A Continuum Model for Slip-Twinning Interactions in Magnesium and Magnesium Alloys

Due to their high specific strength and low density, magnesium and magnesium-based alloys have gained great technological importance in recent years. However, their underlying hexagonal crystal structure furnishes Mg and its alloys with a complex mechanical behavior because of their comparably smaller number of energetically favorable slip systems. Besides the commonly studied slip mechanism, another way to accomplish general deformation is through the additional mechanism of deformation-induced twinning. The main aim of this thesis research is to develop an efficient continuum model to understand and ultimately predict the material response resulting from the interaction between these two mechanisms.

The constitutive model we present is based on variational constitutive updates of plastic slips and twin volume fractions and accounts for the related lattice reorientation mechanisms. The model is applied to single- and polycrystalline pure magnesium. We outline the finite-deformation plasticity model combining basal, pyramidal, and prismatic dislocation activity as well as a convexification based approach for deformation twinning. A comparison with experimental data from single-crystal tension-compression experiments validates the model and serves for parameter identification. The extension to polycrystals via both Taylor-type modeling and finite element simulations shows a characteristic stress-strain response that agrees well with experimental observations for polycrystalline magnesium. The presented continuum model does not aim to represent the full details of individual twin-dislocation interactions, yet it is sufficiently efficient to allow for finite element simulations while qualitatively capturing the underlying microstructural deformation mechanisms.

Produção de biodiesel pela rota heterogênea empregando catalisadores a base de Zn e Al

Nos últimos anos, a busca por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis têm sido objeto de intensa investigação. O biodiesel é um combustível biodegradável, derivado de fontes renováveis e é obtido em escala industrial principalmente através da reação de transesterificação de óleos vegetais e/ou gorduras animais com metanol na presença de catalisadores homogêneos, como NaOH. Entretanto, a utilização de catalisadores heterogêneos tem sido sugerida por diversos autores, por apresentar vantagens como a eliminação dos problemas de separação e purificação dos produtos obtidos. No presente trabalho foi investigada a produção de biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja com metanol utilizando óxidos mistos de Zn e Al como catalisadores sólidos básicos. A influência das variáveis: temperatura, concentração de catalisador e relação molar metanol/óleo de soja na produção de biodiesel foi avaliada. Os catalisadores preparados apresentaram predominantemente sítios básicos e foram ativos frente à reação estudada, sendo os resultados mais promissores apresentados pelo óxido misto com relação molar Al/(Al+Zn)=0,50, obtido por tratamento térmico à 450C, que apresentou rendimentos em ésteres metílicos de até 98,5% sob condições específicas. A metodologia da superfície de resposta foi utilizada visando estabelecer as condições ótimas para maximizar o rendimento em ésteres metílicos, tendo sido encontradas a temperatura de 165oC e a concentração de catalisador de 5,8% m/m em relação massa de óleo, no caso da relação molar metanol/óleo de soja limitada em 15. Essa limitação teve como objetivo garantir um processo viável em escala comercial

Síntese e caracterização de nanocompósitos à base de poliuretano dispersos em água com argilas hidrofílica e organofílica

A área de pesquisa de materiais nanoestruturados tem recebido destacada atenção nos últimos anos por parte da comunidade científica, ressaltando-se os nanocompósitos à base de polímero e argila. Nesta Dissertação foram sintetizados nanocompósitos à base de poliuretano (NWPUs) com argilas do tipo montmorilonita (MMT), hidrofóbicas (organofílicas) e hidrofílica. Os monômeros empregados na síntese foram poli(glicol propilênico) (PPG); polibutadieno líquido hidroxilado (HTPB); ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e hidrazina (HYD), como extensor de cadeia. Nas formulações, foram variadas as proporções de HTPB e o teor das argilas. As argilas organofílica Cloisite 30B e hidrofílica Cloisite Na+ foram incorporadas em 1, 3 e 5 %, enquanto que a organofílica Cloisite 15A foi incorporada no teor de 1%. As dispersões foram caracterizadas quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partículas e viscosidade. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difração de raios-x (XDR), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e microscopia de força atômica (AFM). A resistência térmica e a transição vítrea dos materiais foram determinadas por termogravimetria (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC), respectivamente. O teor de absorção de água e o comportamento mecânico dos filmes foram avaliados. Foi verificada, por XRD, a ausência do pico de cristalinidade, característico das argilas puras e não-deslaminadas. As micrografias obtidas por SEM confirmam uma dispersão homogênea das argilas na matriz poliuretânica. Os filmes à base de nanocompósitos (NWPUs) apresentaram propriedades mecânicas superiores às apresentadas por aqueles obtidos a partir das dispersões sem a presença de argila (WPUs). A adesão dos revestimentos formados, pela aplicação das dispersões em diversos substratos, também foi verificada visualmente. Os resultados das análises mostraram que houve a formação de nanocompósitos à base de água, formados tanto a partir da argila hidrofílica quanto das organofílicas

In situ surface topography measurement method of granite base in scanning wafer stage with laser interferometer

Topography of a granite surface has an effect on the vertical positioning of a wafer stage in a lithographic tool, when the wafer stage moves on the granite. The inaccurate measurement of the topography results in a bad leveling and focusing performance. In this paper, an in situ method to measure the topography of a granite surface with high accuracy is present. In this method, a high-order polynomial is set up to express the topography of the granite surface. Two double-frequency laser interferometers are used to measure the tilts of the wafer stage in the X- and Y-directions. From the sampling tilts information, the coefficients of the high-order polynomial can be obtained by a special algorithm. Experiment results shows that the measurement reproducibility of the method is better than 10 nm. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Lattice anomalies and magnetic states in Fe_5Si_3-Mn_5Si_3 alloys

The lattice anomalies and magnetic states in the (Fe_100-xMn_x)₅Si₃ alloys have been investigated. Contrary to what was previously reported, results of x-ray diffraction show a second phase (α') present in Fe-rich alloys and therefore strictly speaking a complete solid solution does not exist. Mössbauer spectra, measured as a function of composition and temperature, indicate the presence of two inequivalent sites, namely 6(g) site (designated as site I) and 4(d) (site II). A two-site model (TSM) has been introduced to interpret the experimental findings. The compositional variation of lattice parameters a and c, determined from the x-ray analysis, exhibits anomalies at x = 22.5 and x = 50, respectively. The former can be attributed to the effect of a ferromagnetic transition; while the latter is due to the effect of preferential substitution between Fe and Mn atoms according to TSM.

The reduced magnetization of these alloys deduced from magnetic hyperfine splittings has been correlated with the magnetic transition temperatures in terms of the molecular field theory. It has been found from both the Mössbauer effect and magnetization measurements that for composition 0 ≤ x ˂ 50 both sites I and II are ferromagnetic at liquid-nitrogen temperature and possess moments parallel to each other. In the composition range 50 ˂ x ≤ 100 , the site II is antiferromagnetic whereas site I is paramagnetic even at a temperature below the bulk Néel temperatures. In the vicinity of x = 50 however, site II is in a state of transition between ferromagnetism and antiferromagnetism. The present study also suggests that only Mn in site II are responsible for the antiferromagnetism in Mn₅Si₃ contrary to a previous report.

Electrical resistance has also been measured as a function of temperature and composition. The resistive anomalies observed in the Mn-rich alloys are believed to result from the effect of the antiferromagnetic Brillouin zone on the mobility of conduction electrons.

Interpretación litoestratigráfica y paleogeográfica del Jurásico marino del este Cantabria-oeste de Vizcaya en base a diagrafías de sondeo y su correlación con series tipo

Este trabajo se centra en el estudio del Jurásico marino (Lías y Dogger) de un área de la parte central de La Cuenca Vasco-Cantábrica situada en el este de Cantabria y oeste de Vizcaya donde sus afloramientos son muy escasos pero se dispone de datos de sondeos de exploración petrolífera (Fig 1A y B), poniendo especial interés en la localización y distribución lateral de los niveles de rocas madre de hidrocarburos (black shales) y de potenciales almacenes (unidades carbonatadas fracturadas o dolomitizadas). La sucesión del Jurásico de la Cuenca Vasco-Cantábrica (CVC) está formada por dos unidades diferenciadas por edad y ambiente sedimentario. Por una parte tenemos los materiales del “Jurásico marino” (Robles et al., 1989) que representan la mayor parte de la sucesión (Lías y Dogger) y por otro lado, tenemos los materiales del “Jurásico continental” pertenecientes exclusivamente al Tithoniense Superior y que se engloban en las facies Purbeck que abarcan hasta el Berriasiense (Rat 1962).

NANOPARTICLE REINFORCEMENT OF FERROUS ALLOYS: WETTABILITY AND MECHANICAL PROPERTIES

El refuerzo de matrices férricascon una fina dispersión de partículas nanométricas permite mejorar la dureza, resistencia mecánica e incluso permitiría mejorar la tenacidad del material al afinar el tamaño de grano.

Diseño, creación y explotación de una base de datos en el ámbito de la gestión empresarial

Duración (en horas): Más de 50 horas Destinatario: Estudiante y Docente

A leitura crítica de textos multimodais nas aulas de inglês: uma proposta de letramento com base na linguística sistêmico-funcional

Segundo os PCN, o ensino de Inglês deve contribuir para a formação de indivíduos questionadores e autônomos, que sejam capazes de fazer uso da linguagem como prática social. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta para desenvolver o letramento crítico através da leitura (KLEIMAN, 1995; SOARES, 2006), de forma a atender essa necessidade. Para tanto, indico, nesta dissertação, formas de abordar textos multimodais didaticamente, através da Análise Crítica do Discurso (FAIRCLOUGH, 2003) usando os pressupostos teórico-metodológicos e as categorias analíticas oferecidas pela Linguística Sistêmico-Funcional. A relevância do estudo de textos com imagens na escola está na possibilidade de trazer para esse ambiente a discussão de como essas semioses expressam diferentes modos de acesso ao conhecimento. Além disso, apesar da existência de trabalhos dedicados à habilidade de leitura em Inglês (RAMOS, 2004; BAMBIRRA, 2007; VIAN JR., 2009) e, por outro lado, de pesquisas acerca da leitura de imagens e ensino (SARDELICH, 2006: OLIVEIRA, 2006), poucos são os trabalhos que contemplam a leitura crítica em língua estrangeira no que diz respeito à integração da linguagem verbal e visual para a produção de sentidos. Para investigar as escolhas linguísticas e imagéticas e sua relação, responsáveis pela mensagem a ser negociada com o leitor, foram estudados dezessete textos, separados em quatro grupos representando quatro gêneros textuais compostos pelo verbal e pelo visual: cinco artigos de revista, três resenhas, cinco tirinhas e quatro anúncios publicitários. Eles foram examinados separadamente através de algumas das seguintes categorias dentro das três metafunções: a ideacional, principalmente pela análise dos Processos (HALLIDAY & MATTHIESSEN, 2004; KRESS & VAN LEEUWEN, 2006) e da Representação dos Atores Sociais (VAN LEEUWEN, 1997 e 2008); a interpessoal, pela Valoração (MARTIN e WHITE, 2005) e as instâncias de Contato, Distância Social e Atitude no visual (KRESS & VAN LEEUWEN, 2006); a textual, somente na imagem, quanto à Saliência, ao Valor Informacional e à Moldura (KRESS & VAN LEEUWEN, 2006). A partir da descrição e discussão dos resultados das análises de cada gênero, proponho algumas atividades para exemplificar a aplicação da LSF em contexto escolar. A construção dos exercícios baseou-se principalmente no artigo de Ramos (2004) sobre a implementação de gêneros em sala de aula. Assim, o trabalho com os corpora se dividiu em três momentos, usando cada gênero de uma vez: 1) descrição do gênero em seu contexto situacional e considerações sobre o contexto cultural; 2) análise do corpus aplicando a LSF e 3) exemplificação de atividades a partir da análise. Os resultados indicam que verbal e visual tendem a se complementar nos gêneros estudados e os ferramentais teóricos utilizados se mostraram como um generoso ponto de partida para o desenvolvimento de atividades de leitura crítica

Reavaliação deposicional da Bacia de São José de Itaboraí com base em dados geológicos e geofísicos

A Bacia de São José de Itaboraí está localizada no Município de Itaboraí, no Estado do Rio de Janeiro. Ela foi descoberta em 1928, pelo Engenheiro Carlos Euler, que após analisar um suposto caulim encontrado na Fazenda São José pelo seu então proprietário, Sr. Ernesto Coube, verificou que se tratava de calcário. Os Professores Rui Lima e Silva e Othon H. Leonardos, enviados ao local para estudos, encontraram uma grande quantidade de fósseis de gastrópodes continentais, despertando o interesse científico pela região. Os estudos preliminares de campo e análises químicas evidenciaram boas perspectivas de exploração do calcário para a fabricação de cimento do tipo Portland. Por mais de 50 anos, a Companhia Nacional de Cimento Portland Mauá (CNCPM) explorou a pedreira. Desde sua descoberta, a Bacia de São José, paralelamente às atividades de mineração, foi objeto de pesquisas científicas realizadas por geólogos, paleontólogos e arqueólogos. No início da década de 80, a Cia. de Cimento Mauá decidiu abandonar a área em função do esgotamento econômico da reserva de minério. Com a retirada das bombas que impediam a inundação da pedreira, formou-se uma lagoa que passou a impedir o livre acesso aos afloramentos. Desde então as pesquisas sobre a Bacia ficaram concentradas aos materiais coletados no período de exploração de calcário. Material esse distribuído no Museu Nacional (MN), Departamento Nacional da Produção Mineral (DNPM), Instituto de Geociências da UFRJ, entre outros. Em 1990, a área que pertencia a CNCPM foi desapropriada por pressão da comunidade científica. A mesma passou a pertencer ao Município de Itaboraí, que criou o Parque Paleontológico de São José de Itaboraí, por meio da Lei 1.346, de 12 de dezembro de 1995. O objetivo desse trabalho foi gerar novos dados através do método geofísico conhecido como magnetometria. Para isso foram realizados levantamentos de campo utilizando um magnetômetro portátil e GPS, foram analisados e corrigidos dados utilizando softwares específicos, elaborados modelos e criados perfis a partir de descrições de testemunhos de sondagem. Os resultados obtidos visam possibilitar uma nova interpretação da geologia e da estratigrafia da bacia, dando condições para que se possa ter uma atualização dos conhecimentos relacionados à região, após quase meio século de atividade mineradora.

Preparação e caracterização de bionanocompósitos à base de gelatina e magnetita reticulados com sacarose

Nesta dissertação, foram estudadas a preparação e a caracterização debionanocompósitos à base de gelatina e magnetita. Sacarose foi empregada comoagente de reticulação e gelatina tipo A e gelatina tipo B foram comparadas nautilização para a preparação das microesferas por meio de emulsão água-em-óleo.As microesferas foram caracterizadas por VSM, DSC, TGA, FTIR, testes deinchamento, espectroscopia de absorção atômica, microscopia ótica e microscopiaeletrônica de varredura. Um planejamento de experimentos variando-se aconcentração de gelatina e de sacarose, a temperatura e a velocidade de agitaçãofoi realizado a fim de encontrar quais parâmetros influenciam o diâmetro dasmicroesferas. A concentração de gelatina e velocidade de agitação foram osparâmetros diretamente associados com os tamanhos de partículas. A distribuiçãode tamanho das partículas revelou que o diâmetro das microesferas variou de 5 a 60micrômetros, com predominância na faixa de 11 a 30 micrômetros. A extensão dareticulação foi aumentada com o aumento do tempo de aquecimento na etapa depreparação das microesferas. Todos os bionanocompósitos apresentaramsuperparamagnetismo. Os resultados mostraram que não há diferença significativa entre a utilização de gelatina do tipo A e gelatina do tipo B. Além disso, o estudo de reticulação degelatina revelou que, ao contrário do que diz a literatura, a sacarose não é umagente de reticulação para as cadeias proteicas, pois não foram encontradasevidências de uma reação química entre a sacarose e gelatina