mm, para avaliação quantitativa comparativa. Através de PADI mediu-se, de forma automática, a espessura mínima radicular nos dois canais mesiais, antes e após a instrumentação, para todas as fatias de todos os dentes. A partir destes dados foi calculado o desgaste porcentual. Após o tratamento estatístico das mais de 6500 medidas obtidas, pôde-se concluir que não existiu diferença no desgaste da zona de risco produzido pelas duas técnicas de instrumentação testadas. Em todos os casos a espessura radicular remanescente permaneceu dentro de uma margem de segurança, não havendo, portanto, nenhum caso de rasgo ou perfuração. Dessa forma, ambas as técnicas estudadas foram consideradas seguras quanto ao desgaste da zona de risco da raiz mesial dos molares inferiores.