Repositório Digital - IPEN/SP: Recent submissions

  • IPEN-DOC 25496

    RESTIVO, T.A.G.; BECCARI, R.; DURAZZO, M. ; TELLES, V.; YAMAGATA, C. ; SILVA, A.C. ; TENORIO, J.A.S.; MELLO-CASTANHO, S.R.H.. Micrograded ceramic-metal composites. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 994-994.

    Abstract: Cermet materials are traditional materials for applications as catalysts and solid oxide fuel cell electrodes, i.e. zirconia-Ni and alumina-Ni. The paper shows new designed cermets and processes concerning primary to applications as thermal insulation materials with low emissivity. A new projected microstructure was obtained where dense regions (micropellets) rest inside the main porous pellet. The feature resembles a frozen hypercube (tesseract), therefore such architecture is called hyperpellet. In this way, the material shows both low thermal conductivity and emissivity. The processing method to obtain the hyperpellet cermet is based on 3-steps tape casting forming and 2-steps sintering technique. Metal (Ni) lamellae were prepared by a special mechanochemical process followed by sintering, which remain inside the main pellets as a dense region. The whole pellet is turned to be porous by employing pore former additives. All the constituents and porosity shapes are aligned along the flat disc plane. Micro pellets were also prepared into a rather regular flake morphology type through a suitable granulating process. The thermal conductivity is estimated for hyperpellet type discs and flake powders samples at 800oC by a flash diffusivimeter and compared with commercial ceramic insulation fiber blanked. Ceramography analyses show graded density regions and different constituents and pores with directional feature. Applications of such materials are foreseen as high temperature insulation materials and performant thermal radiation shields.

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  • IPEN-DOC 25495

    FUNGARO, D.A. . Processing, valorization and application of waste derived from silica and alumina. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 993-993.

    Abstract: Many industrial processes produce hazardous inorganic wastes which representing a large and increasing global ?ux. Majority of these wastes are dumped in landfills, ash ponds, lagoons and only a very small percentage is reutilized. The value-added applications to reduce/reuse these waste materials are important from the standpoint of sustainable development. Coal Combustion Products (CCPs), an industrial by-product generated during the combustion of coal, contains silica and alumina as the main components allowing their use as raw material for the synthesis of value-added materials. Brazil is the largest recycler of aluminum can in the world. The Al-containing waste generated by aluminum recycling activity can also be employed as a secondary raw material. In our studies, alkali hydrothermal reaction strategies have been proposed in order to obtain ef?cient adsorbent materials from FGD waste. Besides that, NaA zeolite was prepared by alkaline fusion method using aluminum waste from tertiary industry as Al-additive. Samples were characterized by different techniques such as XRF, XRD and cation exchange capacity. Therefore, recover the aluminum content of the hazardous waste and the recycling of CCPs represents a green and feasible alternative to highly valuable product synthesis

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  • IPEN-DOC 25494

    XAVIER, G.L. ; USSUI, V. ; OLIVEIRA, R.R. ; ROSSI, W. de ; LIMA, N.B. ; CASTRO, M.C.B. de . Evaluation of 3YTZP films deposited by electrophoretic deposition on titanium and irradiated with Nd:YAG laser. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 922-922.

    Abstract: Titanium is widely used in chemical, power generation, aerospace and biomedical industries because of its good mechanical properties, corrosion resistance and good biocompatibility. However, when is used, for example, in steam turbines is necessary increase the corrosion resistance at high temperature, or when is used in dentistry, when the metallic gray color compromise the aesthetics rehab, it becomes interesting to coat the titanium with a ceramic layers, and 3YTZP (Yttria-stabilized tetragonal zirconia) is suitable for this application, because it has good mechanical properties, good resistance to thermal cycles and good biocompatibility. The electrophoretic deposition is a suitable technique to obtain theses coatings. After deposition, is necessary achieve out the sintering of coating, but the sintering temperature of zirconia is about 1500 °C, and submit metal/ceramic joint to this temperature, cam bring on the degradation of metal. The solution to these problems is performing the sintering using a laser radiation. In this work it was studied the laser irradiation of zirconia ceramic coating deposited on titanium by electrophoretic deposition. Three series of irradiation tests were carried out using Nd:YAG (wavelength 1.06 μm) pulsed laser, energy of 0.5 J, pulse duration of 10 ms and rate of 10 Hz. During the tests, it was studied the influence of fluency, scanning speed and repetition of laser incidence. The repetition covered a range of 1 to 27 times. Prepared samples were characterized by optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction and scratch microindentation. The Xray results showed presence of tetragonal and monoclinic phases in the irradiated coatings. The optical and SEM results showed that densification increases with the increasing of number of laser incidence repetition and the scratch results showed that the irradiated samples presented more scratch resistance than non-irradiated samples.

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  • IPEN-DOC 25493

    ARAUJO, M.S. ; PRADO, U.S. ; GENOVA, L.A. . Soda lime silica glasses obtained from industrial solid wastes. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 885-885.

    Abstract: In this work, soda-lime glasses were produced using industrial solid wastes such as rice husk ash (RHA) and spent catalyst at the Petrochemical Fluid Catalytic Cracking units (ECAT) as alternative raw materials for silica (SiO2) and alumina (Al2O3). These correspond to two particularly valuable solid wastes, which are not well explored in the viewpoint of glass production. For the fabrication of vitreous samples we have also used, besides the wastes, commercial sodium carbonate and lime. Soda-lime glass containing the wastes was prepared by melting in alumina crucibles at 1600°C for 1 hour. Annealing treatments were performed for 3 hours at 530°C and then cooled to room temperature inside the furnace. The glass samples were characterized using XRF, XRD, ATG and visible spectrometer. The color measurement by (CIE) chromaticity diagram and optical transmission showed a good optical transparency of the glass samples, which confirmed the total vitrification. The results demonstrate that both can be used in their raw form (without treatment) replacing important raw materials, sources of Al2O3 and SiO2, essential for glass formation. The samples obtained presented amber color due to the presence of nickel (Ni²+ ion) from ECAT. Thus, the obtained glass is suitable for applications requiring low light transmittance such as colored glasses containers in general, which does not require complete visibility and transparency.

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  • IPEN-DOC 25492

    SILVA, D.L.C. ; SILVA, A.C. ; ARAUJO, M.S. ; MELLO-CASTANHO, S.R. . Structural reinforcement of Nb2O5 in soda-lime borosilicate glasses for nuclear waste immobilization. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 858-858.

    Abstract: The vitrification process has been used for high level nuclear waste (HLW) immobilization for more than 40 years around the word. However, there are still many difficulties involving the radiation effects in the glass matrixes as, for example, crackings that reduce their mechanical and chemical resistance. The impact of Nb2O5 addition in the CaO-Na2O-SiO2-B2O5 glass system was investigated. The glass samples, produced by melting method, were submitted to extreme chemical attacks like the alkaline ISO 695-1984 (E), the acid DIN 12116-1976 and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and Raman Spectroscopy. XRD diffraction patterns obtained before the chemical attacks confirmed the vitreous character of the samples. Raman spectra and FTIR spectra obtained after the chemical attacks indicated that the Nb2O5 is well connected to the glass network, supported by the decrease in mass loss after the chemical attacks, as the the Nb2O5 content was raised in the samples. These results are indicative that the chemical resistance of the studied glasses can be improved by increasing the Nb2O5 content. These results show that the process is a promising alternative to produce new family of the appropriate glasses for nuclear wastes immobilization.

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  • IPEN-DOC 25491

    ARAUJO, M.S. ; SILVA, A.C. ; SILVA, D.L.C. e ; MELLO-CASTANHO, S.R. . Variations of Qn distribution in bioactive glasses containing strontium oxide and alumina. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 857-857.

    Abstract: The complexity in designing brand-new compositions as 45S5 Bioglass® is mainly due to the fact the more components you have, the more difficult it is to trace the relationship between composition, structure and bioactivity. Also, the properties of bioactive compositions reflect their ability to release a critical amount of different ions in the surrounding host tissue, creating or not favorable conditions to stimulate cellular processes. Since these properties and process of interaction are directly related to the glass network connectivity, which can be evaluated by Qn distribution and other medium-range structural techniques, the present research studied two series of compositions based on 45S5 however adding amounts of Al2O3 and SrO, to verify the impact of subtle compositional changes in the Qn distribution. The samples were obtained by melting (1500°C) and quenching and characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (ATD), Fourier transform infrared (FTIR) and Raman spectroscopy. The initial results indicates that the matrix of typical bioactive phospho-silicate glasses which consists to be mostly Q², with some Q³, structures have been maintained in samples containing only SrO (0-2,7%mol). However, the samples containing both Al2O3 (2%mol) and SrO (0-2,7%mol) indicates that the addition of 1%mol SrO there is an increase of Q² in detriment of Q³, but then when the addition is up to 2,7%mol there is a decrease of Q² inversely proportional to Q³. Although these changes have been presented, none of the samples of both series presented cytotoxicity. Furthermore, studies on biocompatibility are being conducted to evaluate its impacts on their bioactivity.

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  • IPEN-DOC 25490

    OLIVEIRA, L.N.; ANDREETA, M.R.B.; SCHIMIDT, F.; ANTONIO, P.L. ; NASCIMENTO, E.O.; CALDAS, L.V.E. . Borate and silicate glasses as high-dose linear response dosimeters. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 829-829.

    Abstract: The search for new sensor materials is a continuous effort in materials engineering field. Aspects such as lower production costs and better sensitivity response, are of great technological importance and the main goals on this quest. The food and medical industries are the ones that benefit most from this research. In the food industry, for example, one of the processes that have been widely used is the application of high doses of gamma radiation in fruits and vegetables. Ionizing radiation destroys bacteria and fungi, increasing the shelf life of foods. In this way, there is the need for the development of dosimeters to monitor the dose used which can reach up to 20,000 times of the lethal ones for humans. Glasses are being considered for high-dose dosimetry applications, since its production costs are lower compared to other materials. However, it must fit another desirable characteristic, which is the linear response with respect to the radiation dose exposure. When glasses are exposed to high-dose gamma radiation, their optical absorption spectra changes. Although there is not a full agreement on the cause of that change in the optical spectra, it is believed that this is a combination of color centers produced by the entrapment of either electron-hole generated and/or due to some oxidized transition metal impurities. In this work, small rectangular pieces (1 x 1 x 4) mm3 of commercial soda-lime glasses, lithium and sodium diborates were irradiated with doses up to 10000 Gy, using a 60Co Gamma Cell-220 system. The samples were characterized by UV-Vis and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometry. The dose-response data showed good linear relationships at 250 nm (R2=0.9972). The highest linearity was shown for lithium diborate, sodium diborate and commercial soda-lime glass, respectively. Based on the data presented, it is also shown that these glasses may be used as Yes/No in situ detectors.

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  • IPEN-DOC 25489

    SALES, J.N. ; POVEDA, P.N.S. ; GARCIA, R.H.L. ; VALENZUELA-DIAZ, F.R.; SILVA, L.A. . Effect of the incorporation of green lake clay in the property of impact and crystallinity of polypropylene. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 813-813.

    Abstract: Clays are extremely versatile materials, being present in many industrial activities. For applications in plastic materials it is necessary to pre-treat the clays by means of an organophilization process. In this work, Green Lake clay was treated with three different ammonium quaternary salts. The choice of the quaternary salt used in the later steps was performed based on the water swelling test results. The efficiency of organophilization of Verde Lago clay was verified by X-ray diffraction technique (XRD), verifying the basal distance between lamellae of the structure. Polypropylene composites were prepared with additions of 0.5% 1.0% and 2.0% by weight of the Verde Lago clay, which were characterized by means of the thermogravimetric test (TGA), to verify the actual clay content in each composite; differential scanning calorimetry (DSC) for analysis of degree of crystallinity and resistance to Charpy impact

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  • IPEN-DOC 25488

    GENOVA, L.A. ; SILVA, A.A. . Optimization of green machining of ZrO2 via a simple and small CNC mill. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 812-812.

    Abstract: Machining of sintered ceramics is a slow, costly process and is therefore not suitable for the production of parts with complex geometry. Therefore the machining of green or partially sintered (bisque) bodies becomes a highly interesting alternative. Recent advances in cad/cam technology have enabled the feasibility of green machining for the production of ceramics on both, large and custom scale. Characteristics of the green or partially sintered ceramic body (mechanical strength, hardness, density, etc.) define its machinability. At the same time the machining parameters (feed rate, depth of cut, and tool – rotation, material and geometry) can optimize this machinability, producing a low roughness and crack-free machined surfaces, and preventing chipping of the edges. In this work, isostatically pressed zirconia ceramics, green or partially sintered (800 to 1000 °C) were machined, with and without cooling liquid, in a simple and low cost CNC milling machine. Parameters such as the rotation, geometry and grain size of diamond impregnated mild steel tool, the feed rate and the depth of cut were varied and the design of experiments (DOE) method was applied to determine the influence of these parameters in the roughness of the machined surface, the formation of microcracks, the integrity of the edges, and the wear of tool. It was verified the benefit of the cooling in the wear of the tool and also in the finishing of the green and sintered surface. It was possible to reach a set of conditions related to the characteristics of the ceramic bodies and to the milling parameters that allowed obtaining surfaces with low roughness (Ra< 1.2 micron), free of cracks and without chipping of the edges.

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  • IPEN-DOC 25487

    YAMAGATA, C. ; LEME, D.R. ; MORAIS, V.R. . Novel method for the synthesis of Dy-doped yttrium disilicate phosphors. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 626-626.

    Abstract: Yttrium disilicate (Y2Si2O7) displays interesting structural properties because of its high refractoriness and stability in oxidizing environments. With its wide band gap and excellent thermal and chemical stability, it has been shown to be one of the most efficient host lattices for rare earth ions, which substitute Y3+ ions. When it is doped with different metallic ions, yttrium silicates exhibit attractive luminescent properties for potential applications, such as plasma displays, laser materials and high-energy phosphors. The use of solid-state reaction for yttrium disilicate synthesis shows disadvantages such as long times and temperatures of processing and formation of undesirable by-products. The objective of this work was to obtain silica (SiO2) nanoparticles by surfactant-assisted sol-gel process, using sodium silicate (Na2SiO3) as Si precursor, and its application on the synthesis of yttrium disilicate-based (Y2Si2O7) phosphors. Yttrium hydroxide was added to obtained silica nanoparticles, by precipitation from yttrium nitrate. Two precursors of yttrium disilicate were prepared: un-doped and doped with dysprosium 2,5 at %, (Y1,95Dy0,05Si2O7). The obtained powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), to identify the polymorphic phases of yttrium disilicate, scanning electron microscopy (SEM), to observation of morphology. and luminescence spectroscopy. It was observed that ?-phase of Y2Si2O7 was obtained at 1300°C and showed sharper luminescence peaks in comparison with ?-phase. 7th International Congress on Ceramics & 62º Congresso Brasileiro de Cerâmica June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu - PR - Brazil 626

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  • IPEN-DOC 25486

    MORAIS, VINICIUS R. de ; LEME, DANIEL de R. ; YAMAGATA, CHIEKO . Preparation of Dy3+-doped calcium magnesium silicate phosphors by a new synthesis method and its luminescence characterization. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 574-583.

    Abstract: Recently, rare-earth doped alkaline earth silicates have been researched extensively as a new generation of afterglow phosphors. Compared with the conventional sulphide materials used for this purpose, silicates yield luminescence with longer duration time and higher bright, as well as improved chemical stability and lower cost. In the present work, Dy-doped calcium magnesium silicate phosphors were prepared by joining the methods sol-gel and co precipitation. Silica gel was obtained from sodium silicate solution. Ca, Mg and Dy hydroxides, precipitated from chloride solutions with NaOH, were added to the obtained gel. After washing for removal of Cl- ions, the product was annealed at 1000°C for 2 hours. XRD results confirmed the formation of diopside phase (CaMgSi2O6). The product was later characterized by SEM and luminescence spectroscopy.

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  • IPEN-DOC 25484

    MORAES, L.P.R. ; MARANI, D.; MACHADO, M.F.S. ; RODRIGUES, L.N. ; FONSECA, F.C. ; ESPOSITO, V.; SUN, Z.. Bottom-up and top-down approaches to the synthesis of 2D gadolinium-doped cerium oxide (CGO) at low temperature. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 543-544.

    Abstract: In the last decades, 2D nanosheets have been studied for their physicochemical properties, which are different from the bulk of the original material or any other nanostructure, therefore a challenging and exciting area of nanomaterial synthesis. Nanosheets can be used in the production of low cost electro-optics, stable highperformance batteries, high performance catalysts, etc. In general, there are two main approaches in the synthesis of nanomaterials: top-down and bottom-up. A top-down approach starts from a macroscopic material, which undergoes exfoliation or grinding to reduce its size to a nanometric scale. However, this type of process induces defects, compromising its properties. In the bottom-up method the nanostructures are built molecule by molecule, resulting in a more homogenous and controlled material. In this work, 2D nanostructures of gadolinium-doped cerium oxide (CGO) were synthesized by two simple and reproducible routes; both by aqueous precipitation induced by the hydrolysis of hexamethylenetetramine. The CGO materials synthesized were characterized by their composition, morphology and crystallographic characteristics. The combined experimental results indicated that different morphologies of 2D CGO can be obtained by controlling the synthesis parameters. The temperature of the reaction medium was decisive in the formation of a more homogeneous structure, establishing the optimum temperature to 10 ºC for the synthesis of nanosheets. The method of liquid exfoliation, with a solution of ethanol:water in an ultrasonic bath, was also established to obtain a suspension of nanosheets. Comparing the microscopic images of the materials synthesized by the top-down and bottom-up methods, it can be observed that the latter favours the formation of a more homogeneous nanostructure, leading to the obtention of exfoliated nanosheets with a shorter reaction and ultrasonic exfoliation time. Lead-based ceramics are widely used piezoelectric materials due to their excellent piezoelectric properties, but they are not environmentally friendly due to lead oxide toxicity. [1] Therefore, a number of studies have been carried out to improve electrical properties of different kind of ABO3 perovskites. [2] In the (1-x)K0.5Na0.5NbO3- xBaTiO3 system the effect of (K,Na) substitution by Ba decreases the temperature of the maximum dielectric permittivity and improves the dielectric properties. Consequently, this kind of materials can be used as an alternative candidate to replace conventional piezoelectric materials [3]. In this work, we present the synthesis and characterization of (1-x)K0.5Na0.5NbO3–xBaTiO3, (x= 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07) based lead-free piezoelectric ceramics through the solid-state reaction route. Powders were mixed in different compositions with the final propose of obtaining extensive applications. It was observed that Ba2+ ions occupy the A sites of the perovskite structure, while Ti4+ ions replace Nb5+ ions at the B sites, resulting in the distortion of the perovskite structure. Additionally, for the highest BaTiO3 concentration a practically constant dielectric constant curve was registered from 20 to 500°C, whereas the loss tangent values ??were low. Lead-based perovskites are widely used for actuators, sensors and transducers due to their excellent piezoelectric properties. However, the toxicity of lead for the environment and human health led to focus research efforts on finding substitutes for these materials. One candidate is the Bi0.5Na0.5TiO3-Bi0.5K0.5TiO3 solid solution, due to its interesting properties attributed to the presence of a morphotropic phase boundary in the composition Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3. It is known, that the synthesis methods of nanopowders, such as the sol-gel process, allow the control of grain size better that other methods. Consequently, this work focuses on the study of processing conditions and final properties of Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-based ceramics obtained by the sol-gel method. To obtain the desired phase, the reagents used were sodium acetate (CH3COONa), potassium acetate (CH3COOK), bismuth nitrate (Bi(NO3)3·5H2O) and titanium isopropoxide (Ti(OiPr)4). The acetates and nitrate were dissolved, separately, in glacial acetic acid. Titanium isopropoxide was dissolved in a solution of isopropanol and acetic acid. Acetates and nitrates were added dropwise. The mixture was stirred for one hour. Then, it was dried at 150 °C for 2 hours, and heat-treated at different temperatures (550 to 750 °C). The obtained powders were pressed uniaxially and sintered in the temperature range of 1000

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  • IPEN-DOC 25483

    STEIL, M.C.; GEORGES, S.; GELIN, P.; UHLENBRUCK, S.; FONSECA, F.C. . Gradual Internal Reforming process: development of catalyst layer for Solid Oxide Fuel Cells operating with methane and bioethanol. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 542-542.

    Abstract: In the gradual internal reforming (GIR) process, the water released by the electrochemical oxidation of hydrogen at the anode is used for the steam reforming of the fuel in the catalytic layer deposited over the anode of the SOFC. We have developed a highly active ceria-based catalytic layer that efficiently converts the primary fuel (ethanol or methane) into hydrogen using the electrochemically-generated steam. Ir/CGO catalyst was pretreated at 1173 K in He flow with less than 0.5 ppm O2 prior to catalytic testing. The catalyst consists of Ir nanoparticles (mean size of 4 nm in diameter) supported on the surface of sub-micron gadolinia-doped ceria particles and forms a continuous porous layer (~25 ?m thick) over the Ni-based anode. An anodesupported solid oxide fuel cell (SOFC) was continuously operated for more than 300 hours with direct methane or (anhydrous) ethanol, with a high current density. The catalytic layer associated with the GIR process avoids the carbon deposition on the anode material surface. Such results represent a significant advance towards the development of fuel-flexible SOFC operating with methane or ethanol.

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  • IPEN-DOC 25482

    MORAES, L.P.R. ; MACHADO, M. ; NUNES, L.; FONSECA, F.C. . Effect of iron doping nano-GDC synthesized via low temperature heterogeneous precipitation. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 541-541.

    Abstract: Gadolinium-doped cerium oxide exhibits beneficial properties for application as an electrolyte in electrochemical devices. However, it requires a high sintering temperature to obtain a fully dense body. In this study the effect of adding iron oxide to gadolinium-doped cerium (GDC) oxide to improve its sinterability and electrochemical performance was accessed. Doped GDC with different Fe molar concentrations (1, 3, 5 mol%) was successfully synthesized by a one-step aqueous precipitation method. Adding Fe 2 O 3 as a sintering aid increases the GDC densification and reduces its usual sintering temperature by ~300 °C. The microstructural and electrical properties of sintered pellets evidenced that using iron oxide as a sintering aid is a promising strategy to decrease sintering temperature of GDC.

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  • IPEN-DOC 25481

    FUJIMOTO, T.G. ; MUCCILLO, E.N.S. ; CARVALHO, L.A.. Ionic conductivity of Sr- and Mg-doped lanthanum gallate with La1.55Sr0.55Ga3O7+delta addition. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 537-537.

    Abstract: Sr- and Mg-doped lanthanum gallates are solid electrolytes with ionic conductivity higher than that of the traditional yttria-stabilized zirconia. Moreover, doped lanthanum gallates exhibit wide electrolytic domain and good chemical stability. The combination of their properties turns this compound a promising candidate for application in solid oxide fuel cells operating at intermediate temperatures (550-750°C). In this work, small amounts of La1.55Sr0.55Ga3O7+δ was added to doped lanthanum gallate and the effects of the additive on electrical properties of the base material were investigated by the impedance spectroscopy technique. The X-ray diffraction patterns of sintered specimens show the characteristic reflections of the perovskite-type phase, along with low-intensity diffraction peaks of the commonly detected impurity phases. The impedance spectroscopy diagrams reveal the high-frequency arc due to the bulk resistivity besides a strong overlap of the grain boundary arc with that of the electrode. The grain resistivity decreases for increasing amounts of La1.55Sr0.55Ga3O7+δ.

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  • IPEN-DOC 25480

    OLIVEIRA, G.L. ; ANDREOLI, M. ; GENOVA, L.A. . Porous TiO2 microspheres synthesized by internal gelation method. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 535-535.

    Abstract: Titanium dioxide (TiO2) combines an interesting set of characteristics and properties that allow its application in a wide range of areas, including pigments, biomaterials, catalysis, sensors, drugs, ion exchange, etc. TiO2 is the most promising for photocatalysis among the semiconductors due to its high photocatalitic performance, its elevated thermal and chemical stability, and low cost. Recently, it has been intensively studied as a photocatalyst in advanced oxidative processes (AOPs) for the treatment of industrial effluents containing organic pollutants. The objective of this work was to obtain porous TiO2 microspheres from TiCl4 by the internal gelation method, in order to explore this geometry in the optimization of photocatalyst reactors, such as column reactors or fluidized bed reactors (for gaseous effluents), as well as ease of separation. The obtained microspheres were calcined in different conditions, between 550 and 900 °C for one hour, and characterized with respect to their size and sphericity (SEM), crystalline phases present (XRD), specific surface area and porosity (BET/BJH). The effect of the variables of the internal gelation process and of the heat treatment on the characteristics of the microspheres obtained was evaluated. A specific surface area of the sample calcined at 550 °C was of 98.7 m2/g, while the area for the sample calcined at 900 ° C was of 3 m2/g. The calcined microspheres above 800 °C presented two cystaline phases, anatase and rutile, whereas those calcined at lower temperatures presented only the anatase phase. These microspheres showed photocatalytic capacity (degradation of methylene blue) comparable to the Aeroxide TiO2-P25 produced by Evonik. 7th International Congress on Ceramics & 62º Congresso Brasileiro de Cerâmica June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu - PR - Brazil 535

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  • IPEN-DOC 25479

    LAZAR, D.R.R. ; CAMARGO, E.F. de ; CORDEIRO, G.L. ; USSUI, V. ; OLIVEIRA NETO, A. . Evaluation of tin-doped indium oxide synthesized by Pechini polymeric precursor route as eletrocatalyst support for ethanol electrooxidation. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 514-514.

    Abstract: The generation of electric energy with low environmental impact and efficiency is a motivation for the development of fuel cells systems which traditionally are fed by gaseous hydrogen. The interest for the use of methanol and ethanol has also been considered in order to reduce the infrastructure required to store and supply the fuel. However, the low alcohol electrooxidation kinetics is a problem. In the case of polymeric membrane fuel cell, platinum is the state-of-the art electrocatalysts used to solve this drawback. Carbon black is always employed as platinum support, but problems related to low corrosion resistance and poisoning by absorption of CO species reduces the fuel cell performance with time. In order to improve electrocatalysts efficiency, some metal oxides have been proposed as candidate for oxidation resistant catalysts support. Inspired by the good electrical conductivity of tin doped indium oxide (ITO) for some applications such as liquid crystal displays, ITO has been considered as platinum support. In the present work, ITO powders (10wt% SnO2 – 90wt% In2O3) were synthesized by the Pechini method. Produced powders were characterized by TG/DTA analysis, X-ray diffraction, energy-dispersive X-ray spectroscopy and scanning electron microscopy. Pt supported on ITO was prepared by borohydride reduction method. Pt deposited on commercial ITO and on carbon black (Vulcan) were also prepared for comparison purposes. Electrochemical behavior of ethanol electrooxidation reaction (EOR) was performed using cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. Results showed that ITO powders prepared with the molar ratio citric acid/metals 1:1, followed by calcination at 600oC, are porous and soft aggregate composed by nanoparticles with cubic structure and established nominal composition. This material allowed an electrochemical behavior similar to commercial ITO due to its particle size and suitable agglomerate porosity for ethanol electrooxidation reaction.

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  • IPEN-DOC 25478

    FLORIO, D.Z. de; TINTI, V.B.; FONSECA, F.C. . Synthesis and magnetic characterization of ni nanoparticles in ceramic matrix. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 512-512.

    Abstract: The production of nanoparticles by exsolution is a technique that has been extensively researched and improved recently. Exsolved particles have superior properties when compared to deposited particles. The method of exsolution consists in the reduction of previously solubilized ions in a matrix, giving rise to particles strongly attached to the substrate. Materials with compositions (La1-xSrx)z(Cr1-yNiy)O3-? (x and y = 0%, 5%, 10%, 15% and 20%, z = 100% and 80%) were synthesized using the polymerization of complexes technique. The resin produced in the synthesis process was analyzed using thermal analysis and the calcination temperature was determined to be 900 ° C. The X-ray diffraction technique was used to characterize structures and identify the present phases. All samples were reduced to create nanoparticles of metallic nickel by exsolution. Magnetic analysis was conducted to determine the magnetic behavior of the produced materials. Non-stoichiometric materials were synthesized to verify the influence of different stoichiometry in the exsolution process. Non-stoichiometric A site impaired the solubilization of Ni and Sr in the lanthanum chromite structure. All samples with dopants showed a decrease in the temperature of Neel of the lanthanum chromite. However, the reduction treatment caused an increase in the Neel temperature when compared to the oxidized samples. This is indicative of the decrease in nickel concentration in solid solution, a result consistent with the exsolution mechanism. Using the measurements of magnetism, it was possible to verify the mechanism of exsolution and mass fraction of metallic nickel for each sample. Using electron microscopy techniques, it was possible to detect the presence of nanoparticles after the reduction treatment with a diameter of approximately 20 nm. When performing a local chemical analysis using a transmission electron microscope, it was possible to verify that the particles in question are of metallic nickel.

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  • IPEN-DOC 25477

    RAMANATHAN, L.V. . Scope for using ceramic coatings in the nuclear field. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 453-453.

    Abstract: A wide range of coatings to protect or enhance specific properties of the substrate are presently available and processes to apply these coatings are well established. Surprisingly, use of coatings in the nuclear field has received very little attention. This presentation will highlight the scope for using ceramic coatings mainly on nuclear fuel claddings and reactor components. All components and structures inside commercial nuclear reactor pressure vessels are exposed to high levels of irradiation at high water/steam pressures and temperatures. Despite caution exercised during material selection, degradation in mechanical properties under irradiation has been the primary cause for accidents or unplanned shutdowns in the nuclear industry. Qualification of a coated material is further complicated as two different materials are involved, besides the interface, and is the main reason for scant use of coatings in the nuclear field. Nevertheless, the following instances exemplify the use of ceramic coatings: (a) Prevention of accelerated corrosion of zircaloy at high temperature (accident situation) is extremely important to avoid generation of H2 (cause of the explosions in the 3 reactors of the Fukushima Nuclear Plant in Japan). Had the zircaloy cladding been coated with alumina, the explosions could have been averted by delaying H diffusion through the alumina layer and gaining time to take other preventative measures. (b) At normal reactor operating temperatures, ZrH2 forms in the cladding causing blisters, cracking and embrittlement. This can be mitigated by using PVD-ZrO2 coatings with low hydrogen permeability. (c) Fuel rods swell during irradiation due to build-up of fission products, severely compromising reliability of the cladding. One option to prevent fuel-cladding interactions is to coat the inner walls of the cladding with a TiN-based coatings. Besides these instances, other applications for ceramic coatings will be presented and discussed.

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  • IPEN-DOC 25476

    BENTO, R.T. ; SZURKALO, M. ; OLIVEIRA, E.C. ; CORREA, O.V. ; PILLIS, M.F. . UV–Vis photocatalytic performance of the S-doped TiO2 and TiO2 thin films for water treatment. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 421-421.

    Abstract: TiO2 films have been widely used as catalysts in oxidative processes in order to degrade organic contaminant. However, without the presence of a dopant material, its photocatalytic activity is limited only in the region of ultraviolet radiation (UV), due to its high-energy band gap. In this present research, anatase TiO2 thin films were grown on borosilicate substrates by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) at 400ºC. To make the semiconductor active in the visible light region, sulfur doped TiO2 films were prepared by means of a thermochemical treatment carried out in a tubular oven, under atmosphere of H2S at 50ºC for 60 minutes. The films were characterized by XRD, AFM, FE-SEM and XPS technique. The photocatalytic behavior of the films was evaluated by methyl orange dye degradation under UV-Vis irradiation for 300 minutes. The photocatalytic tests were realized in a reactor illuminated by two tubular UV lamps (352 nm), and in a reactor illuminated by visible light (400-700 nm) on different intensities, both containing 40 mL of the dye solution. The results showed that the S-TiO2 films present promising photocatalytic efficiency. Without the presence of the catalyst, there was no degradation of the methyl orange dye under UV-Vis irradiation. Non-doped TiO2 films do not exhibited photocatalytic activity under visible light. It was possible to observe that the visible light intensity influences the doped films photocatalytic performance.

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  • IPEN-DOC 25475

    SHINZATO, M.C.; ALMEIDA, T.M.; GUEDES-SILVA, C.C. ; SILVA, E.F.S.. The potential use of the alkaline waste from the aluminum industry as aluminum and silicon source in the geopolymerization process. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 353-353.

    Abstract: The objective of this work was to evaluate the alkaline waste of the aluminum industry (red mud) as a source of aluminum and silicon in the production of geopolymers. These elements are essential to form the tetrahedrally coordinated structures of the geopolymers. The characteristics of the studied material were compared with those of metakaolinite, since the latter is considered an excellent geopolymer precursor material. Samples of the dehydrated red mud were supplied by a Brazilian primary aluminum industry. This material was chemically (X-ray fluorescence) and mineralogically (X-ray diffraction) characterized. Samples of metakaolinite and red mud (original and pretreated by heating at 700 oC/2 h) were subjected to a leaching test with a 12 mol L-1 NaOH solution to determine the contents of reactive silica and alumina fractions. The Si4+ and Al3+ contents of the filtered solutions were determined by plasma optical emission spectrometry. The red mud has a total of 21.7% Al2O3 and 16.6% SiO2, and it is composed by the mineral phases: quartz, hematite, kaolinite, goethite, gibbsite, anatase, sodalite, gypsum. The contents of the leached fractions of Al3+ and Si4+ of the original red mud were respectively 3.9% and 0.7%. The red mud heated sample presented higher contents of Al3+ (8.5%) and Si4+ (6.6%). It was verified that the heating process increased the concentrations of Al and Si fractions available for the geopolymerization reactions. These values are closer to those obtained for metakaolinite (9.2% Al3+ and 4.4 Si4+). The X-ray diffraction data of the heated red mud revealed that the hydroxylated phases became amorphous and promoted the formation of metakaolinite. Thus, the red mud has important components, which when heated, increase the Al and Si availability for the geopolymerization reactions. The other components of the red mud, being less reactive, serve as aggregates for the geopolymer composition.

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  • IPEN-DOC 25474

    BARTOLOMEI, S.S.; ESPER, F.J.; MOURA, E.A. ; WIEBECK, H.. Environmental problems in the production of gypsum encourage its recycling and reuse for the production of new composites. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 150-157.

    Abstract: In Brazil, plaster recycling has been growing since the change in resolution 307 of the National Council of the Environment (Conama), which since 2011 classifies plaster as a recyclable product. Thus, the industries generating this type of waste are responsible for properly targeting them. The main ways to recycle plaster are: reuse for soil repair in the agricultural industry and calcination, therefor, the waste can be reused again in the civil industry. This work studied the temperature for calcination and the contamination of the residues of the production of plaster angles, to verify the feasibility of recycling with a lower possible energy consumption and, also for the use of these particles as dispersed phase in new composites. For this, XRD, FTIR tests were carried out and the grain size obtained after the plaster recycling was determined.

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  • IPEN-DOC 25473

    MARCHI, J.; BORGES, R.; ZEZELL, D.M. ; LIMA, C.A. . Influence of Na2O/CaO ratio on the dissolution kinetics of biocompatible glasses. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 136-136.

    Abstract: Glass dissolution and bioactivity are two phenomena strictly related to each other in biocompatible glasses. By controlling the glass dissolution, the ions of the glass matrix can be released on controlled manner, and the glass can play a role as a resorbable or bioactive biomaterial, depending on the ratio of the oxides into glass composition. In this work, we studied the glass dissolution of three compositions of biocompatible glasses with potential applications in regenerative medicine. Glasses based on the system 47SiO2-(37- x)Na2O-(10+x)CaO containing 6 wt% P2O5 (x = 0, 5 and 10) were obtained by melt-quenching at 1500°C/1h. The biocompatibility of these glasses was performed by immersion in a simulated body fluid solution up to 21 days, and then the glasses were characterized by XRD, FTIR, Raman spectroscopy and SEM. Glass dissolution kinetics essay was carried out in buffer solution at pH 7 and 37°C, and the ionic concentration of the leached ions was measured by ICP-OES. The results suggested that the speciation of silicate Qn units plays an important role on dissolution kinetics at the very first time of dissolution, which, in turn, can increase bioactivity. On the other hand, once the hydroxyapatite layer is nucleated on the glass surface, it acts as a barrier between the glass and the aqueous medium, decreasing the dissolution rate. The overall results give new insights about the relationship between dissolution and bioactivity, and how to approach dissolution in bioactive glasses.

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  • IPEN-DOC 25472

    USSUI, V. ; MIRANDA, R.B.P.; LIMA, N.B. ; LAZAR, D.R.R. ; MARCHI, J.; CESAR, P.F.. Microstructural evaluation of Y-TZP/TiO2 composite. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 124-124.

    Abstract: Y-TZP ceramics, known as yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystals are employed as dental implants due to its excellent mechanical properties, good esthetic and high biocompatibility. However, Y-TZP is bioinert and consequently has low interaction with bone tissue. One alternative to improve its bioactivity is the addition of a bioactive ceramic to the Y-TZP matrix. Titania (TiO2) is known to have good biocompatibility and was chosen to be added to the 3Y-TZP in order to improve such property. Synthesis was performed through coprecipitation of metal salts in a ammonium hydroxide solution, followed by washing, drying, milling and calcination. Ceramic powders were prepared to have up to 20 mol% of TiO2 over Y-TZP matrix. The powders were uniaxially pressed and sintered at dilatometer and in a tubular furnace from 1200 to 1500?C Ceramic pellets were characterized by X-ray diffraction with Rietveld refinement and scanning electron microscopy with field emission gun. Dilatometric analysis showed that samples containing TiO2, presented its higher densities for temperatures about 1300 C and a volume expansion at higher temperatures, with lower densities. Tetragonality, expressed as the relation between c/a lattice parameters measured after Rietveld refinements, in general, increases with increasing TiO2 content for all temperatures. Variations of crystal structure, density and cell volume could be related with TiO2 amount and sintering temperature. The overall results indicates that the crystalline structure of the Y-TZP/TiO2 composite was altered by the addition of titania.

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  • IPEN-DOC 25471

    ARATA, A. ; USSUI, V. ; LIMA, N.B. ; LAZAR, D.R.R. ; SOUZA, G.M.D. de; MARCHI, J.. Effect of sintering conditions of zirconia-yttria-titania-based ceramics composite on the densification and microstructure. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 123-123.

    Abstract: Glass dissolution and bioactivity are two phenomena strictly related to each other in biocompatible glasses. By controlling the glass dissolution, the ions of the glass matrix can be released on controlled manner, and the glass can play a role as a resorbable or bioactive biomaterial, depending on the ratio of the oxides into glass composition. In this work, we studied the glass dissolution of three compositions of biocompatible glasses with potential applications in regenerative medicine. Glasses based on the system 47SiO2-(37- x)Na2O-(10+x)CaO containing 6 wt% P2O5 (x = 0, 5 and 10) were obtained by melt-quenching at 1500°C/1h. The biocompatibility of these glasses was performed by immersion in a simulated body fluid solution up to 21 days, and then the glasses were characterized by XRD, FTIR, Raman spectroscopy and SEM. Glass dissolution kinetics essay was carried out in buffer solution at pH 7 and 37°C, and the ionic concentration of the leached ions was measured by ICP-OES. The results suggested that the speciation of silicate Qn units plays an important role on dissolution kinetics at the very first time of dissolution, which, in turn, can increase bioactivity. On the other hand, once the hydroxyapatite layer is nucleated on the glass surface, it acts as a barrier between the glass and the aqueous medium, decreasing the dissolution rate. The overall results give new insights about the relationship between dissolution and bioactivity, and how to approach dissolution in bioactive glasses.

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  • IPEN-DOC 25470

    SOLANO, A.; ARATA, A. ; LIMA, N.B. ; USSUI, V. ; LAZAR, D.R.R. . Y-TZP dental ceramics: Sintering process improvement using microwave energy. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 122-122.

    Abstract: Conventional sintering techniques of yttria-tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP) ceramics have presented limitations regarding the sintering time and temperature, increasing the cost of the final dental and biomedical products. Herein, microwave sintering comes to be an interesting alternative by providing fast heating, high densification and grain size control, decreasing the total time to produce the ceramic. The aim of this study was to compare the effect of microwave sintering of a pre-sintered commercial dental Y-TZP ceramic and a Y-TZP produced from powders synthesized in a laboratory scale by the copreciptation route. Densification, fracture toughness, grain size and crystalline phase quantification of sintered samples were evaluated. The synthetized and commercial (Vita Zahnfabrik, Germany) groups were submitted to 1450 °C and 1350 °C sintering temperature for 15, 30 and 60 minutes. Both groups sintered at 1450°C for 15 minutes and 30 minutes showed the higher densification results (98% concerning to theoretical density). All the samples sintered at 1350 °C achieved 96TD% independent of the sintering time. XRD quantitative phase analysis indicates that samples are formed by 89% tetragonal and 11% cubic phases (0,833 standard deviation), except for the group prepared from coprecipitated powders sintered at 1450oC for 30 minutes, that presented 79% and 21% of tetragonal and cubic phases, respectively. Therefore, microwave sintering allows the preparation of dense ceramics with high tetragonal phase content. The sintering time and temperature induced differences at the Y-TZP microstructure.

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  • IPEN-DOC 25469

    USSUI, V.; MANARAO, D.S. ; CORDEIRO, G.L.; TERTULIANO, A.J.O.; MACHADO, I.F. ; LAZAR, D.R.R.; CESAR, P.F. . Evaluation of reduced graphene oxide -reinforced zirconia ceramics processing conditions. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 120-120.

    Abstract: Yttria tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) has been widely used as dental and orthopaedic implants. However, the lack of stability of the tetragonal phase in water environment can induce damages on the ceramic surface due to the transformation into the monoclinic phase. The reduction of ceramic grain size can avoid this phase transformation, despite the loss of transformation toughening benefits. In order to minimize this drawback, the incorporation of a second phase into the zirconia matrix has been recently considered. The aims of the present contribution were to establish the procedure of ceramic processing of reduced graphene oxide -reinforced zirconia ceramics and to verify its influence on hardness and fracture toughness. The composite production included several steps: (a) synthesis of Y-TZP powder by coprecipitation route, (b) synthesis of graphene oxide from chemical exfoliation of graphite (modified Hummer’s method) followed by reduction with ascorbic acid, (c) sonication of reduced graphene oxide in Y-TZP suspension followed by drying (d) uniaxial pressing and (e) sintering in a conventional tubular furnace (Argon/ 4%hydrogen atmosphere) and spark plasma sintering (SPS). The concentration of rGO in Y-TZP was fixed between 0.01 to 2.0 wt%. Sintered samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, density measurements, and Vickers method for hardness and fracture toughness determination. Results showed that the procedure stablished for dispersion of rGO in Y-TZP allowed a good physical homogeneity of rGO and Y-TZP. Regarding the sintering procedure it was observed that conventional sintering in a controlled atmosphere was not effective for ceramic densification due to microcrack formation at the ceramic surface. Employing 0.05 rGO wt% in Y-TZP ceramic associated to spark plasma sintering at 1350oC allowed density higher than 98%DT and hardness and fracture toughness up to 14.4 GPa and 7.8 MPam1/2.

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  • IPEN-DOC 25468

    LEME, D.R. ; MORAIS, V.R. ; RODAS, A.C.D.; HIGA, O.Z. ; YAMAGATA, C. . Synthesis and characterization of bioactive ceramic in CaO-MgO-SiO2 system. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 36-45.

    Abstract: Na2SiO3 solution and chloride solutions of calcium and magnesium were used as raw materials. HCl was added to Na2SiO3 solution resulting in gel of silica. In order to obtain a mixture of Si gel, Ca2+ and Mg2+, calcium and magnesium solutions were blended into the gel. After adding NaOH to the mixture, Ca2+ and Mg2+ ions precipitated as hydroxides. Subsequently, it was dried to attain the ceramic precursor powder, which was calcined at 900 ºC for 1h, compacted into a pellet form and sintered at 1200 ºC for 2h. The ceramic body was characterized by SEM, XRD and FTIR. In vitro test for bioactivity verification was performed in SBF. A surface deposition of hydroxyapatite on the ceramic body was observed after 3 days. The cytotoxicity test revealed that the material has cell viability above 70%, meaning that it is not toxic for the cells, according to ISO 10993-5 standard.

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  • IPEN-DOC 25467

    NASCIMENTO, S.F.; RODAS, A.C.D.; CARVALHO, F.M.S.; HIGA, O.Z. ; GUEDES-SILVA, C.C. . Silicon nitride ceramics with SiO2, SrO and Al2O3 additions for bone replacements. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 24-24.

    Abstract: The excellent mechanical properties of silicon nitride ceramics combined with their osseointegration ability and good image characteristics have increased their application potential as orthopedic and dental implants. In this work, we investigated the densification, microstructure and mechanical properties of silicon nitride with SiO2, SrO and Al2O3 additions (90Si3N4-6SiO2-4SrO, 90Si3N4- 6SiO2-3.86SrO-0.14Al2O3, 80Si3N4-10SiO2-10SrO, 80-Si3N4-10SiO2- 9.625SrO-0.375Al2O3, 80Si3N4-12SiO2-8SrO, 80-Si3N4-12SiO2-7.7SrO- 0.3Al2O3, in wt.%). This oxides combination should aid the sintering process and promote an intergranular phase with great in vivo reactivity in view of its importance in the new bone formation process. Hence, six different compositions were prepared by the conventional sintering method. Samples were ground, pressed and sintering at 1815o C for 1 hour under nitrogen atmosphere. The apparent density, phase and grain distributions as well as the hardness and fracture toughness were determined by means of Archimedes’ method, scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD) and Vickers’ method. Also, in vitro test of cytotoxicity was performed for a preliminary biological evaluation. The results shown that samples reached ca. 97% of theoretical density and total beta-Si3N4 transformation. Hardness and fracture toughness values of 10 GPa and 7 MPa.m1/2, respectively, were obtained for all samples which were non-cytotoxic, suggesting their great potential for bone replacements in orthopedic surgeries and implantology.

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  • IPEN-DOC 25466

    MORAIS, V.R. ; REZENDE, D.L.; YAMAGATA, C. . Novel method for the synthesis of Dy-doped yttrium disilicate phosphoros. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 603-609.

    Abstract: The complex high temperature polymorphism (Y, α, β, γ and δ structures) of yttrium disilicate (Y2Si2O7) naturally lead to relatively broad emission, originating from ions placed in different symmetry sites, for example, the replacing of Y3+ by rare earth ions. Y2Si2O7 as the host lattice shows a high thermal and chemical stability compared with other well-studied phosphors such as ZnS and CdS. When doped with different metallic ions, yttrium silicates exhibit attractive luminescent properties for potential applications, such as plasma displays, laser materials and high-energy phosphors. The sol-gel technique provides an available method to prepare ceramic powders, with higher purity and homogeneity compared to the conventional solid-state reaction of mixed oxides. In the present work, a novel sol-gel and co-precipitation combined method has been proposed for synthesis of RE3+ doped Y2Si2O7 (RE=Dy). Silica nanoparticles were obtained by surfactant-assisted sol-gel process, using sodium silicate (Na2SiO3) as precursor, and then Y3+ and Dy3+ ions were precipitated over these particles. The RE3+:Y2Si2O7 obtained product was analyzed by SEM, XRD and luminescence spectroscopy. Crystalline Y2Si2O7 was obtained at lower temperatures compared with traditional methods. The α-phase was obtained at 1100 and 1200°C, and β-phase at 1300°C. Comparing photoluminescence spectra of α and β-phases, the later showed higher intensity luminescence peaks.

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  • IPEN-DOC 25430

    LEAL NETO, R.M. ; BARDELLA, F. ; RODRIGUES, A.M.. CrystalWalk AR: estruturas cristalinas e realidade aumentada. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 9042-9042.

    Abstract: Este trabalho documenta o processo de especificação, desenvolvimento e prototipação de uma plataforma de ensino-aprendizagem de estruturas cristalinas, intitulada CrystalWalk AR (de Augmented Reality em inglês), que se utiliza a plataforma experimental de computação holográfica Microsoft Hololens. Desde que foi lançado em meados de 2016, o software CrystalWalk (CW) vem se consolidando como alternativa aos softwares cristalográficos tradicionais, uma vez que é capaz de gerar representações visuais tridimensionais de estruturas cristalinas de modo didático e interativo, mais afeito a estudantes e não especialistas em cristalografia. A mesma motivação original do desenvolvimento do CW vigora no atual trabalho, ou seja, a percepção de deficiências nas ferramentas de ensino-aprendizagem empregadas no estudo de estruturas cristalinas. O correto entendimento deste tema demanda habilidade associada à visualização em três dimensões, além de conceitos nem sempre bem explorados pelos livros didáticos da área. Apesar de modelos físicos tradicionalmente serem utilizados para tentar contornar essas limitações, sua natureza material impõe restrições, ao contrário dos modelos virtuais. Com a disseminação do uso do CW evidenciou-se seu vasto potencial imersivo em ambientes intermediários de virtualidade – particularmente a Realidade Aumentada (AR) – sobretudo devido à falta de maturidade e ao alto custo das tecnologias comercialmente disponíveis. Baseado na arquitetura original do CW, a aplicação CrystalWalk AR (CW-AR) foi desenvolvido para o Microsoft Hololens integrando-se a plataforma Unity para desenvolvimento de aplicações 3D e o framework Vuforia para desenvolvimento de aplicações de Realidade Aumentada (AR). Assim, a partir do uso de SmartTags é possível ‘agarrar’ estruturas cristalinas, integrando modelos gerados a partir do CW a um ambiente holográfico imersivo. Sem os limites de um ambiente bidimensional dentro de um monitor, alunos e professores puderam exibir, ampliar, transladar e rotacionar projeções holográficas tridimensionais de estruturas e defeitos cristalinos simultaneamente à realidade física, posicionando, dimensionando e transitando por entre diferentes modos de visualização como a representação de pontos de rede, motivo, célula unitária e estrutura cristalina. Diferentemente do CW, entretanto, o CWAR possui foco em desenvolvimento de propriedade intelectual, cuja solução é composta por conteúdo autoral, hardware e software de códigos fechado. Estudos preliminares do CW-AR com alunos e professores sugerem benefícios tangíveis relacionados à interação e à imersão, proporcionando uma melhor integração de interfaces multimodais (mais que uma forma de interação), quando comparados com sistemas tradicionais de Realidade Virtual. No CW-AR destacam-se também potenciais melhorias relacionadas ao custo e à complexidade operacional.

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  • IPEN-DOC 25429

    VARCA, G.H.C. ; FAZOLIN, G.N. ; FERREIRA, A.H.; OLIVEIRA, J.P.R. de ; MARQUES, F.; LUGAO, A.B. . The effect of radiation dose rate over the formation of protein-based nanoparticles for nanosized delivery of chemo and radiotherapeutics. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8875-8875.

    Abstract: Recent studies demonstrated the development of papain and bovine serum albumin nanoparticles using gamma radiation (10 kGy) in presence of 20-30% (v/v) ethanol. With the purpose of producing stable and well defined nanocarriers, this work aims to determine the influence of different dose rates over protein nanoparticle formation. For this purpose, papain and BSA nanoparticles were synthetized in phosphate buffer (50 mM, pH 7.2) and ethanol (20-30%, v/v) using a radiation dose of 10 kGy and dose rate of 0.8, 2, 5 and 10 kGy.h-1. After irradiation, samples were evaluated by dynamic light scattering, fluorescence and proteolytic activity to verify the size, secondary structure and monitoring of the enzymatic activity, respectively. For papain nanoparticles it was observed that the dose rate did not influence the particle size formation, however crosslinking evidenced by bityrosine showed that samples irradiated at 0.8 and 5 kGy.h-1 presented higher bityrosine levels. On the other hand, BSA nanoparticles presented different results if compared to papain NPs. Different dose rates caused different and non-linear size increase for each condition, following the order: 5 > 10 > 0.8 > 2 kGy.h-1. However, in terms of crosslinking formation, a linear increase was registered, as at 0.8 kGy.h-1 the smallest signal was achieved, whereas at 10 kGy.h- 1 the highest signal was recorded. In conclusion, BSA nanoparticles were more sensitive to different radiation dose rates than nanopapain. Optimized results in terms of size increase and higher bityrosine levels were observed for the samples irradiated at 5 kGy.h-1, in which nanoparticle formation will occur faster if compared to the synthesis carried out under distinct conditions. As final applications of the system concert their use for the delivery of chemo or radiotherapeutics, the loading of paclitaxel, a well-known chemotherapeutic agent, and radiolabeling with tecntetium- 99m, a radioisotope suitable for biomedical applications, have also been performed with high efficiency, thus demonstrating a proof of concept of such systems.

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  • IPEN-DOC 25428

    PEREIRA JUNIOR, J.T. ; ROSSI, W. de . Desenvolvimento de processos de ablação do polímero poliestireno com lasers de pulsos ultracurtos / Development of ablation processes of polystyrene polymer with ultrashort pulse laser. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 8803-8814.

    Abstract: Através da aplicação de microusinagem com laser de femtosegundos é possível fazer a ablação de cavidades na ordem de poucos μm em praticamente qualquer substrato em duas ou três dimensões. Neste trabalho foram estudadas estratégias e parâmetros com laser de femtosegundos para ablação do polímero poliestireno, material que, como exemplo de aplicação, tem sido texturizado para cultura controlada de células do coração. Foram utilizadas as técnicas D-Scan e regressão de diâmetro a fim de se fazer o levantamento do limiar de ablação. Também foram realizados traços e, por fim, uma superfície. Foi investigada a influência da variação da sobreposição de pulsos, fluência e taxa de repetição, bem como os efeitos de incubação e possíveis efeitos térmicos. Os resultados demonstram a enorme variedade de combinações e parâmetros que podem ser obtidos com a técnica de microusinagem com laser de femtosegundos e favorecem o estudo do processamento deste polímero.

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  • IPEN-DOC 25427

    POVEDA, P.N.S. ; MOLARI, J.A.; BRUNELLI, D.D.; SILVA, L.A. . Caracterização estrutural e mecânica de polipropileno aditivado com diferentes auxiliares de processo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8768-8768.

    Abstract: O polipropileno é amplamente consumido na indústria do segmento plástico e utilizado em diversos processos de transformação devido ao conjunto de propriedades que apresenta e suas características de processabilidade. Os aditivos auxiliares de processo atuam nos materiais plásticos promovendo um melhor deslizamento entre as cadeias (lubrificantes) e/ou contribuindo na nucleação e cristalinidade (nucleantes). Para este estudo foram utilizados 3 tipos de aditivos auxiliares de processo: óxido metálico (nucleante inorgânico), sal metálico (nucleante orgânico) e lubrificante, aplicados em polipropileno copolímero a 0,5%, em massa. Com o objetivo de promover a mistura adequada dos aditivos na base polimérica, foram desenvolvidos concentrados (masterbatches), os quais foram aplicados diretamente ao polipropileno base no funil da injetora para confecção dos corpos de prova. Para análise das amostras de polipropileno aditivado e não aditivado (padrão), foram utilizadas as técnicas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) para verificação do grau de cristalinidade; Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) para estudo das características estruturais; e resistência ao impacto Charpy para avaliar o efeito da aplicação destes aditivos nas propriedades mecânicas do polímero. De acordo com os resultados apresentados, as amostras B (lubrificante) e D (óxido metálico) apresentaram desempenho diferenciado quando comparadas à amostra padrão A (polipropileno copolímero). A amostra B (lubrificante), mostrou-se uma alternativa interessante para a facilitação de processamento do polímero estudado devido à promoção de fluxo maior, sem apresentar perdas nas propriedades mecânicas avaliadas.

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  • IPEN-DOC 25426

    MATOS, B.R. ; REY, J.F.Q.; MERINO, D.H.; SILVA, J.S. da ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . The relation between the alpha/beta relaxation dynamics and the shape of ionomer building blocks. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8629-8629.

    Abstract: The relation between the alpha/beta relaxations and the shape of the building blocks of ionomer materials is a key factor for programming an important temperaturedependent property: the memory of shape [1,2,3]. However, the morphology of ionomers is indirectly obtained via modeling of small angle X-ray scattering (SAXS) data owing to the hardly accessible image characterization of the nanometric building blocks - micelle-like cylindrical polymeric aggregates (radius ~ 2 - 6 nm and length > 100 nm) [3]. Herein, broadband dielectric spectroscopy (BDS) measurements, free from electrode polarization effects, allowed identifying the time and temperature dependence of the polarization of different length scales of the ionomer matrix, and more importantly, by directly providing the aspect ratio of the radius and length of the polymeric aggregates for each desired temperature. This finding is essential for controlling the shape of ionomer based functional products under several stimuli conditions, thereby advancing remarkable applications, such as four dimensional (4D) printing and polymer electrolyte fuel cells.

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  • IPEN-DOC 25425

    SILVA, J.S. da ; MATOS, B.R. ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . Electrostatic interactions of Ionomer Films as Probed by Variable Temperature Synchrotron Infrared Spectroscopy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8626-8626.

    Abstract: The state of the art polymer electrolyte of Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEM), Nafion®, has poor mechanical and electrical properties at T > 100 °C. Specifically, long-term operation leads to irreversible performance losses that are related to an irreversible modification of the ionomer morphology above the temperature of alpha-transition (Talpha ~ 110 °C). Previous characterizations showed that the alpha-transition is dependent on the different states of covalent and ionic interactions among sulfonic acid groups, such as: ionic repulsions among RSO3-, dipolar attractions among RSO3H dipoles, hydrogen bonding of sulfonic groups with bulk and coordinated water molecules. The identification of both the functional groups interactions in the MIR bands and the “ion-hopping bands” in the FIR bands for annealed Nafion samples can give new insights into the role played by the ionic interactions on the alpha of ionomer membranes. Such approach for understanding the relationship between the dynamics of aplha-relaxation and Nafion morphology is missing in the literature, possibly due to the incipient number of FIR studies of Nafion. The central objective of this work is to advance the understanding of the chemical features involved during the aplha-transition of in situ annealed Nafion membranes with the high-resolution mid (MIR) and far (FIR) infrared spectroscopy using the IRIS beamline of BESSY II synchrotron light source. Herein, the effect of short-term annealing of Nafion at RH ~ 0% and selected temperatures below and above the alphatransition is presented. The comparison between SAXS and FTIR data of Nafion membranes annealed in situ revealed that the alpha-transition is due to the long range motion of the ionomer chains via weakening of electrostatic interactions of the ionomer functional groups.

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  • IPEN-DOC 25424

    ARAUJO, S.A. de; LANDINI, L. ; SALVADOR, V.L.R. ; SCAPIN, M.A. ; MASSANARES, B.F. ; URBANINHO, A.B. . Estudo da viabilidade de produção de biodiesel, a partir de óleos vegetais e catalisadores de resíduos de frutos do mar, em uma unidade reacional de hidrogenação em batelada, assistida por micro-ondas e aquecimento convencional. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8358-8358.

    Abstract: Neste trabalho a proposta foi a realização de estudo da viabilidade da produção de biodiesel, partir de resíduos de óleos vegetais de atividades domésticas, empregando resíduos de conchas (CaCO3), preparados na forma de óxido de cálcio (CaO) como catalisadores, em uma unidade de reação em batelada, em escala de bancada, instalada no IPEN-CNEN/SP. Ela é capaz de operar com alta pressão de gás hidrogênio (até 200bar) e alta temperatura (até 500°C), utilizando micro-ondas (2.450MHz, com até 2kW contínuo e 8kW pulsado) e aquecimento convencional (elétrico). Nos testes, foram avaliadas as carga de óleo (mL); tipo e massa de catalisador, com ou sem pressão de gás hidrogênio (bar); temperatura (°C); tempo de reação (h); potência de micro-ondas (W); velocidade de agitação da carga (rpm); aquecimento convencional (MC). As determinações analíticas das amostras foram feitas por meio de densidade, cromatografia em fase gasosa (GC), titulação potenciométrica e fluorescência de raios-X. Foram levantados dados, a fim de compará-los com outras metodologias já utilizadas em literatura. A proposta deste trabalho foi analisar a eficiência do uso destes tipos de catalisadores e óleos, na produção de biodiesel, como uma tecnologia alternativa.

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  • IPEN-DOC 25423

    SARTORI, M.N. ; SILVA, L.G.A. ; CASTRO, D.P. . Reaproveitamento de aparas têxteis de poliamida 6 e poliamida 66 com elastano. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8317-8317.

    Abstract: O Brasil é um dos principais produtores do setor têxtil no mundo, gerando milhões de empregos diretos e indiretos. Contudo, tal atividade cria diversos problemas ao meio ambiente como, por exemplo, a geração de resíduos sólidos proveniente dos processos industriais, confeccionistas e também do pós-consumo. Muitas vezes estes resíduos são descartados de modo displicente em aterros sanitários contribuindo para o depósito de resíduos no ambiente. Neste trabalho foram utilizadas aparas têxteis de poliamida 6 e poliamida 66 com elastano que são descartadas pela indústria. Esses materiais foram processados inicialmente em uma máquina compactadora para redução de volume. Posteriormente, pelo processo de extrusão foram obtidos grânulos e por injeção foram preparados os corpos de prova os quais foram submetidos aos ensaios mecânicos de tração, flexão e impacto. Os resultados encontrados revelaram que tanto as aparas de poliamida 6 como as aparas de poliamida 66 com elastano são processáveis e apresentaram características viáveis para utilização na indústria em diferentes segmentos.

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  • IPEN-DOC 25422

    CANAZZA, M.A.; WIEBECK, H.; SCAGLIUSI, S.R. . Novas aplicações do pó de pneu reciclado via microondas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8280-8280.

    Abstract: A reciclagem de materiais poliméricos tem sido objeto de estudos a fim de poupar recursos naturais, principalmente de fontes não renováveis, com objetivo de minimizar os impactos causados ao meio ambiente. Nesse cenário, aparecem os materiais elastoméricos, como a borracha, principalmente a utilizada na fabricação de pneus, uma vez que a indústria pneumática consome aproximadamente 60% da produção de borracha. Como a destinação final de forma ambientalmente correta do pneu é uma exigência, devidamente amparada por normas e leis nacionais e internacionais, o objetivo desse trabalho é desenvolver um estudo sobre a eficácia das irradiações das microondas no processo de desvulcanização do pó de pneu. Para esse estudo as amostras de pó de pneu foram submetidas a irradiações de microondas, e posteriormente incorporadas a matrizes poliméricas de Borracha Natural (NR) e Borracha de Butadieno Estireno (SBR), e caracterizadas por meio de ensaios para verificação de suas propriedades. Para caracterização das amostras, assim como a eficácia do processo, serão utilizados: (Ensaio de Dureza; Ensaio de Tração; Ensaio de Alongamento; (TGA), Análise Termogravimétrica; (DSC), Calorimetria Exploratória Diferencial). Verificou-se que dependendo da porcentagem de pó de pneu incorporado a matriz polimérica, a variação de propriedades é aumentada.

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  • IPEN-DOC 25421

    LIMA, V.S. ; PARRA, D.F. . Estudo das Propriedades e Estabilidade Térmica de Poli - metacrilato de metila luminescente dopado com complexo de Európio [Eu(tta)3(H2O)2] e complexo de Térbio [Tb(acac)3(H2O)3]. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7858-7858.

    Abstract: Neste trabalho relatamos a preparação, caracterização térmica e luminescência das propriedades dos filmes poliméricos de polimetacrilato de metila luminescentes. Os filmes de PMMA foram dopados com complexo de európio sobre concentração de 0,5% e complexo de térbio sobre as concentrações de 1, 5 e 7%. Suas propriedades de luminescência e estabilidade térmica foram obtidas a partir de filmes obtidos por derramamento (casting). Os filmes foram caracterizados por TGA em atmosfera de N2, DSC e Espectro de emissão. Avaliação da estabilidade foto-física mostrou a influência da exposição do comprimento de onda UV no polímero. A calorimetria exploratória diferencial (DSC) não apresentou alterações significativas em Tm para as amostras de filmes expostos, no entanto, a cristalinidade é afetada por complexo nas cadeias poliméricas. Com base nos dados de TG comparou-se a estabilidade térmica entre as amostras de filmes dopados com as porcentagens informadas acima. Os espectros de emissão obtidos a 298K exibiram bandas características de 5D4 ? 7FJ (J=6, 5, 4, 3, 2, 1, 0). A intensidade de luminescência intensifica-se de acordo com a concentração dos íons de terra rara não indicando supressão de luminescência na faixa de concentração utilizada.

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  • IPEN-DOC 25420

    BENTO, R.T. ; FERRUS FILHO, A.; CORREA, O.V.; PILLIS, M.F. . Structural characterization of aramid fibers. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7746-7746.

    Abstract: Fibers are polymer matrix composite materials that present one dimensional structure, stiffness, low density, and high structural and thermal properties. They can be used in activities under high temperature, being in the form of fabric and yarn. Aramid yarns are high performance textile fibers with excellent physicochemical properties that favor their use in applications where there is the requirement for advanced technology. The present research proposed the structural characterization of two different types of aramid yarn – 1100 dTex and 3300 dTex. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy, thermogravimetric analysis (TGA), and difference thermogravimetry (DTG) were used for structural characterization, morphology analysis, chemical composition, and thermal degradation of samples. The results obtained demonstrated that the aramid fibers exhibit a crystalline structure, presenting a homogeneous surface morphology and low roughness. It was verified that the fibers in study have good thermal stability. The thermal decomposition of the 1100 dTex aramid occurs in the range of 493 °C – 629 °C, while the thermal degradation of the 3300 dTex aramid is initiated at approximately 504 °C and is completed around 644ºC, which allows to conclude that the 3300 dTex aramid is endowed with excellent thermal resistance when compared to other textile materials.

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  • IPEN-DOC 25419

    CASTRO, D.P. ; SARTORI, M.N. ; SILVA, L.G.A. . Efeito da radiação ionizante em blendas de pbat/amido plastificados com glicerol e óleo de mamona. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7600-7600.

    Abstract: Diversas alternativas têm sido buscadas para minimizar o impacto ambiental causado pelos polímeros convencionais. Uma importante alternativa é o uso de polímeros biodegradáveis; no entanto, em razão do seu alto custo quando comparados com polímeros convencionais, surge a necessidade de desenvolver misturas poliméricas biodegradáveis utilizando aditivos naturais degradáveis, tal como o amido modificado. A utilização de polímeros biodegradáveis tem mostrado ser uma alternativa viável ao uso dos materiais derivados das poliolefinas, principalmente em embalagens, pelo fato de poderem ser compostados e biodegradados após o seu descarte. O desenvolvimento de blendas poliméricas fabricadas com matrizes de polímeros biodegradáveis sintéticos, e aditivos naturais, são considerados materiais menos agressivos ao meio ambiente; os quais podem ser degradados pela ação de microorganismos ou enzimas. Neste trabalho, foram preparadas blendas de amido termoplástico (TPS) com PBAT, glicerol, óleo de mamona e TWEEN® 80, as quais, foram preparadas por extrusão, e posteriormente submetidas ao processo de radiação e caracterizadas por análises térmicas, mecânicas e morfológicas. Os resultados mostraram uma boa interação entre os componentes das blendas e sua miscibilidade, tanto irradiadas quanto não irradiadas.

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  • IPEN-DOC 25418

    FARIAS, I.F. ; CASTRO, M.C.B. de ; MARINUCCI, G. . Estudo do reaproveitamento de resíduo de PVB utilizado na fabricação de parabrisas em composto de PVC. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7500-7500.

    Abstract: A fabricação de blendas poliméricas é uma alternativa para melhoria de propriedades de materiais poliméricos já consolidados no mercado, ampliando sua área de aplicação como por exemplo, ABS/PC, PMMA/PET, PPO/HIPS, PBT/ABS e outros. O presente trabalho apresenta um estudo da compatibilização de dois polímeros termoplasticos e na avaliação das propriedades mecânicas. Os polímeros utilizados neste estudo foram: o composto de poli (cloreto de vinila)-PVC-C, aditivado com plastificantes, o poli (cloreto de vinila)reciclado-PVC-R, oriundo de mangueiras flexíveis e o resíduo de poli (vinil butiral)PVB-R, proveniente de laminados utilizados na fabricação de para-brisas para a indústria automotiva. O estudo das blendas PVC/PVB oferece um grande potencial de aplicação na fabricação de mangueiras e laminados, na indústria calçadista e automotiva e em segmentos da área hospitalar. Três diferentes formulações de blendas PVC/PVB foram planejadas e obtidas a partir de mistura no estado fundido via processo de extrusão por granulação a seco e processo de calandragem. As blendas de amostras de PVC plastificado e PVC reciclado, indicados respectivamente por PVC-C e PVC-R, e amostras de PVB do descarte na fabricação dos para-brisas indicadas por PVB-R foram fabricadas nas proporções de PVC-C/PVB-R 90/10, PVC-C/PVB-R 50/50 e PVC-R/PVB-R 50/50. Essas amostras foram comparadas com o composto de PVC-C puro, sendo atribuído como o material de referência, e com resíduo de PVB-R puro como material de incorporação. Foram realizados ensaios mecânicos e de dureza, como também a avaliação da miscibilidade da blenda. Após a análise, as blendas de PVC/PVB apresentaram interação em termos de compatibilidade e miscibilidade. Devido a polaridades semelhantes, o resíduo resultou numa grande vantagem competitiva de viabilidade econômica e de processos, econômica tendo em visto que o PVB resíduo apresenta custo inferior ao PVC composto e propriedades mecânicas superiores, isso porque a incorporação de resíduos de PVB normalmente implica num aumento das propriedades dessa blenda termoplástica. Essa conclusão é amparada pelos resultados de resistência à tração, resistência a dureza e rasgamento, como também das características morfológicas obtidas nas análises por microscopia óptica, que apontaram resultados satisfatórios comparados com composto de PVC plastificado.

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  • IPEN-DOC 25417

    FREITAS, P. ; YASUDA, F.S.; HEWER, T.L.R.; MELO, T.S.; DELORENZI, J.M.B.; SILVA, L.G.A. . Incorporação de nanopartículas de prata pelo processo de irradiação em cateter venoso central de poliuretano revestido com óxido de titânio para atividade antimicrobiana. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7433-7433.

    Abstract: Os cateteres intravasculares são aliados indispensáveis na prática da medicina moderna, particularmente em unidades de terapia intensiva (UTIs). Pelo Cateter Venoso Central (CVC) pacientes que ficam muito tempo internados recebem medicação e alimentação sendo, no entanto, importante fonte de infecção da corrente sanguínea primária. Os CVC’s de poliuretano podem ter sua superfície modificada pela incorporação de titânio e prata (Ti/Ag) que são metais que possuem características antimicrobianas conhecidas desde a antiguidade. A incorporação das nanopartículas de prata sobre o polímero pode ser feita com o uso da radiação ionizante, que também irá esterilizar o material deixando-o disponível para uso final. Assim, este trabalho tem por objetivo utilizar a radiação ionizante para incorporação de nanopartículas de prata em Cateter Venoso Central (CVC) a fim de adquirir propriedades antibacterianas. Para isto utilizou-se o CVC Pellethane 2363-65D, termoplástico de poliuretano elastômero (TPU), óxido de titânio puro, sintetizado pelo processo sol gel e nanopartículas de prata (NpAg_925). A irradiação para incorporação da prata foi com dose de 25 kGy e com taxa de dose de 1,03 kGy/h em um irradiador “Gammacel 220” de Co-60. Posteriormente, os cateteres foram esterilizados com dose de 25 kGy. Observou-se que a deposição do titânio pelo método sol gel na superfície do CVC não foi homogênea, dificultando a incorporação da prata que depende do titânio neste processo de incorporação. A microscopia eletrônica de varredura mostrou falhas no processo de deposição do titânio, assim sendo os testes de atividade antibacteriana não tiveram resultados conclusivos. Podese concluir que a incorporação da prata pelo processo de irradiação foi possível e que este processo não afeta a estrutura do polímero, o que é importante para a correta inserção do cateter venoso central no corpo do paciente.

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  • IPEN-DOC 25416

    FAZOLIN, G.N. ; VARCA, G.H.C. ; LUGAO, A.B. . Desenvolvimento de nanocarreadores bioativos na forma sólida à base de papaína induzidas por radiação. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7425-7425.

    Abstract: A papaína, enzima proteolítica extraída do látex do fruto verde do mamão papaia adulto, é um produto de interesse médico por possuir características importantes como auxiliar na redução do crescimento bacteriano em escaras além de possuir alta bioatividade e ser um produto com potencial para carreamento de fármacos. Recentemente desenvolvida em nano escala, a nanopartícula de papaína foi sintetizada utilizando a técnica de síntese por radiação a fim de promover reticulação intermolecular e esterilização do meio, simultaneamente. Contudo, a papaína em meio aquoso sofre hidrolise e por este motivo sua aplicação como nanocarreador pode ser dificultada. Visando a utilização da nanopartícula de papaína como nanocarreador de fármacos, se faz necessário a obtenção da nanopartícula na forma sólida. Este trabalho tem o objetivo de estudar o comportamento das nanopartículas de papaína congeladas e liofilizadas além de sua estabilidade frente ao tempo. A síntese foi realizada utilizando tampão fosfato 50 Mm pH 7,4 e etanol como cosolvente, além de induzir a reticulação com radiação ionizante utilizando a dose de 10 kGy e taxa de dose de 5 kGy.h-1. Após a síntese e irradiação, as amostras foram congeladas a - 80ºC. O tamanho e a estrutura secundária foram avaliados através das técnicas de espalhamento dinâmico de luz e fluorescência, a atividade enzimática foi analisada utilizando substrato específico. A amostra de papaína nativa possui tamanho médio de 4 nm e a nanopapaína ± 7 nm, contudo, após a liofilização, observou-se que os tamanhos não são mantidos, apresentando ± 4 nm para ambas as amostras. Os rendimentos das amostras foram superiores a 90% para todas as condições e considerados satisfatórios. Utilizando açúcares como trehalose e beta-ciclodextrina (2% v/v), este rendimento subiu para 96-98%, porém, a bioatividade caiu cerca de 30% após liofilização e 40% nas amostras liofilizadas com açúcar, ou seja, o dobro do esperado. Sendo assim, concluiu-se que o uso do açúcar é satisfatório no aumento do rendimento porem é indispensável na concentração estudada.

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  • IPEN-DOC 25415

    KOMATSU, L.G.H. ; OLIANI, W.L. ; RODELLA, E.F. ; LUGAO, A.B. ; PARRA, D.F. . Nanopartículas de Ag/TiO2 e Ag/CaCO3 aplicados em matrizes polímericas de HMSPP/SEBS visando atividade biocida. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7400-7400.

    Abstract: As propriedades e a atividade biocida do compósito nanoestruturado de Polipropileno com Alta Resistência do Fundido (iPP) com o Elastômero Termoplástico estirenoetileno/ butadieno-estireno (SEBS), utilizando as nanopartículas de prata com dióxido de titânio (Ag/TiO2) e nanopartículas de prata com carbonato de cálcio (Ag/CaCo3) foram avaliadas por Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), Difração de Raios-X (DRX), Calorimetria Diferencial Expolratória (DSC), Espectroscopia de Raman, e ensaios biocidas. As nanopartículas de Ag/TiO2 e Ag/CaCO3 foram sintetizadas em laboratório, tendo como precursor metálico o nitrato de prata (AgNO3). Tanto os corpos de prova para os testes quanto o processamento dos compósitos, foram realizados em uma máquina inejetora de bancada. Investigou-se a formação de halo de inibição em ambos os materiais PP/SEBS/Ag/ TiO2 e PP/SEBS/Ag/CaCO3 frente a bactéria E. coli, afim de avaliar a dispersão e o tamanho da partícula que promova uma melhor interação com as celúlas das bactérias.

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  • IPEN-DOC 25414

    LIMA, C.S.A.; VARCA, J.O.; FERRARI, A.; NOGUEIRA, K.M.; VARCA, G.H.C. ; LUGAO, A.B. . Development of mucoadhesive PVA/CMC based hydrogel for intravesical chemotherapy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7343-7343.

    Abstract: Bladder cancer (BC) is one of the main diseases that attack the urinary tract and is globally responsible for 165,000 deaths per year. Bladder tumor may be classified as non-muscle invasive (superficial) or muscle invasive. About 70% of patients present the superficial bladder cancer which is treated by transurethral resection for tumor removal followed by intravesical chemo or immunotherapy. The main challenge reported in the instillation of chemotherapy is the limited drug residence time in the bladder as a consequence of urine levels that leads to fast drug removal from the bladder.1 Hydrogels are chemically or physically crosslinked polymer systems that form three-dimensional networks with high water absorption capacity. Carboxymethylcellulose (CMC) is one of the major soluble derivatives of cellulose widely applied in the medical and pharmaceutical fields due to its biocompatibility, nontoxicity, biodegradability and film forming ability.2 Polyvinyl Alcohol (PVA) is a synthetic polymer with wide pharmaceutical and biomedical applications as it is nontoxic, non-carcinogenic, bioadhesive and easy to process.3 In this work, we developed a mucoadhesive hydrogel from a CMC and PVA polymer blend for chemotherapeutic loading and suitable rheological properties for intravesical instillation, especially designed for treating superficial BC with increased residence time of chemotherapeutic agent. Three formulations (C1, C2 and C3) at different CMC concentrations were prepared - 1%, 2% and 3% (w/v), respectively. PVA concentration corresponded to 1% (w/v) for all formulations. The polymers were separately solubilized in Milli-Q water and then mixed prior to the addition of 20% (v/v) glycerin to increase the mucoadhesiveness of the material. The hydrogels were characterized according to their organoleptic and rheological properties to evaluate the behavior of the material under tension and temperature. Accelerated stability tests of the pharmaceutical form were also performed. Comparatively, formulations with glycerin presented improved mucoadhesiveness, and formulations with 1 and 2% of CMC presented more adequate rheological behavior for the proposed application. In conclusions, the systems presented adequate properties for the delivery of chemotherapeutic agents for optimized BC treatments.

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  • IPEN-DOC 25413

    SANTOS, T.M.R. ; SANTOS, M.J. ; CAMPOS, L.M.P. ; PARRA, D.F. . Avaliação das propriedades térmicas de compósitos experimentais odontológicos a base de BISGMA e TEGDMA utilizando como carga nanopartículas de MMT e MMT/AMX. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7290-7290.

    Abstract: O objetivo do presente estudo foi identificar a influência da nanopartícula de Montmorillonita (MMT) carregada com amoxicilina (AMX) nas propriedades térmica de um compósito experimental odontológica a base de BISGMA e TEGDMA. Foram feitos ensaios individuais dos componentes da matriz polimérica odontológica, do compósito com de MMT e do compósito com MMT/Amoxicilina. Primeiramente foi feito um sol de MMT+AMX com 9 partes de MMT para 1 parte de AMX. Foram confeccionados compósitos com 9% de MMT e 10% de MMT/AMX e também um grupo controle sem carga para comparações. Observou-se a interação dos componentes da matriz odontológica entre si, da matriz carregada com o sol de MMT/AMX e da matriz utilizando somente a MMT como carga. As caracterizações dos compósitos foram realizadas por meio das seguintes técnicas: Análise de Termogravimetria (TGA), Calorimetria exploratória diferencial (DSC) e Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) dos compósitos. A faixa de temperatura na análise de TGA foi de 25 - 600 ºC com taxa de aquecimento de 10 ºC min-1, em atmosfera de nitrogênio. A faixa de temperatura do DSC foi de 25 - 550ºC, em atmosfera de nitrogênio e a análise de FTIR foi feita por transmitância dos compósitos e dos pós individualizados. Observaram-se por meio do TGA todos os eventos de decomposição dos componentes da matriz polimérica, os mesmos se degradaram abaixo de 500ºC. Já com todos os componentes devidamente homogeneizados. A temperatura de degradação total chegou a 510 ºC, já para o grupo com MMT e MMT/AMX em sua composição, a temperatura de degradação ultrapassou os 520 ºC. Foi observado que a MMT interfere na resistência térmica do compósito e a AMX não afetou a estabilidade que a MMT trouxe para o compósito. Por meio da análise de FTIR foi possível identificar a presença dos componentes, tanto para a matriz, quanto para as cargas.

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  • IPEN-DOC 25412

    NOGUEIRA, K.M.; VARCA, J.O.; VARCA, G.H.C. ; LIMA, C.S.A.; LUGAO, A.B. . Development of lignin-PVP based dressing for wound treatment. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7289-7289.

    Abstract: Lignin is a carbon renewable source and has been widely explored in different fields in the last years, especially in biomaterials as dressing and other biomedical devices due its natural origin and low cost1. Poly(ethylene oxide) (PEO) is a synthetic polymer largely used in biomedical applications due its important characteristics such as high hydrophilicity, non-toxicity and ease of process2. The present work aimed to develop a lignin-PEO based dressing for wound treatment by casting. In specific terms, three different polymer blends were formulated using a range of 3 to 10% (w/v) lignin was tested with the addition of 1 to 3% PEO. Lignin was solubilized in aqueous solution (pH>13) alkalized with sodium hydroxide and PEO was solubilized in distilled water. The solutions were heated up to 70 ºC and homogenized until complete polymer dissolution. Then, PEO solution and poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) (0.5 - 1.0%) were added to the lignin solution and the blend was mixed for 30 minutes at 70 ºC. Posteriorly the blends were submitted to casting and drying under different conditions, room temperature for 48 hours and incubated at 40 ºC for 24 hours. A control sample of 6% lignin was prepared in the same conditions. Samples were evaluated by physico-chemical and morphological characterizations. The swelling and gel fraction profiles were assessed as well as thermal behavior by differential scanning calorimetry. Chemical modifications were evaluated by infrared spectroscopy. Samples with higher PEGDA content presented minor swelling index. The blends formulated presented different thermal behavior in comparison with the control. Infrared spectroscopy pointed some chemical modifications promoted by the crosslinking agent. In general terms, the material developed presented a potential to continue been explored as dressing for wound treatment

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  • IPEN-DOC 25411

    ANGELO, M.B.; MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. ; ARANHA, L.C. ; BOTTREL, J.; MICELLI, A.L. ; ALENCAR, M.C. ; TAKEDA, E.; NIGRO, F. ; LEITE, D.M.C. . Caracterização morfológica de membrana polimérica em duas gramaturas distintas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7151-7151.

    Abstract: Regenerações ósseas maxilares, são procedimentos onde o cirurgião dentista reconstrói cirurgicamente uma falha óssea gerada por um trauma causado por um acidente, por cirurgias pregressas como extrações dentárias, pela perda óssea crônica devido a má higiene bucal durante a vida do paciente ou até mesmo por lesões que acometeram a estrutura óssea dessas regiões maxilares. Biomateriais sintéticos, cada vez mais são desenvolvidos para auxiliar nessas regenerações, evitando assim a utilização de materiais que apresentam maiores riscos e morbidades aos pacientes. Um exemplo de biomaterial que possui características interessantes é a membrana polimérica. A membrana atua como barreira seletiva, impedindo a migração de células epiteliais e tecido gengival, para a área contendo biomaterial. promovendo a manutenção do arcabouço ósseo, mantendo assim melhores condições para que possa ocorrer a formação de novo tecido ósseo e assim uma melhor reparação da área afetada. A membrana é composta de copolímeros de PLGA 85/15, (poli lactatoco- poli glicolato) um polímero biodegradável utilizado há anos na indústria médica, juntamente ao PLGA, a membrana contem também fosfatos de cálcio na forma de Hidróxiapatita e BTCP. Estes fosfatos são convertidos em novo tecido ósseo por células especializadas (osteoblastos), sendo absorvidos pelo corpo humano. Eles também auxiliam no processo de adesão celular por parte dos osteoblastos, gerando um ambiente mais favorável para o crescimento e formação de novo tecido ósseo. Visando a melhor indicação clínica da odontologia, principalmente na implantodontia auxiliando nas regenerações ósseas, o objetivo desse trabalho é a caracterização morfológica através do microscópio eletrônico de varredura (MEV) de uma membrana polimérica com 2 diferentes gramaturas, 500 micrometros e 700 micrometros respectivamente, em desenvolvimento por uma empresa nacional. A estrutura macro e micro foi analisada, notando-se a malha polimérica formada pelo PLGA e a presença dos grânulos de hidroxiapatita e BTCP em ambas amostras. Não foram observadas morfologicamente diferenças na rede polimérica do PLGA, nem nos grânulos de hidroxiapatita e BTCP adicionados ao polímero, nas amostras das duas gramaturas distintas. Apesar da caracterização morfológica através do microscópio eletrônico de varredura (MEV) ser de grande importância para o seguinte estudo, outros ensaios devem ser realizados para uma melhor caracterização do biomaterial, como hidrofilicidade, ensaio de tração, teste de degradação e área de superfície.

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  • IPEN-DOC 25410

    MORAIS, V.R.; LEME, D.R.; YAMAGATA, C. . Silicato de cálcio e magnésio dopado com terras raras para aplicação como material luminescente. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1422-1422.

    Abstract: Nos últimos anos, silicatos de metais alcalinos dopados com terras raras têm sido fortemente pesquisados como uma nova geração de fósforos com persistência luminescente. Comparados com os sulfetos convencionalmente utilizados para esse fim, silicatos apresentam luminescência com maior brilho e duração, alem de maior estabilidade química e menor custo. No presente trabalho, fósforos à base de silicatos de cálcio e magnésio (CaxMgSi2O5+x), dopados com Dy3+ foram preparados pela combinação dos métodos sol-gel e coprecipitação. Géis de silica foram obtidos a partir de solução de silicato de sódio. Hidróxidos de Ca, Mg and Dy, precipitados a partir de soluções clorídricas com NaOH, foram adicionados ao gel de sílica. Após lavagem com água destilada para remoção de ions Cl-, o produto foi seco em estufa e calcinado a 1000°C por 2 horas. Os resultados de DRX confirmaram, após a calcinação, a formação da fase diopsita (CaMgSi2O6), fase adequada como host para material luminescente. No espectro de emissão observaram-se picos em 479, 496, 577 e 593 nm, que correspondem, respectivamente, as transições 4F9/2-6H15/2 e 4F9/2-6H13/2 do íon Dy3+. A morfologia do pó foi observada por MEV.

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  • IPEN-DOC 25409

    SILVA, A.A. ; SILVA, L.H.M. ; GENOVA, L.A. . Otimização do processo de usinagem de componentes de alumina a verde e parcialmente sinterizados em fresadora CNC. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 1308-1318.

    Abstract: O processo de usinagem de cerâmicas sinterizadas é uma etapa lenta e onerosa na confecção de peças com geometrias complexas, devido à alta dureza e resistência ao desgaste do material. Uma alternativa que vem sendo cada vez mais empregada para a confecção de peças com geometria complexa é a usinagem dos corpos no estado a verde ou parcialmente sinterizados. O processo de usinagem destas peças sofre forte interferência das características do material (como resistência mecânica, dureza, densidade aparente), das características da ferramenta de usinagem (material, geometria da ponta, granulometria) e parâmetros de operação da máquina (como avanço, rotação e profundidade de corte, lubrificação). Neste trabalho estudou-se a as condições de usinagem de peças de alumina prensadas isostaticamente, a verde ou parcialmente sinterizadas (1000 a 1200 °C), empregando-se uma fresadora CNC simples e de baixo custo. Parâmetros como rotação, geometria e granulometria de ferramenta, taxa de avanço, profundidade de corte e lubrificação foram variados empregando-se o método de Taguchi de modo a reduzir o número de experimentos. A qualidade da usinagem e a influência dos parâmetros estudados foram avaliados pela rugosidade da superfície usinada e pela integridade de suas bordas. Verificou-se, como era de se esperar, o benefício da refrigeração no desgaste da ferramenta e também no acabamento da superfície verde e sinterizada. Foi possível chegar a um conjunto de condições relacionadas às características dos corpos cerâmicos e aos parâmetros de usinagem que permitiram obter superfícies com baixa rugosidade (Ra <0,7 μm), livres de trincas e sem lascamento das bordas.

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  • IPEN-DOC 25408

    OLIVEIRA, G.L. ; ANDREOLI, M. ; GENOVA, L.A. ; SILVA, G.P. . Tratamentos alternativos para a eliminação de trincas em microesferas cerâmicas produzidas por gelificação interna / Alternative treatments to cracking elimination in ceramic microspheres produced by internal gelation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 1283-1294.

    Abstract: Neste trabalho sintetizou-se microesferas de oxido de titânio (TiO2) com o objetivo de estudar diversas rotas de lavagem, utilizando solventes não tóxicos que consigam extrair maior fração de orgânicos das microesferas e assim evitar o surgimento de trincas na etapa de calcinação. Foram estudadas lavagens em sistemas de ebulição a 95°C (água pura e mistura água+alcoóis) e tratamentos hidrotérmicos (microesferas imersas em água sob pressão de 2,1 atm a 134°C). Variou-se o tempo e a quantidade dos tratamentos, sendo caracterizada a eficiência desses por análise termogravimétrica. Aqueles que extraíram a maior quantidade de fase orgânica (mais eficientes) foram a ebulição na mistura água+isopropanol (cinco tratamentos de 20 minutos cada) e o tratamento hidrotérmico (por uma hora) extraindo, respectivamente, 60% e 79% da fração orgânica. Constatou-se a eficiência desses dois tratamentos pela observação das microesferas em microscópio eletrônico, onde não foram encontradas trincas nas microesferas.

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  • IPEN-DOC 25407

    FILHO, J.C.S. ; SILVA, S.C. ; SOARES, E.P. ; VENANCIO, E.C.; ANTUNES, R.A.; TAKIISHI, H. . Caracterização e Tratamento Térmico do Óxido de grafeno para obtenção do Óxido de Grafeno reduzido. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1211-1211.

    Abstract: Um dos grandes desafios para produzir o óxido de grafeno reduzido (rGO) é desenvolver rotas de obtenção que sejam viáveis economicamente e que apresentem um alto rendimento e qualidade estrutural. Neste trabalho, foi obtido o rGO por redução térmica do óxido de grafeno (GO) que foi sintetizado pelo método de Hummers modificado. As técnicas utilizadas para caracterização do GO e rGO foram por difração de raios X (DRX) e análise termogravimétrica (TGA). O DRX do GO exibiu apenas o pico característico em 2 teta =10°, correspondente ao conjunto de planos (002) e o termograma obtido por TGA determinou a melhor temperatura para a redução do GO. A perda de massa tem início próximo a 100°C, pela evaporação de voláteis e moléculas de água adsorvida nas camadas de GO e entre 150 e 230°C devido à remoção de grupos funcionais contendo oxigênio tais como (-OH), Epóxi e COOH. Entretanto, a maior perda de massa foi observada a 200°C, onde são obtidos o CO, o CO2 e vapor de água como subprodutos do processo de redução. Assim, observou-se que a temperatura e tempo de tratamento alteram o padrão das curvas das análises termogravimétricas sendo necessário, portanto seu controle. A redução térmica do GO, neste trabalho, foi realizada em atmosfera de nitrogênio, nas temperaturas de 200, 180 e 150°C e tempos de 30, 20 e 15 min, respectivamente. A análise das amostras obtidas por DRX, mostrou um deslocamento do pico 2 teta para 26° e a distância entre os planos atômicos d = 3,8 ?, referindo-se que houve a redução do GO em rGO. O rendimento (massa inicial GO – massa final rGO) das amostras obtidas foi superior a 50% em todos os experimentos, independente da temperatura e tempo utilizados, mostrando a viabilidade na obtenção do rGO no processamento pela redução térmica do GO.

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  • IPEN-DOC 25406

    GALEGO, E. ; SERNA, M.M. ; SILVA, P.M. ; BIGIO, J.C. ; FARIA, R.N. . Estudo de adsorção de Eosin Y por eletroforese em ZnO nanoestruturado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1118-1118.

    Abstract: Uma das etapas que requer maior tempo para produção de células sensibilizadas por corante é a adsorção do corante na nanoestrutura de ZnO impactando diretamente no custo de sua fabricação. Portanto, a minimização deste tempo sem perda da eficiência da célula é de vital importância para a implementação da fabricação em escala comercial. Este trabalho objetivou estudar a viabilidade do emprego da técnica de eletroforese para otimizar o tempo de adsorção do corante Eosin Y ou 2?,4?,5?,7?- Tetrabromofluorescein (C20H8Br4O5) no ZnO nanoestruturado crescido sobre lamina de vidro com superfície condutora (SnO) pelas técnicas SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction ) e CBD (Chemical Bath Deposition) . O corante Eosin Y foi dissolvido em água e etanol, soluções estas que apresentam o comportamento de um coloide onde a molécula de Eosin Y é carregada negativamente quando em água e positivamente quando em etanol. Na eletroforese foram estudados os parâmetros: concentração da solução, densidade de corrente e o tempo de eletroforese. Na célula da eletroforese utilizou-se como contra eletrodo uma chapa de alumínio. A quantidade de corante adsorvido foi avaliada por espectrometria UV/Visível (Cary 5000) após a dessorção em solução de NaOH. A utilização da água como solvente limitou a tensão para valores inferiores a tensão de eletrólise da água, uma vez que para tensões acima deste valor foi observada a geração de bolhas no catodo o que causou a esfoliação da nanoestrutura de ZnO. Com o aumento da concentração do corante observou-se um decréscimo da tensão indicando que a água ainda pode ser empregada como um solvente eficaz. Não foi observada a formação de bolhas com a utilização de etanol como solvente, porém a tensão foi maior empregando-se a mesma densidade de corrente nos dois solvente. A quantidade de corante adsorvida foi da ordem de 10-8 M/cm2 com duração de 15 minutos, valor compatível com a adsorção obtida utilizando o método tradicional da imersão de 4 horas. Observou-se que condições ótimas de concentração do corante na solução, densidade de corrente e tempo para adsorção do corante Eosin Y dependeu do solvente. Conclui-se que a eletroforese mostrou ser um método eficaz para a adsorção do corante reduzindo o tempo desta etapa em um dezesseis avos (1/16).

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  • IPEN-DOC 25405

    NEMEH, J.N.; GROSSI, D.; BRAGA, A.S.; MATAI, P.H.L.S.; DEL LAMA, E.A.; USSUI, V. ; LAZAR, D.R.R. . Avaliação da influência da aplicação de compósitos de titânia e sílica na preservação de pedras ornamentais / Evaluation of the influence of titania and silica composites for ornamental stones preservation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 996-1008.

    Abstract: A conservação de pedras de patrimônios históricos tem sido foco de diversas pesquisas, principalmente na Europa. Um dos procedimentos estudados é a aplicação de suspensões de sílica com adição de titânia em superfícies de pedras. Essa camada protetora tem sido considerada eficaz, pela estabilidade térmica sob a radiação solar, caráter hidrofóbico da sílica sintetizada e fotocatalítico da titânia. No presente estudo foram avaliadas amostras frescas de pedras ornamentais, antes e após a aplicação do compósito sílica-titânia, preparado pela adição de 1 a 2% (p/v) de titânia (Aeroxide ®TiO2 P25) em tetraetilortosilicato (TEOS) na presença de n-octilamina. Os estudos foram realizados em dois grupos de granitos e mármores, com acabamentos diferentes (com brilho e levigado). Com base em análises de ângulo de contato, espectrofotometria e microscopia eletrônica de varredura, verificou-se a viabilidade de aplicação do compósito com 1% (p/v) de titânia no grupo com acabamento levigado.

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  • IPEN-DOC 25404

    MUCCILLO, E.N.S. ; REIS, S.L. ; BATISTA, R.M. ; MUCCILLO, R. . Análise por dilatometria do processo de sinterização do condutor iônico La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-d. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 665-665.

    Abstract: Compostos cerâmicos com estrutura perovskita à base de LaGaO3 contendo substituições parciais por Sr e Mg nos sítios A e B, respectivamente, apresentam elevada condutividade de íons oxigênio e são candidatos como eletrólitos sólidos em células a combustível de óxido sólido. A sinterização destes condutores iônicos é, em geral, realizada em altas temperaturas, resultando em perda de Ga e conseqüente formação de fases não-condutoras. Neste trabalho o processo de sinterização do composto La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-d foi investigado pelos métodos da taxa constante de aquecimento e pela construção da curva mestra de sinterização, empregando dados de dilatometria. O principal objetivo foi avaliar a evolução da sinterização desta cerâmica preparada por reação em estado sólido, em tratamentos térmicos arbitrários. A análise dos dados de dilatometria permitiu obter a energia aparente de ativação (~865 kJ/mol), além de prever a evolução da densidade durante a sinterização não-isotérmica por meio da construção da curva mestra.

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  • IPEN-DOC 25403

    SILVA, D.V. ; GALDINO, G.S. ; BARBOSA, L.P.; CASINI, J.S.; FARIA, R.N. . Influence o separator thickness on the performance of electric double layer supercapacitors in aqueous electrolyte. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 664-664.

    Abstract: The effects of the separator thickness (?) upon the equivalent series and resistances (ESR) and specific capacitances (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated using commercially available porous filter paper (?=150 ?m, pores size=7.5 ?m, 80 gm-2). Commercial activated carbon electrodes immersed in 1molL- 1 KOH electrolyte (25oC) have been employed in this study. The specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (5, 10, 15 and 30 mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic charge discharge curves also at room temperature. A maximum of 28 separators (?=4200 ?m) have been employed in this investigation. It has been shown that the ESR increases substantially with separator thickness (from 3.1 to 7.9 ?cm2). The specific capacitance decreased somewhat with increasing separator thickness and scan rates (from 64 to 52 Fg-1; at 5 mVs-1). The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous microstructure.

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  • IPEN-DOC 25402

    SERNA, M.M. ; GALEGO, E. ; SILVA, P.M. ; TATEI, T.Y. ; FARIA, R.N. . Estudo de supercapacitores para emprego em células solares sensibilizadas por corante. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 662-662.

    Abstract: Um dos problemas da geração de energia por células fotovoltaicas é o armazenamento para uso posterior. Neste sentido os supercapacitores se apresentam como uma solução viável ao problema. Estudos recentes mostram que o zinco é um candidato natural devido a sua alta densidade de energia que é da ordem de 650 A/g. As configurações utilizando supercapacitores planares ou em camada diretamente acoplados à célula solar sensibilizada por corante mostrou-se um caminho promissor de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi o estudo de supercapacitores de ZnO e ZnO/carvão ativado para armazenamento de energia gerada por células solares sensibilizadas por corante. Os métodos SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction), CBD (Chemical Bath Deposition) e hidrotermal foram utilizados para a obtenção de eletrodos nanoestruturados de ZnO planares e em camadas, respectivamente, usando como complexantes: ácido etileno diamíno tetra-acético (EDTA) , hexametiltetramina (HMT) e uréia. Para os capacitores planares as nanoestruturas obtidas foram impregnadas com MnO2, enquanto que para os tradicionais o eletrodo consistiu de uma mistura na razão de X:Y de ZnO/Carvão ativado, com X e Y em proporção (%) de massa de 10:90, 20:80 e 30:70. A voltametria cíclica foi o método empregado para a avaliação da performance dos eletrodos usando como eletrólito o NaSO4 a 1M. Os voltamogramas dos eletrodos produzidos por SILAR/CBD sem impregnação de ZnO mostrou que o ZnO não pode ser considerado como um material apto para uso em supercapacitores. Com a adsorção de óxidos como o MnO2 ao ZnO nanoestruturado crescido no eletrodo leva a ocorrência de reações redox responsáveis pela pseudo-capacitância, processo pelo qual a energia é armazenada. O processo hidrotermal produziu partículas com aspecto semelhante ao SILAR/CBD para todos os complexantes estudados. A razão ZnO/carvão ativado que apresentou melhores resultados foi na proporção de 30:70. No caso dos eletrodos produzidos por SILAR/CBD o melhor resultado foi obtido utilizando o HMT como complexante, o qual produziu um filme de nanorods com menor orientação e quantidade de ZnO. Portanto, a utilização de ZnO para produção de pseudo-capacitores a serem empregados em células solares sensibilizadas por corante mostrou-se como uma opção viável de baixo custo.

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  • IPEN-DOC 25401

    CRUZ, P.D. ; COSENTINO, I.C. ; GALEGO, E. ; YOSHIKAWA, D. ; FARIA, R.N. . The effect of vacuum annealing and HDDR processing on the electrochemical characteristics of activated carbon and graphene oxide for the production of supercapacitors electrodes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 660-660.

    Abstract: Electric double-layer capacitors or electrochemical supercapacitors prepared using activated carbons have been subjected to vacuum heat treatments at low and high temperatures (200, 400, 600, 800 and 1000°C). The activated carbon electrodes have been tested at a window potential of 1.1 V employing a KOH electrolyte (1.0 mol.L-1). The effect of thermal treatment (vacuum or HDDR) upon the electrical properties has been investigated by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It has been shown that the specific capacitance at 5 msV-1 increases from 50 Fg-1 to 130 Fg-1 after a heat treatment at 400°C for 1 hour under back pump vacuum. At this temperature the diminution in the specific capacitance with higher scanning rate (10 msV-1) was much less pronounced (from 130 Fg-1 to 109 Fg-1). Equivalent series resistance (ESR) and equivalent parallel resistance of supercapacitors electrodes have also been investigated. Internal resistances of the supercapacitors were calculated using the galvanostatic curves at several current densities (10-100 mAg-1). BET analysis of the starting carbon and after thermal treatments have also been carried out in this investigation. The activated structures have been studied using scanning electron macroscopy (SEM) and X-ray diffraction. A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed no significant change on the activated carbon structure. Reduced graphene oxide electrodes have also been prepared in this investigation for a comparison.

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  • IPEN-DOC 25400

    FANTIN, L. ; YOSHIKAWA, D. ; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Effects of electrolyte substitution on the specific capacitance and equivalent series resistance of energy storage electrochemical supercapacitors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 657-657.

    Abstract: The microstructure, chemical composition, equivalent series resistance (ESR) and specific capacitance (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested at a potential window of 1.1 and 2.7 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (2- 70 mV/s). Internal resistances of the supercapacitors were calculated using the galvanostatic cycling curves at several current densities (10-175 mA/g). A maximum specific capacity of 58 Fg-1 has been achieved with the organic electrolyte at a current density of 30 mA/g and a potential window of 2.7V. After this initial study, the organic electrolyte was removed from the electrodes by back pumping vacuum. Two new aqueous electrolytes have been substituted in the commercial electrodes for a comparison: Na2SO4 and KOH (1.0 mol/L). At a discharge density of 75 mA/g, the electrodes with KOH showed a maximum specific capacitance of 53 F/g whereas the Na2SO4 showed only 6 F/g. ESR of the electrodes with organic electrolyte and KOH were in the range of 20 ohms.cm^2 whereas with Na2SO4 of 14 ohms.cm^2. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure.

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  • IPEN-DOC 25399

    FUJIMOTO, T.G. ; MUCCILLO, E.N.S. . Influência da zircônia estabilizada com ítria nas propriedades elétrica e microestrutura do galato de lantânio. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 653-653.

    Abstract: O galato de lantânio com substituições parciais de estrôncio e magnésio (LSGM) possui condutividade iônica superior aos condutores iônicos convencionais, como zircônia estabilizada com ítria (8YZS). Esta característica o torna de interesse tecnológico como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido (SOFC), que operam em temperaturas intermediárias (500-700°C). Paralelamente ao desenvolvimento de novos eletrólitos sólidos para aplicação em SOFC, também se tem procurado meios de otimizar as propriedades dos materiais conhecidos. Com base nisso, neste trabalho foi investigada a influência de adições de 8YSZ nas propriedades elétricas e na microestrutura do LSGM. O aditivo foi introduzido nos teores de 1, 10 e 20% em massa pelo método de mistura de óxidos seguido de sinterização a 1450ºC. As principais técnicas de caracterização empregadas foram a determinação da densidade aparente de amostras sinterizadas pelo método hidrostático, identificação de fases por difração de raios X, análise microestrutural por microscopia eletrônica de varredura e caracterização elétrica por meio de medidas de espectroscopia de impedância. Os resultados obtidos mostraram que com o aumento do teor de aditivo as amostras atingiram densidade relativa ~99% para até 10% em massa de 8YSZ, porém aumentando o teor de aditivo para 20% esse valor diminui para ~92%. Os perfis de difração de raios X mostraram a fase predominante do LSGM. O tamanho médio de grãos aumentou conforme o aumento no teor de aditivo. O valor mais elevado de condutividade iônica foi obtido com adições de 1% em massa de 8YSZ.

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  • IPEN-DOC 25398

    REIS, S.L. ; MUCCILLO, E.N.S. . Condutividade iônica da céria com dupla dopagem contendo samária e disprósia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 652-652.

    Abstract: Eletrólitos sólidos à base de céria contendo terras raras são considerados candidatos para aplicação em células a combustível de óxido sólido, devido sua alta condutividade iônica em temperaturas intermediárias (500-750°C) de operação. Esses materiais cerâmicos, principalmente a céria contendo gadolínia ou samária, exibem maior condutividade iônica em temperaturas relativamente mais baixas em comparação com eletrólitos sólidos de zircônia estabilizada com ítria. No entanto, algumas restrições relacionadas ao seu comportamento na sinterização, juntamente com a melhoria da condutividade iônica, ainda são objeto de investigação. Neste trabalho, a estratégia da dupla dopagem com os óxidos de samário e disprósio foi utilizada visando obter um eletrólito sólido cerâmico com condutividade iônica otimizada. A composição Ce0,8Sm0,2-xDyxO1,9 com x variando de 0 a 0,2 foi preparada por reação em estado sólido, e a influência do teor de disprósio na densificação e na condutividade iônica foi analisada por diversas técnicas. Todas as composições exibiram estrutura cúbica do tipo fluorita. Os eletrólitos sólidos sinterizados atingiram densidades superiores a 92% do valor teórico após sinterização a 1500°C/3 h e valor mais elevado de condutividade iônica do que a composição Ce0,8Sm0,2O1,9.

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  • IPEN-DOC 25397

    FREITAS, A.C. ; SANZONE, A.E. ; DURAZZO, M. ; CARVALHO, E.F.U. de . Densificação do combustível nuclear UO2-Er2O3 fabricado por mistura a seco. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 624-636.

    Abstract: A rota de mistura mecânica a seco é o processo mais atrativo para realizar incorporação de absorvedores devido à sua simplicidade. Utilizando esta rota, o presente trabalho investigou o comportamento de sinterização do combustível misto UO2-Er2O3. A sinterização de combustível UO2-Er2O3 ocorreu com dois estágios nas curvas de taxa de retração, chamado de bloqueio de sinterização, também visto na sinterização do combustível UO2-Gd2O3. As partículas de óxido de érbio solubilizam na matriz de UO2, deixando um poro característico e um gradiente de concentração ao redor, causado pelo efeito Kirkendall. Estes resultados confirmam que a sinterabilidade depende diretamente da qualidade da homogeneização dos pós, como visto na literatura.

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  • IPEN-DOC 25396

    SANSONE, A.E.S. ; FREITAS, A.C. ; CARVALHO, E.F.U. . Catacterização estrutural pelo método de rietveld de pastilhas combustível de UO2-Er2O3 para utilização em reatores a água pressurizada / Structural characterization by rieveld method of UO2-Er2O3 fuel pellets for use in pressurized water reactors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018.

    Abstract: O aumento da eficiência do ciclo nuclear como um todo é um esforço constante na ciência nuclear. Pode-se conseguir uma maior eficiência na queima do combustível aumentando seu enriquecimento. No entando, isso acarreta em uma maior reatividade incial no reator que precisa ser levada em conta no projeto do sistema de seguraça. Uma maneira de contornar isso é a utilização de materiais absorvedore de nêutrons diretamente nas pastilhas combustível de UO2. Um dos elementos propostos para esse tipo de uso é o érbio (Er), do grupo das terras raras. Para caracterizar a nanoestrutura de pastilhas de UO2 em solução sólida com érbio, quatro misturas secas de UO2 e Er2O3 forarm prensadas e sinterizadas, com concentração de érbia variando de 1,0 a 9,8wt%, e as pastilhas obtidas foram analisadas por difração de raios X. Por meio do método de Rietveld, foi possível caracterizar os efeitos da incorporação do érbio na rede do UO2. Observou-se que o érbio é incorporado na rede, porém de maneira não-homogênea, formando microdomínios ricos em terras raras.

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  • IPEN-DOC 25395

    SATO JUNIOR, E.; MANCINI, V.A. ; MARINUCCI, G. ; RIUL, C.. Desenvolvimento de um equipamento para ensaios de fragmentação de monofilamento e seu uso na avaliação da adesão entre fibra de carbono e matriz epóxi / Development of a stage tensile tester for single fiber fragmentation tests and their use in the evaluation of adhesion between carbon fibers and epoxy resin. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 3804-3811.

    Abstract: As propriedades mecânicas de materiais compósitos poliméricos reforçados com fibras são altamente dependentes de uma adequada adesão entre seus constituintes, o que é fundamental na transmissão de esforços – devido ao carregamento da estrutura – da matriz (resina) ao reforço (fibras). A caracterização das propriedades de adesão fibra-matriz pode ser realizada por meio de ensaio de fragmentação. Para este método, é fabricado um corpo de prova em resina (tipo gravata), com um único filamento embutido na direção longitudinal. Este corpo de prova é tracionado, em intervalos regulares, até que o filamento pare de se fragmentar e, a partir daí, é possível determinar a tensão de cisalhamento entre fibra e matriz. Devido à alta complexidade para execução deste ensaio, outros métodos são usados para inferir a qualidade da adesão fibra-matriz, tais como: determinação da tensão de cisalhamento interlaminar (ILSS) e ensaio de tração na direção transversal à orientação das fibras, realizado em corpos de prova unidirecionais utilizando fibras contínuas. No entanto, estes ensaios não apresentam um valor direto como os obtidos no ensaio de fragmentação. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um equipamento compacto de tração para ensaios de fragmentação de monofilamento e seu uso na avaliação da adesão entre fibras de carbono e resina epóxi. O equipamento conta com célula de carga para monitoramento da tensão aplicada e foi construído para uso em lupa com registro digital de imagens que, por meio de retroiluminação e filmes polarizados, revelam franjas de difração que facilitam a contagem de quebras e a determinação do tamanho de fragmentos.

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  • IPEN-DOC 25394

    DALOIA, D.; NUNES, R.M.V.; SILVA, L.G.A. ; PARDINI, L.C.; LAKE, C.; GORGULHO, M.P.; EVORA, M.C.. Investigation of nanocomposites manufactured with carbon nanofiber functionalized via ionizing radiation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3722-3722.

    Abstract: In aerospace industry, Carbon nanofibers (CNFs) Pyrograf III have been investigated for the manufacture of nanocomposites. CNFs have excellent physical and chemical properties with low cost production however the functionalization of the surface is necessary to enhance the dispersion and tailor CNF to the host polymer. To this end, CNF surface was functionalized with acrylic acid (AA) via ionizing radiation process with objective to introduce functional groups on its surface, which may promote good interface between CNF and epoxy resin system. Nanocomposites were manufactured by two different methodologies of CNF dispersion in epoxy system. Three roll milling methodology promoted better dispersion due to the powerful shearing forces. Nanocmoposites manufactured with CNF functionalized with AA 20wt% solution via gamma irradiation presented better mechanical property as well as highest fiber matrix contact angle.

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  • IPEN-DOC 25393

    MOURA, E.A.B. ; BARTOLOMEI, S.S.; SANTANA, J.G. ; VALENZUELA-DIAZ, F.R.; WIEBECK, H.; GUVEN, O.. Preparação e caracterização de nanocompositos EVA/ARGILA/TiO2 para a aplicação no segmento de embalagens para alimentos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3719-3719.

    Abstract: O copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA) é uma poliolefina que apresenta uma variedade de aplicações industriais, tais como cabos e fios, embalagens flexíveis, mangueiras e tubos, encapsulantes fotovoltaicos e calçados. O EVA é muito utilizado na fabricação de embalagens flexíveis para alimentos em razão das suas características de flexibilidade, tenacidade, elasticidade e transparência. O EVA vem sendo bastante utilizado para a obtenção de nanocompósitos, uma vez que o seu caráter polar pode facilitar as interações com as nanocargas adicionadas e conferir melhores propriedades mecânicas, térmicas e de barreiras a embalagem flexível processada a partir do nanocompósito quando comparadas as propriedades da embalagem de EVA puro. Neste trabalho filmes flexíveis de EVA reforçado com argila e dióxido de titânio foram preparados por extrusão, usando uma extrusora de duplarosca, seguida de extrusão plana em extrusora monorosca. Os efeitos da adição de argila e TiO2 nas propriedades dos filmes de EVA foram investigados por meio de ensaios mecânicos de tração, análises de DRX, DSC, TG, FE-SEM, TEM e UV-VIS e a correlação entre as propriedades foi discutida. Os resultados mostraram ganhos de propriedades mecânicas, térmicas e de barreira a UV do filme de EVA devido à adição de argila e dióxido de titânio. Estes resultados mostram que é possível obter ganhos de propriedades interessantes em filmes flexíveis de EVA para a aplicação em embalagens para alimentos pela adição de uma pequena quantidade de argila e de nanopartículas de dióxido de titânio.

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  • IPEN-DOC 25392

    MANCINI, V.A. ; MARINUCCI, G. ; RIUL, C.; SATO JUNIOR, E.; MESQUITA, R.N. de . Caracterização espacial e determinação da fração volumétrica local de fibra em compósitos com uso de processamento de imagens e descritores estatísticos / Spatial and local fiber volume fraction characterization of composite material based on image processing and statistical descriptors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 3649-3660.

    Abstract: O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia para a caracterização microestrutural de um material compósito a partir da técnica de processamento de imagens. Inicialmente foram obtidas imagens por microscopia óptica da seção transversal de um laminado unidirecional, em que se aplicaram o algoritmo da transformada circular de Hough para detecção das fibras e geração de máscaras binárias da microestrutura. A fração volumétrica local de fibra foi determinada pelas técnicas de contagem de pixels unitários e de razão entre áreas. A distribuição espacial das fibras foi analisada por métricas de estatística espacial, como distribuição dos vizinhos mais próximos, função intensidade de segunda ordem e função distribuição radial. A metodologia proposta apresentou como principal vantagem o fato de prover informações sobre a variação da fração volumétrica e da distribuição espacial de fibra ao longo da microestrutura do material compósito, podendo ser utilizada em análise e simulação micromecânica.

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  • IPEN-DOC 25391

    FERREIRA, J.C. ; CAVALLARI, R.V. ; LIMA, N.B. ; RODRIGUES, T.S. ; BERGAMASCHI, V.S. ; SILVA, F.A. e . Synthesis and characterization of catalysts based on nickel, cerium, and lanthanum supported on biocarbon for ethanol steam reforming. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3559-3559.

    Abstract: Ethanol steam reforming (ESR) is considered asa promising alternative for hydrogen production due to some differentadvantages that include the large availability, relatively low cost, andsuperior reactivity of ethanol as compared to other compounds. Thus, thistechnology is also considered more sustainable and greener as compared to othermethods usually employed for hydrogen production. However, the currentindustrial catalysts suffer from strong deactivation because the extensivecarbon deposition, which limits their performances and utilization. In order toovercome this limitation, we report herein the synthesis of a catalyst based onnickel, cerium and lanthanum supported on activated biocarbon by a microwaveassisted hydrothermal method. In this method, we first performed a hydrothermalactivation of the biocarbon support at 120 °C using nitric acid (0.3 M) in areactor coupled to a microwave source aiming the formation of acid groups atthe surface of our carbonaceous matrix. In a next step, the adsorption of La3+,Ce3+, and Ni3+ onto the activated biocarbon was performed by the addition ofLa(NO3)3.6H2O, Ce(NO3)3.6H2O, and Ni(NO3)3.6H2O in the suspension containingthe activated biocarbon and potassium thiosulfate for stabilization (pH 8.0) at75 °C. The obtained catalyst was then characterized by scanning electronmicroscopy, X-ray dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, temperatureprogramed reduction, and surface area by the BET method. After this step, the catalystwas then evaluated towards the ESR, in which 100 % of ethanol conversion wasobserved with the formation of only H2 (~ 60%) and CO2 (ESR products) and COand CH4 as byproducts (both in low concentrations), indicating a goodselectivity for ESR. Good stability was also achieved with no significant lossof activity even after 24 hours of reaction at 550 °C. The reactants and thereaction products were analyzed by gas chromatograph (Agilent 7890A), equippedwith a thermal conductivity detector (TCD) and a flame ionization detector(FID) connected in series.

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  • IPEN-DOC 25390

    FERREIRA, JOAO C. ; CAVALLARI, ROGER V. ; SILVA, FELIPE A. e ; RODRIGUES, THENNER S. ; SILVA, JULIO C.M. ; BERGAMASCHI, VANDERLEI S. . Preparação de catalisadores de níquel e cério suportados em carvão de coco / Preparation of nickel-cerium catalysts supported on coconut charcoal. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 3547-3558.

    Abstract: O carvão de coco foi ativado pelo processo hidrotermal assistido por microondas (HMO) usando ácido nítrico (2,42 M) nas condições de temperatura de 120 ºC, patamar de 45 minutos, rampa de aquecimento de 10 ºC min-1 e pressão de 3,0 kgf / cm2. Na caracterização usaram-se métodos analíticos como: espectroscopia Raman, medidas de área superficial (BET), análise térmica (TG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e redução à temperatura programada (TPR). Os catalisadores foram avaliados na reforma a vapor do etanol objetivando a formação de hidrogênio. Foram observadas boas atividades catalíticas com conversão completa do etanol e formação predominante de produtos de reforma (H2 e CO2) e CO e CH4 como subprodutos e em baixas concentrações, indicando uma boa seletividade e estabilidade para a reação de reforma a vapor do etanol com a manutenção total de atividade mesmo após 24 horas de reação a 550 °C.

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  • IPEN-DOC 25465

    ZUFFI, ARMANDO V.F. . Geração de harmônicos perturbativos por pulsos laser ultracurtos em gases nobres / Perturbative harmonics generation by ultrashort laser pulses in noble gas . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Ricardo Elgul Samad. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-15052018-113140

    Abstract: Neste trabalho foi estudada a geração de harmônicos perturbativos por pulsos laser ultracurtos em bicos de gás no vácuo. Os harmônicos foram gerados nas regiões espectrais do UV e VUV e sua geração ocorreu em fluxo de gases nobres. Esta técnica possibilita a produção de luz coerente numa região espectral de interesse considerável para várias aplicações, tais como a espectroscopia resolvida no tempo. Para a geração dos harmônicos foi utilizado um sistema laser amplificado de Ti:Safira que produz pulsos de 25 fs, centrados em 785 nm, a 4 kHz. Estes pulsos ultracurtos são injetados em uma câmara de vácuo, onde são focalizados em um bico de gás. Os harmônicos são selecionados por um monocromador e têm a sua intensidade medida por um cintilador e uma fotomultiplicadora. Buscamos abranger uma visão geral sobre a geração de harmônicos perturbativos em gases, com o objetivo de consolidar um conhecimento teórico e experimental no laboratório. Confeccionamos e comparamos o desempenho de dois sistemas distintos de injeção de gás, o bico metálico e o bico de vidro, que são dispositivos pouco explorados na literatura. Os melhores resultados foram obtidos com o bico de vidro. Pudemos estimar a eficiência de geração dos harmônicos do ponto de vista das propriedades microscópicas e macroscópicas de geração, e foi verificada a conversão de energia do feixe fundamental para a geração dos harmônicos, plasma e outros fenômenos não-lineares em argônio. Geramos até o 9º harmônico em argônio, atingindo a região de 85 nm. Foi estudado o casamento de fase e a dependência da eficiência de geração dos harmônicos com a pressão do gás, potência média do laser, chirp e a posição do foco para o 3º, 5° e 7º harmônicos. Com a variação dos parâmetros, observou-se que é possível sintonizar os harmônicos, e que sua geração compete com outros fenômenos, como a ionização do gás. Adicionalmente, foi observada uma queda da eficiência de geração para alta intensidades, que foi associada à depleção do 1º elétron de valência dos átomos do gás, reduzindo a quantidade de centros geradores dos harmônicos. Além do argônio, foram realizadas medidas em hélio, neônio e criptônio, visando estudar como a eficiência de geração dos harmônicos depende das propriedades eletrônicas do gás. Adicionalmente, esses resultados corroboraram a hipótese da depleção dos elétrons de valência.

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  • IPEN-DOC 25464

    SOARES, SABRINA M.V. . Avaliação da qualidade da água subterrânea no campus do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN / Groundwater quality evaluation at the campus of the Institute of Energy and Nuclear Research - IPEN . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-10052018-151953

    Abstract: O início das atividades para implantação e operacionalização do Sistema de Gestão Ambiental do IPEN teve inicio em meados de 2011/2012 com o processo de regularização ambiental do IPEN/CNEN, por intermédio de seu Termo de Compromisso de Ajustamento de Conduta TCAC (IBAMA/IPEN/CNEN) demostrando as intenções do IPEN/CNEN em adequar-se ambientalmente segundo as diretrizes do IBAMA, respaldado nos aspectos legais em vigor. Esta operacionalização do SGA vem complementar as ações de licenciamento nuclear, em atendimento aos requisitos legais da Resolução CNEN Nº 112/2011, que dispõe sobre o licenciamento de instalações radiativas que utilizam fontes seladas, fontes não seladas, equipamentos geradores de radiação ionizante e instalações radiativas para produção de radioisótopos. O desenvolvimento prático da política ambiental da instituição foi o resultado do conjunto das ações dos programas institucionais, entre eles o Programa de monitoração Químico Ambiental PMQA. As informações associadas a esse Programa visam prover o IPEN de documentação técnica necessária para atendimento às legislações ambientais vigentes e ao atendimento as solicitações do TAC IBAMA referente às suas instalações localizadas na Av. Professor Lineu Prestes, nº 2.242, Cidade Universitária, Butantã, São Paulo, Capital. O Programa Monitoração Ambiental dos Compostos Químicos Estáveis do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN - PMA-Q do IPEN, executado pelo Centro de Química e Meio Ambiente CQMA, desde 2006 estabelece os requisitos básicos para a proteção da vida e da propriedade nas suas dependências, onde são manuseados produtos químicos, biológicos e radioativos e equipamentos e, contempla avaliação da qualidade dos recursos hídricos subterrâneos assim como a caracterização do efluente líquido liberado na rede coletora de esgoto do instituto. Esse Programa contempla a caracterização bimestral da qualidade da água subterrânea em nove poços de monitoramento, avaliando compostos estáveis e radioativos. As análises dos compostos estáveis são realizadas no Laboratório de Análises Químicas e Ambientais LAQA do CQMA. Um sistema de monitoramento tem o papel de acusar a influência de uma determinada fonte de poluição na qualidade da água subterrânea. A localização estratégica e a utilização racional dos poços de monitoramento, aliadas a métodos eficientes de coleta, acondicionamento e análise de amostras, permitem resultados bastante precisos sobre a influência, na qualidade da água subterrânea. A composição natural e a verificação de indícios de poluição ou contaminação das águas podem ser avaliadas por meio de parâmetros físicos, químicos e microbiológicos. Esta avaliação é fundamental para determinação da adequabilidade das águas em função do uso requerido. Desta forma, a proposta do trabalho está alinhada ao Programa de Monitoramento Ambiental dos Compostos Químicos Estáveis do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN, propondo uma caracterização hidroquímica das águas subterrâneas com o objetivo de conhecer as principais características qualitativas desse recurso. Esse conhecimento é fundamental para subsidiar as ações de controle da poluição ambiental. Com os resultados da rede de monitoramento de qualidade, obtidos nos poços tubulares, possibilitarão o estabelecimento de Valores de Referência de Qualidade VRQs para os poços de monitoramento do IPEN.

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  • IPEN-DOC 25463

    SILVA, FELIPE D. . Estudo dos perfis de N-glicosilação da prolactina recombinante humana expressa em células humanas HEK293 / Study of N-glycosylate profiles of human recombinant prolactin expressed in human cells HEK293 . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Carlos Roberto Jorge Soares.

    Abstract: A prolactina humana (hPRL) é um hormônio sintetizado pela hipófise com inúmeras funções tais como: lactação, reprodução e regulação osmótica. Este hormônio é frequentemente dosado em casos de problemas na lactação, infertilidade, além de estudos que elucidam sua ligação em alguns tipos de câncer (mama, próstata e útero). A hPRL é encontrada na forma não glicosilada (NG-hPRL) (23 kDa) e glicosilada (G-hPRL) (25 kDa), sendo a isoforma glicosilada um modelo ideal de análise de perfil de N-glicanos, já que possui um único sítio de glicosilação localizado na Asparagina 31. A glicosilação está relacionada diretamente à solubilidade, à estabilidade, ao enovelamento, à meia-vida e atividade biológica in vivo. As células de ovário de hamster chinês (CHO) e as células embrionárias de rim humano (HEK293) são os hospedeiros mais utilizados para expressão de proteínas recombinantes, já que podem ser cultivadas em altas densidades e por possuírem similaridade nas modificações pós-traducionais. O objetivo foi expressar, purificar e realizar uma caracterização físico-química e biológica da hPRL glicosilada de células HEK293, incluindo análise da estrutura de carboidratos. Para tanto, foi realizada uma transfecção em células HEK293T (aderidas) com o vetor pcDNA 3.4-TOPO. Foi obtida uma expressão de 21,26 ± 8,3 μg/mL de hPRL no meio condicionado sem soro. A hPRL foi purificada por cromatografia de afinidade a metais imobilizados (IMAC), eluindo 92% da hPRL em uma única fração que, analisada por HPSEC, apresentou pureza de 97%. O perfil de N-glicanos da amostra apresentou seis espécies, todas com terminação em ácido-siálico, do tipo complexo, sendo bi, tri e tetra-antenárias, com relativa predominância da espécie N2G2S1 (29,4%). A bioatividade in vitro da G-hPRL HEK293 demonstrou ser ≅ 16 vezes menor que a G-hPRL produzida em células CHO.

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  • IPEN-DOC 25462

    SILVA, ANDRÉ S.B. da . Desenvolvimento de ferramentas computacionais para análise de perfis de difração de raios X / Development of computational tools for analysis of X-ray diffraction profiles . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Luis Gallego Martinez. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-14062018-103718

    Abstract: Neste trabalho foi desenvolvido um conjunto de ferramentas computacionais, em linguagem de programação Python, para a análise de perfis de difração de raios X, tanto para o estudo quanto para obtenção dos valores microestruturais como tamanhos médios de cristalitos e microdeformações, através de dos métodos de: Scherrer, Single-Line, Williamson-Hall e Warren-Averbach. Para aplicar os métodos de análise de perfis, foram também implementados métodos de remoção da contribuição instrumental pelo método de Stokes e ajuste de funções, remoção de ruídos pelo método de Savitzky-Golay, correção da radiação de fundo pelo método de ajuste linear, correção do fator de Lorentz-Polarização e correção do dubleto Kalfa2 .

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  • IPEN-DOC 25461

    SANTOS, LAÍSSA A.B. dos . Avaliação das concentrações dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb, 210Po e caracterização química inorgânica das águas minerais do Parque das Águas de Cambuquira e Marimbeiro, MG / Assessment of 226Ra, 228Ra, 210Pb, 210Po radionuclides concentrations and inorganic chemical characterization of the mineral waters from Water Parks of Cambuquira and Marimbeiro, MG . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 148 p. Orientador: Sandra Regina Damatto. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-25062018-155503

    Abstract: A exposição a fontes naturais de radiação contribui com mais de 98% da dose de radiação normalmente recebida da população; esta dose é principalmente atribuída à incorporação de radionuclídeos naturais das séries de decaimento do 238U e 232Th que possuem meia-vidas relativamente longas. A qualidade da água para consumo humano deve ser constantemente analisada e, um parâmetro muito importante analisado é a radioatividade natural presente. Quando os radionuclídeos naturais estão presentes em águas minerais há uma maior preocupação, pois estas águas podem conter concentrações moderadamente elevadas de 226Ra, 228Ra e 222Rn originalmente dissolvidas e dos radionuclídeos 210Pb e 210Po, que embora apresentem menores concentrações, contribuem para um aumento da irradiação interna e externa dos indivíduos. As áreas de estudo do presente trabalho foram os Parques das Águas de Cambuquira e Marimbeiro e de uma fonte particular de uma fazenda localizados na cidade de Cambuquira, Minas Gerais, onde as águas minerais são frequentemente utilizadas para consumo humano e uso médico. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb e 210Po, avaliar as doses efetivas comprometidas devido ao consumo e fazer a caracterização química inorgânica destas águas minerais. Os radionuclídeos foram determinados por medida alfa e beta total e espectrometria alfa, após separação radioquímica em coletas realizadas sazonalmente. Para a caracterização química inorgânica foram determinadas as concentrações dos elementos As, Ag, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu Fe, K, Mn, Ni, Se, Ti e V por fluorescência de raios X. As concentrações de atividades dos radionuclídeos variaram de 4 ± 1 mBq/l a 509 ± 32 mBq/l para 226Ra, de 3,7 ± 0,1 mBq/l a 631 ± 27 mBq/l para 228Ra, de 5 ± 1 mBq/l a 60 ± 5 mBq/l para 210Pb e de abaixo do limite de detecção da metodologia a 36 ± 2 mBq/l para o 210Po. A dose efetiva comprometida máxima em adultos foi de 0,12 mSv/a para 226Ra, 0,32 mSv/a para 228Ra, 0,03 mSv/a para 210Pb e para 210Po 0,031 mSv/a. Dentre os elementos analisados por fluorescência de raios X, os elementos Ag, As, Cd, Cr, Cu, Ni, Se e Ti apresentaram valores abaixo do limite mínimo de detecção da metodologia. Os elementos Ba e Co, considerados contaminantes nas águas minerais, apresentaram valores maiores do que estabelecido pela ANVISA e CONAMA para águas minerais, respectivamente. No entanto, trabalhos da literatura brasileira realizados com água mineral de em outros locais apresentaram valores próximos ao do presente estudo, mostrando que concentrações acima do limite podem representar uma anomalia natural do aquífero.

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  • IPEN-DOC 25460

    SANSONE, ALBERTO E. dos S. . Estudo da formação de fases cristalinas por difração de raios X no sistema UO2-Er2O3 / Study of the formation of crystalline phases by X-ray diffraction in the system UO2-Er2O3 . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Elita Fontenele Urano de Carvalho.

    Abstract: A otimização de combustíveis nucleares para uso em reatores a água pressurizada pode ser obtida pelo aumento da taxa de queima do combustível. Para isso, no entanto, é necessário levar em conta o aumento na reatividade inicial no reator, causada pelo maior enriquecimento do combustível. Esse problema, por sua vez, pode ser contornado por meio da introdução dos chamados venenos queimáveis diretamente nas pastilhas combustível de UO2. Alguns elementos do grupo das terras-raras possuem propriedades físicas e químicas que os tornam apropriados para esse uso dentro de reatores. Para caracterizar a microestrutura do combustível UO2 utilizado em reatores a água pressurizada dopado de érbio, pastilhas de UO2-Er2O3 foram preparadas, com teor de Er2O3 variando de 1,0 a 9,8 wt%, e analisadas por difração de raios X (DRX) para determinar se houve a formação de solução sólida pelo composto e determinar a variação do parâmetro de rede da solução em função da concentração de érbia. Apesar da análise por DRX ter mostrado que todo o érbio se incorporou à rede de UO2, ela também evidenciou a emergência de uma segunda fase, de estrutura do tipo fluorita, e cuja fração mássica aumenta em função do teor de érbia, enquanto seu parâmetro de rede diminui. Esses resultados são compatíveis com o fenômeno de segregação de defeitos, que consiste na formação de microdomínios segregados da rede principal nos quais há uma concentração maior dos defeitos i.e. são regiões mais ricas em érbio. Assim, a análise por DRX mostrou que houve formação de solução sólida de (U,Er)O2, mas que são necessários ajustes nos parâmetros de sinterização para que seja obtida uma solução monofásica.

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  • IPEN-DOC 25459

    REIS, PEDRO R. de S. . Obtenção e caracterização de compósitos de blendas poliméricas biodegradáveis reforçadas com bio-hidroxiapatita / Obtaining and characterization of composites based on biodegradable polymeric blends reinforced with bio-hydroxyapatite . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Esperidiana Augusta Barretos de Moura.

    Abstract: Este trabalho apresenta a preparação e caracterização de materiais compósitos baseados na mistura (blenda) de poli (ácido lático) PLA e poli (adipato co-tereftalato de butileno) PBAT reforçados com bio-hidroxiapatita "HAp", obtida a partir de cascas de ovos brancos de galinha. A obtenção de HAp foi realizada por via úmida, reação ácido-base. Primeiramente, foi obtido o bio-carbonato de cálcio a partir das cascas de ovos brancos de galinha, seguido de um ciclo térmico de aquecimento a 800 °C para a conversão em óxido de cálcio, o qual posteriormente foi sinterizado a 900 °C para a obtenção da HAp. Os materiais compósitos de PLA/PBAT reforçados com 1, 3 e 5 %, em massa, de HAp em pó, com tamanho de partículas iguais ou menor que 10 μm, foram preparadas pelo processo de extrusão utilizando-se uma extrusora de dupla-rosca. Após o processo de extrusão, os materiais foram alimentados ao funil de alimentação de uma injetora de laboratório para a obtenção dos corpos de prova para os ensaios de caracterização. Parte dos corpos de prova foram submetidos à esterilização por radiação gama (radioesterilização), utilizando-se feixe de elétrons de alta energia, gerados em um acelerador de elétrons industrial, de 1,5 MeV, à temperatura ambiente e na presença de ar, com dose de radiação de 25 kGy. As amostras de HAp foram caracterizadas por meio dos ensaios de difração de raios X (DRX), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG). O PLA/PBAT puro e seus compósitos não irradiados e irradiados foram caracterizados por meio dos ensaios de DRX, TG, MEV-FEG, calorimetria exploratória diferencial (DSC), temperatura de distorção térmica (HDT), ponto de amolecimento Vicat, resistência à tração, à flexão e ao impacto Izod, validação do processo de esterilização (teste de carga microbiana (Biocarga ou Bioburden) e ensaios de esterilidade) e citotoxicidade "in vitro" pelo método de incorporação do vermelho neutro para avaliação da biocompatibilidade das amostras. As análises de DRX da HAp mostraram os picos característicos presentes na fase amorfa da HAp; os picos e bandas largas pertencentes aos grupos moleculares da HAp foram identificados por meio da análise por FTIR; a estabilidade térmica da HAp obtida foi confirmada por termogravimetria, a qual mostrou uma pequena perda de massa com o aumento da temperatura, devido à queima do solvente, evaporação de água e queima de materiais orgânicos presentes na amostra de HAp, as imagens obtidas por MEV-FEG mostraram estruturas irregulares características da HAp. A incorporação de HAp na blenda de PLA/PBAT promoveu ganhos superiores a 10 % na temperatura de distorção térmica e no ponto de amolecimento Vicat original da blenda, aumento superior a 15 % nas propriedades mecânicas de resistência à tração e à flexão, e aumento superior a 10 % a resistência ao impacto Izod, melhorando suas propriedades de forma significativa quando comparado a blenda de PLA/PBAT. Os testes de carga microbiana e esterilidade mostraram que a dose de radiação de 25 kGy aplicada foi eficaz para a esterilização das amostras dos materiais. Todas as amostras apresentaram-se biocompatíveis em ambiente celular pelo teste de citotoxicidade "in vitro", apresentando potencial para estudo "in vivo".

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  • IPEN-DOC 25458

    PACHECO, RAFAEL R. . Desenvolvimento de modelos analítico e numérico associados ao fenômeno de condensação por contato direto em tanque de alívio de reator PWR / Development of analytical and numerical models associated to the condensation phenomenon by direct contact in PWR reactor relief tank . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 97 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade.

    Abstract: O fenômeno de injeção de vapor em tanques de alívio é de relevância no projeto de reatores de água leve, sejam eles do tipo reator de água pressurizada (PWR) ou reator de água fervente (BWR). Este fenômeno permite a rápida absorção do vapor injetado em massa de água, por meio de sua condensação, uma vez que este vapor pode conter contaminantes químicos ou radiológicos que não permitem o seu descarte diretamente no ambiente. Desta forma, facilita-se a coleta do vapor produzido por descarga de vapor da água do resfriamento do reator, radiologicamente contaminada, e evita-se o que projeto de dispositivos e equipamentos necessite considerar a elevada pressão do vapor. A rapidez com que se dá a condensação é fruto de processos físicos que ocorrem na interface de vapor e água e que ainda não possuem modelo analítico e numérico definido. Em 1972 um modelo semi-empírico foi proposto, o qual, desde então, vem evoluindo. Não obstante, até o presente momento, não há modelo definitivo que se proponha a abranger toda extensão das condições experimentais. Estes modelos são fortemente dependentes do fluxo de massa que atravessa a interface de vapor e água, entretanto, até a presente data, não há expressão que determine este fluxo de massa, de tal forma que o valor de 275 Kg/m2/s vem sendo assumido como "representativo da ordem de grandeza do fenômeno" até o presente momento. Neste trabalho, é proposto um método de cálculo analítico do fluxo de massa, considerando-se como premissa a isentropia da injeção, e o desenvolvimento da 1ª e 2ª leis da Termodinâmica. Ainda, o fenômeno é analisado experimentalmente, por meio da análise dos dados produzidos no experimento do Circuito Termo Hidráulico de 150 bar (Loop 150), realizado nas dependências do CENTRO TECNOLÓGICO DA MARINHA EM SÃO PAULO. Por fim, um modelo numérico em software comercial foi desenvolvido para complementar a análise. Os resultados obtidos comprovam que a formulação isentrópica do fluxo de massa corrige de maneira satisfatória o fluxo de massa constante utilizado até então nos modelos semi-empíricos. Tal comprovação se deu através de análise numérica e da confrontação com dados experimentais obtidos na literatura.

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  • IPEN-DOC 25389

    GALDINO, G.S. ; SILVA, D.V. ; CRUZ, P.D. ; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K. ; FARIA, R.N. . Microstructural and electrochemical studies of HDDR-graphene supercapacitors electrodes in KOH electrolyte. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2923-2923.

    Abstract: In the past, the hydrogenation disproportionation desorption and recombination (HDDR) process has only been used to produced rare earth transition metal polymer bonded permanent magnets with outstanding performance. Recently, however, it has been shown that the HDDR process (850oC) can be successfully employed to produce reduced graphene oxide for electrochemical supercapacitors. In the present work, the electrochemical characteristics of HDDR-graphene supercapacitors have been compared to those obtained with chemically reduced commercial graphene oxide. Lower HDDR processing temperatures (200-600oC) have been used in this study for a comparison with previous investigations. The equivalent series and parallel resistances (EPR and ESR) and specific capacitance (Cs) of HDDR-graphene supercapacitors electrodes have been investigated using cyclic voltammetry. Room temperature specific capacitances calculated from cyclic voltammetry curves at scan rates of 2 mVs-1 reached ~160 Fg-1 in 1 molL-1 KOH electrolyte. Internal series resistances of the HDDR-graphene electrodes were measured using the galvanostatic curves also at room temperature. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX).

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  • IPEN-DOC 25388

    BENITEZ JARA, F.G. ; CRUZ, P.V. ; BARBOSA, L.P.; CASINI, J.C.S.; PERUZZI, A.J.; SAKATA, S.K. ; FARIA, R.N. . Low-temperature reduction of graphene oxide using the HDDR process for electrochemical supercapacitor applications. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2922-2922.

    Abstract: In the present work, attempts of reducing a graphene oxide powder using a low temperature hydrogenation disproportionation desorption and recombination process (L-HDDR) has been carried out. A lower processing temperature in large scale production is significant as far as costs are concerned. Graphite oxide was prepared using a modified Hummers’ method and dispersed in ethanol, exfoliated using ultrasonication to produce Graphene Oxide (GO). Investigations have been carried out by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The experimental results of L-HDDR processing graphene oxide powder using unmixed hydrogen at 400°C and relatively low pressures (<2 bars) have been reported. X-ray diffraction patterns showed a reduction of graphene oxide with the L-HDDR process. The results showed that the L-HDDR process, as the standard HDDR process, can be applied to the reduction of graphene oxide to produce supercapacitor materials. The advantage of employing the L-HDDR process is a relatively a low temperature would reduce the cost of treatment that is a very important factor for producing large amount of material. Thus, the L-HDDR process has been considered a promising alternative method of reducing graphene oxide with efficiency and possibly in large scale production.

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  • IPEN-DOC 25387

    VIEIRA, L.S.; CASINI, J.C.S.; YOSHIKAWA, D. ; FARIA, R.N. ; MANSANI, G.L.. Influence of the electrolyte window potential on the electrical characteristics of supercapacitors operating elevated temperatures. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2896-2896.

    Abstract: The equivalent series and parallel resistances (EPR and ESR) and specific capacitance (Cs) of supercapacitors carbon electrodes have been investigated using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested using a window potential in the range of 2.7–3.8 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (2-50 mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic curves at room temperature and above (25-100oC). The ESR increase to 9.75 ? at 25° and 2.7V for 110.5 ? at with operating temperature raise and also with overpotential. The parallel series resistance (EPR) have also been determined using self-discharge curves at 3, 24, 48 and 120h in three distinct temperatures (25-100oC). The EPR modify with increase of temperature and also with overpotential staring 0.623 M? at 25°C and 2.7 V for 0.089 M? at 100°C and 3.8V. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure. It has been shown that the specific capacitance decreased considerably with scan rate, current density, electrochemical window potential and working temperature.

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  • IPEN-DOC 25386

    CIONE, F.C. ; ROSSI, J.L. ; SOUZA, A.C.. Study for the obtainment of the W-Cu-Ni system composite applying powder metalurgy for use as a radiation shielding material for gamma ray attenuation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 2878-2878.

    Abstract: The metallic composite material of the tungsten-copper-nickel system (W-Cu-Ni) produced by powder metallurgy (P/M) presented has adequade characteristics to be an alternative material for gamma (?) radiation attenuation. Lead and depleted uranium are the materials commonly used for radiation atenuattion. They are materials with certain toxicity and aggressiveness to the environment. The W-Cu-Ni composites are non-toxic and do not present environmental risks. The tungsten, matrix metal of the composite, has as property its atomic density that is directly proportional to the electrons of its atoms important for the purpose of effects of radiation attenuation. For the preparation of the composite samples, the size of the metallic particles was determined and selected. In order to homogenize the metallic particle distribution and to reduce the average particle size, a ball mill was used for 12, 24 and 36 hours. After grinding, the particle size analysis presented the mean particle size of 12 ?m was observed. After the sintering step, in the micro-hardness tests an average of 303.3 HV was achieved for the composition W6Cu1Ni. To measure the absorption of radiation in the samples the classical scientific method of narrow beam geometry (NBG) experiments was employed. The gamma radiation source of cobalt-60 was selected to study the effects and adjustments on the values of the Half-Value Layer and (HLV) in the dimensions of the required shielding thickness. For unpublished composite sample W6Cu1Ni the HLV method indicated the necessity of 9.27 mm of thickness in the obtained density of 13.38 g.cm-3, superior to the density of lead (11,34 g.cm-3). As a comparative, database from the XCOM (NIST) were used and demostrating convergence between the simulated values of 9.15 mm and the experimental values obtained.

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  • IPEN-DOC 25457

    GALLO, JULIANA M.A.S. . Avaliação da percepção de participantes do Banco de Alimentos da Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo sobre o processo de irradiação de alimento. Divulgação do tratamento de alimentos por radiação ionizante: desenvolvimento de questionário e análise sensorial / Evaluation of the perception of participants of the Ceagesp Food Bank on the process of food irradiation. Disclosure of food treatment by ionizing radiation: questionnaire development and sensory analysis . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 245 p. Orientador: Susy Frey Sabato.

    Abstract: Apesar da pobreza no mundo, parte de toda a comida produzida mundialmente é desperdiçada. O contraste da alta produção de alimentos no mundo com a fome, insegurança alimentar e desperdício de alimentos aponta para a necessidade de ações combinadas como o uso de tecnologias como solução para combater e erradicar a fome e o desperdício de alimentos em benefício de uma vida digna e sustentável . Os bancos de alimentos surgiram em todo o mundo para receber o excedente de alimentos e repassá-los aos indivíduos em situações de ações urgentes devido ao estado de necessidade. A criação de bancos e o emprego de novas tecnologias foram encorajados pela ONU - Organização das Nações Unidas para combater a fome, a inseguranca alimentar e o desperdicio de alimemtos. Entretanto, a falta de garantia de qualidade desses alimentos já no banco de alimentos restringem a doação integral desejada. Nesse sentido, a radiação ionizante com resultados comprovados e reconhecidos há mais de 50 anos, aplicada nos alimentos do banco trouxe resultados positivos nas amostras tratadas na cadeia logística do Banco Ceagesp de Alimentos (BCA), como aumento da validade e a possibilidade de oferecer às instituições alimentos processados no banco com mais uma etapa no processo de garantia de qualidade. Assim esse estudo teve como objetivo padronizar um questionário como intrumento de medição padrão para avaliação de aceitação e percepção dos individuos do BCA em relação ao tratamento de alimento por radiação ionizante e que também fosse um intrumento de divulgação de informação sobre essa tecnologia, tanto para essa pesquisa como para futuras pesquisas de avaliação de aceitação de irradiação de alimentos, pois não exite um questionário padrão para essa finalidade. Para a construção do questionário como instrumento de medida, foi realizada uma revisão abrangente e rigorosa da literatura. O questionário como instrumento de medida foi submetido ao comitê de ética em pesquisa e aprovado. Como resultado, o questionário conta de três partes, questões pessoais, questões assertivas e questões de múltiplas escolhas e, finalmente, uma questão informativa com o vídeo. O resultado positivo da digulgação do trabalhado realizado junto ao banco ficou evidenciado com mudança na aceitação de compra e consumo por alimentos irradiados que teve um incremento de 40% na população após o questionário. O teste não paramétrico para dados relacionados de Wilcoxon, revelou haver diferença estatística significante, entre as respostas da mesma população em relação ao tempo da pergunta , referente ao mesmo tema (p=0,038) antes e após intervenção com divulgação das finalidades e benefícios do Tratamento de alimentos por irradiação. Confirmados pelo teste de Mcnemar (p=0,03). Além disso, uma parceria entre a tecnologia disponível no IPEN/CNEN-SP e o banco de alimentos do Ceagesp está prevista para o próximo ano em 2019 para continuidade desse projeto.

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  • IPEN-DOC 25385

    MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. ; ALENCAR, M.C. ; REIS, L.A.M. ; ROSSI, A.C.. Uma discussão sobre a aeroelasticidade de quadricópteros não tripulados, drones, oferecendo subsídios para projetos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6986-6986.

    Abstract: Os veículos aéreos não tripulados vem ganhando grande notoriedade, face à ampla gama de suas aplicações científicas e tecnológicas. Estes apresentam construções tão simples como brinquedos até equipamentos com altíssimo valor técnico científico agregado, destinados à missões relevantes. O presente trabalho visa apresentar uma discussão sobre a aeroelasticidade destes equipamentos na escala métrica, assunto árido e escasso nesta nova aeronáutica. São apresentados resultados de simulações numéricas relacionando o comportamento dos componentes estruturais em função dos esforços mecânicos, mormente os relacionados à mudança de atitude do equipamento, rotações e inclinações. Os resultados obtidos indicam a necessidade de cuidado e atenção no projeto dos braços dos quadcópteros, com especial atenção às suas seções transversais e à raiz do braço, na junção com o corpo; para evitar instabilidades que de outra maneira sobrecarregariam o processador do estabilizador de vôo. Estes dados estão servindo de base para o projeto e construção de um equipamento voltado à detecção e localização de fontes radioativas.

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  • IPEN-DOC 25384

    FREITAS, L.F. de ; CAVALCANTE, A.K. ; LUGAO, A.B. . Radiolytic synthesis of non-toxic, size-homogeneous gold nanoparticles. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6984-6984.

    Abstract: Radiolytic synthesis of nanoparticles is one of the successful examples of Green Chemistry (the use of non-toxic chemicals, environmentally benign solvents and renewable materials during the chemical processes), in which the reducing agents responsible for the particle nucleation are no other than the reactive species generated by the radiolysis of the solvent itself (i.e. water, acetone or alcohols). This study consists on the radiolytic synthesis and characterization of gold nanoparticles, as well as the assessment of their toxicity levels to Zebrafish embryos (Danio rerio), as an indication of a possible environmental effect. The nanoparticles were synthesized by mixing: NaAuCl4 2 x 10-3 M; polyvinylpyrrolidone 100 kDa 0.5% (as size stabilizer); propan-2-ol 0.2 M and acetone 0.06 M (for the generation of propyl radicals); and AgNO3 6 x 10-5 M (another size stabilizer), followed by 10 kGy of gamma radiation (5 kGy h-1) [1]. The particles were characterized by their absorption spectra in the UV and visible, and the dynamic light scattering (DLS) technique was used to assess their hydrodynamic size. Finally, the impact on the development of Zebrafish embryos was investigated for different dilutions of the nanoparticles suspension, according to the OECD protocol nº 236 (Guideline on Fish Embryo Acute Toxicity Test – FET), as a means of assessing the environmental impact of the nanomaterial. An acute (96 hours of exposition to gold nanoparticles) and a chronic (168 hours of exposition) assay were performed. The particles were successfully synthesized in a multipurpose gamma irradiator, with an absorption peak at 532 nm and a narrow size distribution (around 80 nm). There was no evident toxicity for the fish in any tested concentration, leading to the conclusion that this green method of nanoparticle synthesis generates a potentially environment-safe material, with good control of size and optical properties.

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  • IPEN-DOC 25383

    SOUZA, C.D. de ; CASTRO, A.; NOGUEIRA, B.R. ; FORTIN, M.; CHEVALLIER, P.; ROSTELATO, M.C.M. . Síntese de nanopartículas de ouro revestidas para uso em tratamento médico. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6973-6973.

    Abstract: Nanopartícula são partículas em escala nanométrica e possuem propriedades únicas. Sua configuração promove alterações em seus comportamentos físicos, químicos e biológicos. As nanopartículas de ouro são estudadas há mais de 100 anos. Estados de oxidação comuns de ouro incluem Au+1, Au+3 e seu estado não oxidado Au0. O Au0 é o estado final desejável para nanopartículas. Assim, o passo principal envolvendo a síntese de AuNps é reduzir Au+1 ou Au+3 a Au0 adicionando e doador de elétrons (agente de redução) na reação. O precursor de escolha para a maioria das pesquisas é o ácido cloroáurico, HAuCl4 com ouro em seu estado de oxidação Au+3. Elas podem, por exemplo, transportar medicamentos para o interior das células sem perfurar as membranas celulares. Podem ajudar no tratamento do câncer através da liberação de medicamentos em partes específicas do corpo humano em intervalos controlados. Embora a síntese de nanopartículas de ouro seja amplamente relatada, na maioria dos casos a metodologia é confusa e/ou não clara. Além disso, a toxicidade dos reagentes deve ser levada em conta no desenvolvimento de produtos para aplicações médicas. Ácido cloroáurico- HAuCl4 (> 99,9% de traços metálicos), citrato de sódio- Na3Ctr (ACS ?99,0%) foram adquiridos da Sigma-Aldrich. Pellets de hidróxido de sódio- NaOH (ACS) foram adquiridos da J.T. Baker. Polietileno glicol- NH2-PEG-SH (5000 Mw) foram adquiridos da Laysan BIO. Todas as soluções foram feitas com água nanopura (Barnstead, 18,2 M?). 50 mL de 0,1 mM de HauCl4 contendo 100 ?L de NaOH a 1 M foram preparados em frasco de três bocas de 100 mL equipado com um condensador de refluxo. A solução foi aquecida em 80-90 °C enquanto era agitada com uma barra magnética revestida com PTFE. Em seguida, 5 mL de Na3Ctr 34 mM foram rapidamente adicionados. Análises de tamanho foram realizas por espalhamento de luz dinâmico DLS (Malvern). As reações de revestimento foram realizadas com polietilenoglicol (NH2-PEG-SH). O revestimento de PEG produziu partículas dentro do tamanho desejável (30-50 nm) com boa polidispersão e distribuição. O procedimento para o revestimento de PEG foi: Misturou-se 1 mL da solução de nanopartículas de ouro com 1 mL de 0,1 mM do agente de revestimento. A reação foi agitada num misturador de tubos eppendorf durante 2 horas. A caracterização foi realizada por FTIR- espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (confirmando a presença do PEG na superfície), MET- Microscopia Eletrônica de Transmissão (confirmando o mesmo tamanho medido pelo DLS). DLS foi realizado durante o curso de 2,5 meses e confirma a estabilidade da reação.

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  • IPEN-DOC 25456

    MOTA, KARINE A.G. . Experimentação animal no Brasil: uma abordagem normativa acerca da criação, manutenção e pesquisa com animais / The animal experimentation in developing coutries: a normative approach on the use of animals in brazilian researches . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 141 p. Orientador: Olga Zazuco Higa. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-15052018-115616

    Abstract: O estudo se desenvolveu de forma a analisar a regulamentação normativa acerca da criação, manutenção e do uso de animais em pesquisa no Brasil, com ênfase nos roedores no que tange às instalações físicas de biotério, observado ser o animal mais facilmente utilizado em pesquisa. Motivada pelo fato da República Federativa do Brasil ter por fundamento a Dignidade da Pessoa Humana, que coloca o homem em situação singular ao amparo legal, e, essencialmente pela proteção ao meio ambiente onde se inclui o direito dos animais, em especial a vedação de maus tratos. Encontrando-se a ética no uso de animais em pesquisa, o fator determinante para o reconhecimento e garantia dos direitos dos envolvidos nesse processo. Neste aparato, a problemática proposta pôde ser representada pela seguinte pergunta: A legislação do Brasil é suficiente e eficiente para regulamentar a experimentação científica e assegurar a proteção dos direitos dos animais? O objetivo foi analisar as normas gerais jurídico-positivas aplicáveis ao uso de animais em pesquisa no Brasil.

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  • IPEN-DOC 25382

    FERREIRA, J.C. ; CAVALLARI, R.V. ; SILVA, F.A. e ; RODRIGUES, T.S. ; BERGAMASCHI, V.S. . Synthesis and characterization of catalysts based on nickel, cerium, and lanthanum supported on biocarbon for ethanol steam reforming. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6970-6970.

    Abstract: Ethanol steam reforming (ESR) is considered asa promising alternative for hydrogen production due to some differentadvantages that include the large availability, relatively low cost, andsuperior reactivity of ethanol as compared to other compounds. Thus, thistechnology is also considered more sustainable and greener as compared to othermethods usually employed for hydrogen production. However, the currentindustrial catalysts suffer from strong deactivation because the extensivecarbon deposition, which limits their performances and utilization. In order toovercome this limitation, we report herein the synthesis of a catalyst based onnickel, cerium and lanthanum supported on activated biocarbon by a microwaveassisted hydrothermal method. In this method, we first performed a hydrothermalactivation of the biocarbon support at 120 °C using nitric acid (0.3 M) in areactor coupled to a microwave source aiming the formation of acid groups atthe surface of our carbonaceous matrix. In a next step, the adsorption of La3+,Ce3+, and Ni3+ onto the activated biocarbon was performed by the addition ofLa(NO3)3.6H2O, Ce(NO3)3.6H2O, and Ni(NO3)3.6H2O in the suspension containingthe activated biocarbon and potassium thiosulfate for stabilization (pH 8.0) at75 °C. The obtained catalyst was then characterized by scanning electronmicroscopy, X-ray dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, temperatureprogramed reduction, and surface area by the BET method. After this step, the catalystwas then evaluated towards the ESR, in which 100 % of ethanol conversion wasobserved with the formation of only H2 (~ 60%) and CO2 (ESR products) and COand CH4 as byproducts (both in low concentrations), indicating a goodselectivity for ESR. Good stability was also achieved with no significant lossof activity even after 24 hours of reaction at 550 °C. The reactants and thereaction products were analyzed by gas chromatograph (Agilent 7890A), equippedwith a thermal conductivity detector (TCD) and a flame ionization detector(FID) connected in series.

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  • IPEN-DOC 25455

    OLIVEIRA, JULIANA de A.S. . Uso de macrófitas para remoção de metais em efluentes líquidos / Use of macrophites for removal of metals in liquid effluents . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 76 p. Orientador: Paulo Sergio Cardoso da Silva.

    Abstract: Nesse trabalho foi avaliada a capacidade de adsorção da biomassa da com macrófita Eichhornia crassipes (aguapé) em efluente sintético contendo íons de metais Cd, Pb, Cr, Zn e Co. Primeiramente foram determinadas as áreas superficiais específicas de cada uma das partes da planta (caule, folha e raiz) separadamente. A raiz foi a parte selecionada e em seguida foi ativada quimicamente com HCl e NaOH 0,1 mol L-1. A raiz ativada com HCl foi utilizada para os estudos dos parâmetros de adsorção: influência do pH, do tempo de contato e da concentração inicial dos íons em solução. Para as determinações propostas, foram utilizados como métodos analíticos de análise por ativação neutrônica instrumental para os íons do Co, Zn e Cr e análise por absorção atômica com forno de grafite para determinação da concentração dos íons de Cd e Pb. Nas duas técnicas, foram analisadas amostras de biomassa antes e após os experimentos de adsorção. Tanto a ativação ácida quanto a básica provocam um aumento da área superficial, porém o tratamento ácido produziu um material de mais fácil moagem. A eficiência de remoção e porcentagem de adsorção do íon Cr não foi satisfatória nas condições de realização deste trabalho. Para os demais íons verificou-se um aumento da eficiência de adsorção com o aumento do pH, do tempo de contato e da concentração inicial. Pode-se concluir que a biomassa ativada da raiz de Eichhornia crassipes é uma alternativa rápida, barata e eficiente para remoção dos íons metálicos considerados neste trabalho, sendo que a eficiência de remoção presentou a seguinte ordem decrescente: Pb > Cd > Zn > Co > Cr.

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  • IPEN-DOC 25381

    OLIVEIRA, L.F.R. ; NEVES, M.D. ; ORTEGA, F.S.. AISI 310 stainless steel formed by gelcasting: an alternative manufacturing method. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6724-6724.

    Abstract: The gelcasting process is a liquid forming technique that allows the achievement of compacts with high solids concentration and small amounts of binders. Although it was developed almost 30 years ago for ceramic systems, its use in powder metallurgy is rather incipient. Data related to mechanical properties of gelcast metallic samples are scarce, particularly at high temperatures. This could possibly be attributed to the fact that metallic particles are generally denser and larger than ceramic particles, leading to fast sedimentation in liquid media. Nonetheless, the settling of particles can be delayed by using a suspending agent, such as a water-soluble long chain polymer. This work evaluates the microstructure and the yield strength under compression at room temperature and at 800°C of vacuum sintered specimens prepared with HK-30 stainless steel powder (AISI 310, D50 = 10μm), manufactured by gelcasting process. The microstructure analysis involved the measurement of grain size along the vertical axis of cylindrical specimens, with special attention to the effect of particles settling, and was conducted using scanning electron microscopy (SEM), optical microscopy, and X-ray diffraction. All parts were vacuum sintered in a single batch at 1280°C, in order to avoid the influence of this condition on the results. Particles settling before gelation step can directly impact on mechanical properties, which would be an undesired effect caused by compaction gradient. Yield strength was compared with literature data of the same stainless steel, manufactured by casting. At room temperature, specimens presented the same average yield strength as the same stainless steel manufactured by casting, of 270 MPa. At 800°C, they presented 105 MPa of average yield strength. The settling effect was assessed considering the position where the specimen was taken (from the top or the bottom of the cylinder mold) and was negligible: both density and yield strength did not vary significantly along the vertical axis. These results show that the gelcasting process can be used with metal powders, even when the parts are big in height, provided that a suspending agent is used to prevent particles settling.

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  • IPEN-DOC 25454

    MOREIRA, GREGORI de A. . Análises da camada limite planetária a partir de sistemas de sensoriamento remoto / Analyses of planetary boundary layer from remote sensing systems . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 156 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-15052018-122950

    Abstract: A Camada Limite Planetária (PBL - Planetary Boundary Layer) é uma parte relevante da atmosfera com uma extensão variável e que claramente desempenha um papel importante em áreas de estudo, como: a qualidade do ar ou a previsão do tempo. Sistemas de sensoriamento remoto passivo e ativo têm sido amplamente utilizado para analisar as características da PBL. A combinação de diferentes técnicas de sensoriamento remoto permite obter uma imagem completa da dinâmica desta camada. Neste estudo, analisamos o comportamento da PBL utilizando quatro tipos de sistemas de sensoriamento remoto: Radiômetro de Micro-ondas (MWR), Lidar Elástico (EL), Lidar Doppler (DL) e Ceilômetro. As medições foram realizadas em duas cidades, Granada (Espanha) e São Paulo (Brasil). Primeiramente, em Granada, a altura da PBL (PBLH) obtida a partir dos dados do MWR foi validada pela PBLH gerada pela análise dos dados de radiossondas, mostrando uma boa concordância. Em um segundo estágio, sistemas ativos de sensoriamento remoto foram usados para a obtenção da PBLH. Assim, o método do filtro de Kalman foi aplicado aos dados do EL enquanto o método da variância da velocidade vertical do vento foi aplicado aos dados do DL. As PBLH derivadas dessas abordagens foram comparadas com o PBLH fornecida pelo MWR, sendo que os resultados mostram uma boa concordância na maioria dos casos, embora algumas discrepâncias apareçam nas situações de mudanças intensas da PBL (crescimento e/ou diminuição). Em seguida, é realizada a análise dos dados das medidas coletadas com um ceilômetro e um radiômetro de micro-ondas durante quatro e cinco anos, respectivamente, em Granada. As metodologias aplicadas para a detecção da PBLH (método de gradiente para o ceilômetro e a combinação do método de parcela e do método de gradiente de temperatura para o radiômetro de micro-ondas) forneceram uma descrição satisfatória da estrutura da PBL em casos simples. Além disso, o comportamento da PBL foi caracterizado por um estudo estatístico das PBLH convectiva e estável, as quais foram obtidas a partir das medidas do radiômetro de micro-ondas. A análise do estudo estatístico realizado para a PBLH mostra algumas coincidências com outros estudos já realizados para a mesma variável, como o padrão diário e os ciclos anuais. Mas também há algumas diferenças, as quais são causadas por latitudes, topografia e clima distintos. Foi realizada também uma análise combinada de longo prazo da Camada Residual (gerada pelos dados do Ceilômetro) e da Camada Estável e Convectiva (obtida pelos dados do radiômetro de micro-ondas), oferecendo assim um quadro completo da evolução da PBL por combinação sinérgica de técnicas de sensoriamento remoto. Essa é a razão pela qual sistemas com alta resolução temporal e espacial, como os lidars, têm sido cada vez mais aplicados em estudos sobre essa região atmosférica. Neste trabalho, também foi realizada, em São Paulo, uma análise do sinal retroespalhado em três comprimentos de onda (355, 532 e 1064 nm), o qual provê informações da turbulência através da análise dos momentos de alta ordem (variância, assimetria e curtose). O comprimento de onda de 355 nm apresenta pouca aplicabilidade na metodologia proposta, devido à sua baixa intensidade (por conta da predominância do retroespalhamento molecular) e grande presença de ruído, enquanto o comprimento de onda de 532 nm apresentou resultados semelhantes aos fornecidos pelo comprimento de onda de 1064 nm, o qual foi usado como referência. Em seguida, foram analisados dois estudos de caso utilizando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm (em separado). Essa abordagem forneceu informações sobre a altura da PBL (derivada pelo método de variância (Menut et al., 1999), deslocamento de camadas de aerossol (assimetria) e nível de mistura em várias alturas (curtose), mostrando a viabilidade da metodologia proposta, quando os comprimentos de onda de 532 e 1064 nm são usados para a descrição da PBL a partir dos momentos de alta ordem. Além disso, demonstrou-se, com dados de DL, EL e MWR obtidos em Granada, como algumas variáveis (temperatura do ar, concentração de aerossóis, vento vertical, umidade relativa e radiação líquida) podem influenciar a dinâmica da PBL. Os momentos de alta ordem das distribuições de velocidade vertical derivadas dos dados do DL e o sinal retroespalhado obtido a partir do EL foram corrigidos por duas metodologias (first lag e correção de -2/3). Os perfis corrigidos apresentam pequenas diferenças quando comparados com os perfis não corrigidos, mostrando baixa influência do ruído e a viabilidade da metodologia proposta. Foi realizada uma análise detalhada de dois estudos de casos, o primeiro correspondendo a uma PBL bem definida, enquanto o segundo corresponde a uma situação com a presença de uma camada de nuvens e poeira saariana. Em ambos os casos, os resultados fornecidos pelos diferentes instrumentos acabaram se complementando, de modo que o uso sinérgico dos diferentes sistemas nos permitiu um monitoramento detalhado da PBL.

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  • IPEN-DOC 25380

    OLIVEIRA, M.C. ; LEAL NETO, R.M. ; GATAMORTA, F.G.. Estudo da moagem de alta energia de latas de alumínio utilizando o NaCl como agente controlador de processo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6723-6723.

    Abstract: O elevado consumo de energia elétrica para obtenção de alumínio via mineração e a grande quantidade de sucata gerada e desperdiçada em todo o mundo tem motivado a pesquisa cientifica quanto à reciclagem e reutilização do metal. A moagem de alta energia (MAE) é uma das rotas de processamento que pode ser empregada para reciclagem desta sucata. A natureza dúctil do Al demanda a utilização de um agente controlador de processo (ACP), para coibir a soldagem a frio e a aderência excessiva do alumínio no ferramental de moagem, favorecendo a fratura das partículas. O cloreto de sódio (NaCl) é um sal inorgânico de baixo custo e fácil obtenção, mencionado na literatura como potencial ACP para a MAE. O trabalho tem como objetivo investigar a obtenção de pó de alumínio obtido via MAE partindo de embalagens recicláveis deste metal, utilizando 2% em massa de NaCl como ACP. Inicialmente as latas de alumínio foram trituradas em pequenos fragmentos de 5 a 10 mm utilizando-se um moinho de facas. Esses fragmentos foram processados em um moinho planetário com razão bola pó de 15:1. O tempo de moagem variou de 1 a 10 horas, com uma rotação de 350 rpm em atmosfera controlada (argônio purificado). O rendimento da moagem foi determinado com base na porcentagem de pó efetivamente solto (não aderido) relativa à carga inicial. Os pós foram caracterizados quanto à microestrutura, morfologia das partículas e composição química. Para tal, utilizou-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura, área de superfície específica, difração de laser, espectroscopia de energia dispersiva e difração de raios X. Os resultados demonstraram que o NaCl é bastante efetivo como agente controlador, propiciando alto rendimento e partículas finas e equiaxiais.

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  • IPEN-DOC 25379

    LEITE, D.S.; COUTO, A.A. ; TOGNI, E.. Avaliação da utilização de casca cerâmica produzida com lama cerâmica primária e secundária de pó de telha reciclado para utilização no processo de microfusão / Evaluation of the use of ceramic shell produced with primary and secondary ceramic lama of recycled tile powder for use in the investment casting. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 6708-6719.

    Abstract: O presente estudo buscou entender o comportamento das cascas cerâmicas confeccionadas com lama cerâmica primária e secundária utilizando como material refratário o pó de telha reciclado. Este material possui baixo custo e foi utilizado para substituir a zirconita e a sílica eletrofundida, principais materiais refratários utilizados na indústria de microfusão. Sendo assim, foram realizados testes de módulo de ruptura, deceragem, calcinação e vazamento do metal líquido com 3 ligas de metais diferentes, alumínio 356 (780°C), bronze Cu90Sn10 (1150°C) e Ferro fundido cinzento (1380°C). As cascas fabricadas com pó de telha apresentaram propriedades e características necessárias para substituir a zirconita e a sílica eletrofundida. Com isso, foi possível concluir que as cascas cerâmicas fabricadas com pó de telha podem ser uma alternativa viável para a aplicação na indústria de microfusão, pois possibilita uma significativa redução de custo da matéria-prima, redução do peso da casca e utilização de material reciclado.

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  • IPEN-DOC 25378

    SANTOS, G.A.; RIBEIRO, A.N.; NASCIMENTO, M.S.; FRAJUCA, C.; NAKAMOTO, F.Y.; SILVA, M.R.; SANTOS, V.T.; BATALHA, G.F.; COUTO, A.A. ; FRANCO, A.T.R.. Influência dos parâmetros térmicos na microestrutura, resistência à corrosão e dureza da liga Al-10%Si-5%Cu solidificada direcionalmente. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6617-6617.

    Abstract: A influência dos espaçamentos dendríticos nas propriedades de resistência à corrosão e dureza tem sido abordada em diversos estudos na literatura. Embora os aspectos metalúrgicos e microestruturais e os fatores de controle sejam complexos, é conhecido que os parâmetros térmicos de solidificação tem estreita correlação com as microestruturas resultantes de solidificação, tais como tamanho de grão e espaçamentos dendríticos. Dessa forma, o controle de parâmetros como velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL), taxa de gradiente térmico (GL) e taxa de resfriamento (TR) permite prever uma gama de microestruturas obtidas na solidificação, que influenciam na dureza a na resistência à corrosão, já que o processo de corrosão está relacionado com o tipo de microestrutura e a composição química do material. Este estudo visa correlacionar parâmetros térmicos na solidificação direcional da liga Al-10%Si-5%Cu com a microestrutura resultante e, além disso, com dureza e resistência à corrosão. Os resultados incluem espaçamentos dendríticos primários (EDP), velocidade de deslocamento da isoterma liquidus, taxa de resfriamento, micrografias obtidas em microscopia eletrônica de varredura (MEV), valores de dureza e parâmetros de resistência à corrosão, obtidos pela técnica de espectroscopia por impedância eletroquímica (EIE) e pelo método de extrapolação de Tafel, conduzidos em solução 3%(m/v) NaCl em temperatura ambiente. Os resultados obtidos demonstram que espaçamentos dendríticos primários mais grosseiros apresentam menores valores de dureza e uma tendência de aumento na resistência à corrosão, exceto nas posições com maiores concentrações do composto intermetálico Al2Cu, que envolvido por uma fase rica em alumínio tende a ter uma maior resistência à corrosão.

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  • IPEN-DOC 25377

    ALENCAR, M.A. ; ROSSI, J.L. ; MUCSI, C.S. . Efeito do estiramento em rodas de aço avaliado por propriedades mecânicas e por tensões residuais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6578-6578.

    Abstract: A indústria automobilística, procurando a diminuição de custos e aumento de desempenho de seus produtos, sempre está interessada na redução de peso nos automóveis. Para isto, um item que pode contribuir de maneira bem eficiente é a roda. Uma alternativa é a redução de espessuras quando a matéria prima é o aço. Na fabricação de rodas de aço, tem-se desenvolvido processos, com o objetivo de se reduzir seu peso. Uma opção é a redução das espessuras dos componentes, com a utilização do processo de estiramento. Este processo proporciona melhorias de desempenho do produto com redução estratégica de espessura. Essa redução por estiramento proporciona a roda uma geometria de melhor desempenho nos testes de resistência, e causa um efeito benéfico na curva tensão deformação do aço empregado, ou seja, mesmo com um aço de baixo carbono, consegue-se aprovar rodas em testes bem rígidos de resistência à fadiga por alta ciclagem. No entanto os efeitos do processo de estiramento, quanto as propriedades mecânicas e tensões residuais no material que passa pelo processo de estiramento não são bem conhecidas, principalmente os efeitos numa região soldada. Portanto este trabalho tem como objetivo a investigação e análise destas propriedades antes e depois dos processos de soldagem e estiramento, para enriquecer o conhecimento destes efeitos neste processo particular. O estiramento na fabricação de rodas é utilizado para aumentar a largura do aro, e na conformação do disco, que deve atender o perfil determinado em projeto, de modo a resistir os testes de fadiga por rolagem e de momentos de flexão e torsor alternados. A presente proposta de estudo é analisar os efeitos do processo de estiramento, no material empregado na fabricação das rodas, pois com o melhor entendimento destes fenômenos, e da identificação dos parâmetros do processo que são benéficos, poder-se-á maximizar a otimização da massa da roda, um grande objetivo para o setor rodas de aço. Os métodos propostos para a identificação dos efeitos do estiramento no aço empregado para a fabricação de rodas serão ensaios de tração e as medidas de tensões residuais por difração de RX (SAE HS 784, 2003), somados a mapas de dureza, executados no material antes e depois do processo de estiramento.

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  • IPEN-DOC 25376

    TOGNI, E.; MARTINS, A.M.T.; LIMA, N.B. ; COUTO, A.A. . Análise de mesotextura pelas técnicas de difração de raios-x e difração de elétrons retroespalhados em laminados da liga de alumínio AA3104 H19 utilizados para a fabricação de latas de bebidas / Macrotexture analysis by the techniques of x-ray diffraction and– electron backscatter diffraction in aluminum alloys AA3104 H19 used for the manufacture of beverage cans. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 6549-6560.

    Abstract: A indústria de embalagens para bebidas se destaca como uma das mais importantes no consumo mundial de alumínio. O conhecimento da matéria prima utilizada para a produção de latas é essencial para manter os níveis de produtividade impostos pelo mercado. O foco deste trabalho é a avaliação da textura de uma liga de alumínio 3104-H19 laminada nas várias etapas do processo de estampagem de latas para bebidas através da análise dos resultados obtidos na mesotextura, da compreensão dos mecanismos da formação da textura e sua influência na conformação das latas de alumínio. Uma análise da textura cristalográfica do laminado foi realizada por Figuras de Polo e mapas de textura. Na textura cristalográfica do laminado notou-se que a textura típica de deformação para ligas de alumínio, latão {110}<112> e cobre {112}<111>, junto a textura Goss {110}<001>, estavam balanceadas pela textura cubo {001}<100>, típica de recristalização.

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  • IPEN-DOC 25375

    SANTOS, G.A.; CRUZ, R.A.; FRAJUCA, C.; NAKAMOTO, F.Y.; SILVA, M.R.; SANTOS, V.T.; BATALHA, G.F.; COUTO, A.A. ; NASCIMENTO, M.S.. Caracterização microestrutural e modelagem matemática para determinação de fração volumétrica de mistura eutetoide da liga Cu-8,5%Sn obtida por solidificação unidirecional ascendente. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6383-6383.

    Abstract: A liga Cu-8,5%Sn (%p) apresenta uma extensa microssegregação durante sua solidificação, a qual se traduz na formação de uma mistura eutetoide de alta dureza e grande fragilidade. Um estudo sobre a influência das variáveis térmicas de solidificação na microestrutura dessa liga é apresentado neste trabalho. Utilizou-se a técnica de solidificação unidirecional ascendente para a coleta de dados térmicos e a de análise metalográfica com uso de microscopia óptica para a caracterização microestrutural do material e medição de espaçamentos dendríticos primários e secundários. A fração volumétrica de mistura eutetoide foi medida por meio do método Manual Point Count. Um modelo matemático semi-analítico foi proposto para poder estimar a fração volumétrica de mistura eutetoide em função do número de Fourier. Os resultados mostraram que a microestrutura é do tipo dendrítica e que seus espaçamentos característicos são maiores para distâncias maiores entre a seção de onde a amostra foi retirada e a base de resfriamento do lingote. Constatou-se também que para maiores taxas de resfriamento os espaçamentos dendríticos são menores. Observou-se uma tendência de a fração volumétrica de mistura eutetoide na região colunar aumentar com o incremento do número de Fourier e de diminuir com o aumento da taxa de resfriamento. O modelo proposto permitiu obter valores de fração volumétrica com mesma ordem de grandeza dos dados experimentais, mas com tendência de comportamento oposta ao observado.

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  • IPEN-DOC 25374

    ALENCAR, M.C. ; CIONE, F.C. ; REIS, L.A.M. ; MUCSI, C.S. ; SOUZA, M.M.; ROSSI, J.L. ; ARANHA, L.C. . Comparative study on extensômetria and finite element simulation for deformation for torsion. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 6380-6380.

    Abstract: The use of finite element simulation has been widely employed by industry and academia, for design and development of mechanical systems; and with that there's a considerable savings in time, financial and manpower. In this project we will be evaluating and comparing the results of the behavior of a piece by computer simulation by finite elements, using the software Ansys ® Academic, for a bar with strain concentration profile, where this will be applied to twist. With the results of the simulations, compared with the results of the same piece materialized and with installation of strain gages to measure the deformation exerted on the. These sensors convert the mechanical deformation in electrical signal by formation of a Wheatstone bridge. In this way, with the results of the two reviews, simulation and measurement, we note that there is similarity between the results, Since we work within the component's elastic deformation curve.

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  • IPEN-DOC 25373

    SIROLLI, A.E.F.; GEDANKEN, L.L.; GUERRA, R.; AZEVEDO, F.E.P. de; CAMARGO, J.E.F. de; COUTO, A.A. . Análise mecânica estrutural e viabilidade econômica na substituição de aços ARBL pela liga de alumínio 6082 em quadro de chassi de caminhão / Structural mechanical analysis and economic feasibility in the replacement of HSLA steels by the 6082 aluminum alloy in frame of truck chassis. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 6368-6379.

    Abstract: O objetivo do estudo é avaliar uma alternativa técnica e econômica ao se modificar o quadro do chassi, que é feito em aço ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) por processo de estampagem, pela liga de alumínio 6082, obtida pelo processo de extrusão, com consequente redução da massa do quadro. Os resultados da análise estrutural indicam regiões com níveis de tensões elevadas no quadro da liga de alumínio 6082, necessitando de reforço. As avaliações econômicas acenam em favor da liga de alumínio, principalmente em soluções de baixo volume de produção, quando o investimento requerido para o ferramental de extrusão é sensivelmente menor do que o requerido para se fabricar o chassi em aço. Quanto ao custo operacional, a vantagem é ainda mais expressiva pela carga adicional transportada, que foi projetada e valorizada para uma vida útil do produto de 60 meses.

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Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.