Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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Acesso aberto (Open Access)
Caracterização e resistência à corrosão da liga inoxidável Fe-Mn-Si-Cr-Ni com efeito memória de forma
(Universidade Federal de Alfenas, 2015-07-09) Dias, David Márcio Macedo; Mariano, Neide Aparecida; Ramos, Erika Coaglia; Melo, Mirian De Lourdes Noronha Motta
Ligas com o efeito de memória de forma (EMF) podem recuperar seu formato original após serem deformadas plasticamente, mediante um tratamento térmico específico. Essas característica e propriedades são muito interessantes de serem exploradas, pois possibilita a fabricação de junções e sistemas de acoplamento de tubulações sem solda. As ligas inoxidáveis Fe-Mn-Si-Cr-Ni que apresentam essa propriedade são candidatas em potencial para essa aplicação e tem atraído a atenção de pesquisadores por ser uma alternativa econômica e de fácil produção quando comparadas às ligas com memória de forma à base de cobre ou níquel-titânio. No presente trabalho, foi caracterizada a microestrutura, comportamento de transformações ocorridas em função da temperatura e microdureza de um aço inoxidável do sistema Fe-Mn-Si-Cr-Ni com efeito memória em duas condições diferentes de processo termomecânicos. A liga foi fundida, usando a rota de sucateamento para diminuir o valor do produto final e viabilizar a produção. A fusão gerou um lingote com alto nível de inclusões, porosidade e fases secundárias precipitadas. A liga foi estudada nas condições homogeneizada e laminada a quente. O tratamento térmico de homogeneização eliminou algumas fases secundárias e também aumentou o grão austenítico. As temperaturas das transformações de fases não tiveram variação significativa para as diferentes condições, mostrando que o mesmo é fortemente influenciado pela composição química. A liga estudada não apresentou boa resistência à corrosão por pite em meios contendo cloretos.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito da adição do estrôncio no tratamento térmico da liga de alumínio 6063
(Universidade Federal de Alfenas, 2021-06-30) Almeida, Fernanda Leite; Mariano, Neide Aparecida; Brito, Crystopher Cardoso De; Ramos, Erika Coaglia Trindade
A demanda de alumínio vem se tonando crescente nas últimas décadas devido sua ampla aplicabilidade em diversos setores industriais, principalmente pelo fato do alumínio e suas ligas apresentarem uma densidade relativamente baixa comparado com outras ligas metálicas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a influência do estrôncio no tratamento térmico de homogeneização de tarugos de alumínio nas ligas Al-Si-Mg. O tratamento térmico de homogeneização garante a redução de microssegregações e a transformação de intermetálicos da liga, melhorando o processo de deformação mecânica e diminuindo a formação defeitos superficiais no perfil extrudado. Neste trabalho foi produzido em escala industrial lotes de tarugos da liga 6063 com e sem estrôncio e submetidos a tratamentos térmicos a 580°C nos tempos de 0 h,1 h, 1,5 h, 2 h e 3 h, e resfriadas com ar forçado. A eficiência do estrôncio foi avaliada, pelos métodos de dissolução em banho estático e através da injeção de vergalhões de liga de estrôncio continuamente no banho. A análise de inclusões foi realizada através da metodologia PoDFA (Porous Disc Filtration Analysis), e os resultados mostraram pouca influência do estrôncio na perda de efetividade do refinador de grãos e consequentemente na geração de inclusões adicionais na liga produzida. Também foi medido a dureza das ligas e observou-se que o estrôncio não influenciou nos valores obtidos. Foram realizadas análises metalográficas, as quais apontaram a não influência do tamanho do tamanho de grãos e segregação inversa em função do tempo do tratamento térmico. Entretanto, a transformação intermetálica é melhorada com o tempo de exposição do metal ao tratamento térmico e com a adição de estrôncio na liga. As análises por calorimetria exploratória diferencial (DSC) mostraram que a adição do estrôncio não influenciou na transformação da estrutura dos precipitados das ligas.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito da solubilização na microestrutura e na resistência à corrosão de um aço inoxidável duplex
(Universidade Federal de Alfenas, 2013-07-26) Cronemberger, Maria Eurenice Rocha; Mariano, Neide Aparecida; Ramos, Alfeu Saraiva; Melo, Mirian De Lourdes Noronha Motta
A corrosão é um dos problemas mais graves enfrentados pela indústria petroquímica, pois o desgaste de máquinas e equipamentos, decorrentes do processo corrosivo, acarreta um grande impacto tanto em termos econômicos, como operacionais e de segurança. A combinação de boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão dos aços inoxidáveis duplex, especialmente em ambientes agressivos, tem sido o principal atrativo para sua crescente utilização na indústria petroquímica. Estes aços possuem estrutura mista de austenita e ferrita cujo arranjo e distribuição influenciam suas propriedades. A formação de fases intermetálicas durante o processo de solidificação e de tratamentos térmicos destes aços é um ponto decisivo no seu desempenho, podendo impedir a obtenção ou provocar a degradação das suas propriedades. O presente trabalho teve como objetivo investigar a evolução microestrutural do aço inoxidável duplex SAF 2205 na condição bruta de solidificação após tratamento térmico de solubilização em diferentes condições. O intuito foi detectar os efeitos produzidos na microestrutura e sua influência tanto na dureza como na resistência à corrosão do aço, com a variação do tempo de solubilização e da forma de resfriamento. A avaliação dos resultados se baseou em análises microestruturais, espectrometria de energia dispersiva, difração de raios X, determinação de dureza e ensaios eletroquímicos. Observou-se que o tratamento de solubilização afeta a homogeneidade da microestrutura do aço, e a forma de resfriamento promove a precipitação de fases intermetálicas. O resfriamento lento, em forno, levou à precipitação das fases intermetálicas, sigma e ’. A solubilização por 240 minutos possibilitou a obtenção de uma razão favorável entre as fases ferrita e austenita, o que beneficiou o processo de passivação do aço. Além disso, os resultados mostraram que para tempos maiores de solubilização combinados com um resfriamento lento, em forno, ocorre um aumento da dureza e reduz significativamente a resistência à corrosão do aço, devido ao aparecimento das fases sigma e ’.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito do envelhecimento artificial na microestrutura e resistência à corrosão das ligas 6351 e 6005A
(Universidade Federal de Alfenas, 2023-08-23) Silva, Josiane Isabel Da; Mariano, Neide Aparecida; Rêgo, Galtiere Corrêa; Regone, Natal Nerimio
Nas últimas décadas, as ligas de alumínio passaram por um processo intenso de inovação e evolução em termos de melhoria das propriedades mecânicas, através da modificação da composição química e tratamentos térmicos. Neste contexto, foram desenvolvidas as ligas 6005A e 6351, pertencentes à série 6XXX, sendo classificadas como ligas de média resistência mecânica, que tem como principal mecanismo de endurecimento o tratamento térmico de envelhecimento artificial. Estas ligas podem ser utilizadas em aplicações estruturais, tais como construção civil, estrutura de navios e automóveis, fuselagem de aviões, ferrovias e peças com geometrias variadas. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi realizar tratamentos térmicos de solubilização nas ligas 6351 e 6005A, a 580°C e 540°C por 1h, respectivamente. E tratamentos térmicos de envelhecimento a 180°C por 1h, 2h, 3h, 4h e 6h. Foi observado que os tratamentos térmicos propostos, não promoveram a dissolução completa das fases intermetálicas β-AlFeSi e α-AlFeMnSi em ambas as ligas, além da fase Q-AlMgSiCu, somente observada na liga 6005A. No entanto, os tratamentos de envelhecimento promoveram a precipitação de partículas refinadas da fase Mg2Si, promovendo o aumento da dureza com o aumento do tempo de envelhecimento. Os maiores valores de dureza foram 92,8HRB para a liga 6351 e 67,3HRB para a liga 6005A, após 6h de envelhecimento. Nos ensaios de polarização potenciodinâmica linear, observou-se que os potenciais mais positivos de corrosão foram -0,66V e -0,95V, para a liga 6351 envelhecida por 1h e para a liga 6005A envelhecida por 6h, respectivamente. A densidade de corrente de passivação não apresentou variação significativa para as ligas nas condições dos tratamentos térmicos, e o valor médio foi em torno de 0,29A/cm², indicando que os tratamentos térmicos não afetaram a capacidade de passivação das ligas.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito do tratamento térmico de envelhecimento na microestrutura e na resistência à corrosão do aço inoxidável duplex
(Universidade Federal de Alfenas, 2020-02-18) Dainezi, Isabela; Mariano, Neide Aparecida; Souza, Renato Chaves; Bagnato, Osmar Roberto
Os aços inoxidáveis duplex são amplamente empregados na indústria química e petroquímica, nas quais há exigências de ótimas propriedades mecânicas, soldabilidade e elevada resistência à corrosão em ambientes altamente agressivos. O objetivo deste trabalho foi analisar o efeito da temperatura e do tempo do tratamento térmico de envelhecimento, na microestrutura do AID SAF 2205, além de verificar a influência da precipitação da fase alfa linha na resistência a corrosão. O AID SAF 2205 foi solubilizado a 1100°C por 30min e resfriado em água. Posteriormente foi realizado o tratamento térmico de envelhecimento nas temperaturas 450, 475, 500, 600, 800 e 850°C, por 1, 3 e 12h, com resfriamento em água. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, difração de raios X, estereologia quantitativa, ferritoscopia, dureza e microdureza das fases. Nos ensaios de análise térmica foram observadas transformações ferromagnética-paramagnética da ferrita em torno de 520°C, além do consumo da ferrita por fases intermetálicas em torno de 860°C. A solubilização promoveu uma microestrutura homogênea, com matriz ferrítica e ilhas alongadas de austenita. Os tratamentos térmicos de envelhecimento, promoveram a dissolução da fase ferrita com o aumento do tempo e da temperatura. Nos tratamentos de envelhecimento a 450 e 500°C por 1h e 600°C por 12h, ocorreu a precipitação da fase alfa linha, pelo mecanismo de nucleação e crescimento, levando a um aumento da microdureza da fase ferrita. No envelhecimento a 475°C por 12h, também ocorreu a formação da fase alfa linha, porém, pelo mecanismo de decomposição espinodal da ferrita. Nos envelhecimentos a 800 e 850°C, durante os tempos de 1, 3 e 12h, ocorreu a precipitação da fase sigma, elevando a dureza do AID SAF 2205. Nos ensaios de corrosão por polarização potenciodinâmica cíclica, observou-se que o envelhecimento realizado a 450°C por 1h apresentou melhor desempenho dentre as condições ensaiadas. Nos ensaios de reativação potenciodinâmica cíclica, observou-se que o AID SAF 2205 nas condições estudadas não apresentaram o fenômeno de sensitização.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito dos tratamentos térmicos de revenimento simples e duplo na microestrutura e resistência à corrosão do aço inoxidável CA6NM
(Universidade Federal de Alfenas, 2023-08-25) Ramos, Leonardo Bruno Honório; Mariano, Neide Aparecida; Ramos, Erika Coaglia Trindade; Souza, Renato Chaves
Os aços inoxidáveis martensíticos contém entre 12-13% de cromo, 2-5% de níquel, 0,5-2,0% de molibdênio e menos que 0,06% de carbono, classificados segundo a ASTM (American Society for Testing and Materials). Os aços inoxidáveis martensíticos CA6NM são aplicados para ampliar as vantagens tecnológicas, associadas aos baixos custos, portanto são amplamente empregados em serviços que requerem boa resistência mecânica associada à resistência à corrosão, principalmente em equipamentos para a extração de petróleo. Os tratamentos térmicos empregados nos aços inoxidáveis CA6NM são essenciais na obtenção das propriedades mecânicas desejadas e o controle dos ciclos dos tratamentos térmicos pode influenciar na microestrutura e resistência a corrosão. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do tratamento térmico de têmpera revenimento. O aço foi temperado por 2 horas à 1000°C e resfriado ao ar, sendo posteriormente revenido a 670°C por 10 horas e resfriado ao ar e, após isso, foi realizado um segundo revenimento à 600°C, por 10 horas, e resfriado ao ar. Foi realizado a caracterização microestrutural, análise térmica, medidas de dureza e microdureza e ensaio de corrosão por polarização, em solução de 3,5% de NaCl. Os tratamentos térmicos de revenido, tanto simples como duplo, promoveram uma microestrutura mais definida e homogênea, além de um aspecto de refino microestrutural. Os valores de dureza após o tratamento de revenimento simples e duplo estiveram dentro da norma ASTM A743 (máx. 30HRC), com valores de 28 e 26 HRC, nas condições de revenimento simples e duplo, respectivamente, indicando que os tratamentos térmicos promoveram um alívio de tensão, reduzindo a dureza do aço, mas sem diferenças significativas entre os tratamentos. Em relação à resistência à corrosão, obteve-se uma melhora nos parâmetros eletroquímicos nas condições revenidas em relação ao aço na condição de bruta fusão, porém não houve variação significativa entre as condições revenidas.
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Ensaio de bioatividade em ligas de titânio e fitas metálicas de Sn-Zn
(Universidade Federal de Alfenas, 2023-02-28) Barboza, Carla Sérgio; Mariano, Neide Aparecida; Freitas, Bruno Xavier De; Giraldi, Tânia Regina
Os biomateriais são materiais naturais ou sintéticos utilizados em contato com sistemas biológicos, com a finalidade de reparar ou substituir tecidos, órgãos ou funções do organismo. Alguns metais são amplamente utilizados em implantes ortopédicos e ortodônticos, devido a boa resistência a carga mecânica, apesar da baixa biocompatibilidade de alguns biomateriais metálicos em meios fisiológicos. E um dos fatores mais importantes na implantação de biomaterial bioativo, é o fato deste desencadear uma série de reações bioquímicas e biofísicas entre o implante e o tecido de contato, associada à formação superficial de uma camada fina com alta concentração de Ca e P, que são as apatitas, que podem auxiliar na integração óssea. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é determinar a bioatividade de fitas do sistema Sn-9Zn e titânio comercialmente puro (Ti c.p), avaliar o crescimento de apatitas na superfície, com e sem o recobrimento de hidroxiapatita. Os ensaios de bioatividade foram realizados em fluido corpóreo, com posterior avaliação por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia do infravermelho com Transformada de Fourier. Constatou-se uma evolução da camada de Hidroxiapatita de modo homogêneo e com característica globular, apreciável para o processo osteo integrativo. Os resultados obtidos nos ensaios de corrosão demonstraram que o Ti c.p com recobrimento de Hidroxiapatita apresentou maior potencial de corrosão quando comparado a fita Sn-9Zn. As amostras (Sn-9Zn e Ti c.p), foram submetidas a ensaios microbiológicos de disco-difusão em ágar para a cepa de Staphylococcus aureus e observou-se um pequeno aumento nos halos de inibição, sendo maior para Ti c.p.
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Estudo da aplicação da ligas Sn-Zn obtidas por melt spinning para engenharia tecidual
(Universidade Federal de Alfenas, 2020-03-04) Magalhães Júnior, Hélio De; Mariano, Neide Aparecida; Ramos, Alfeu Saraiva; Duarte, Roberto Nunes
Utilizados há séculos pelo homem, os biomateriais, geralmente tem a função de reparar, substituir ou auxiliar danos causados em órgãos e tecidos do corpo. A comunidade científica e as empresas da área da saúde estão sempre em busca do estudo e aperfeiçoamento de novos biomateriais, sendo os bioabsorvíveis e biodegradáveis interessantes para aplicações em traumas buco-maxilo-facial. O fato do estanho ser um elemento não tóxico, não alérgico e associado a poucas informações na literatura sobre sua utilização como biomaterial, o presente trabalho teve como objetivo processar e estudar as ligas de Sn-5Zn, Sn-9Zn e Sn-10Zn, obtidas por solidificação rápida via melt spinning. As ligas, na forma de fitas foram estudadas nas condições sem recobrimento, recobrimento de hidroxiapatita (HA) pelo método biomimético e recobrimento com hidroxiapatita e filme polimérico de policaprolactona incorporado com um bactericida a Melaleuca alternifólia (HA+PCL+Mel), para analisar a viabilidade como biomaterial. A microestrutura das fitas foi de grãos refinados e regiões porosas que foram facilitadoras na incorporação de apatitas e na osseointegração. O ensaio de bioatividade mostrou melhor crescimento de camadas de apatitas para as ligas nas Sn-5Zn sem recobrimento, Sn-10Zn recoberta com HA e Sn-10Zn recoberta com HA+PCL+Mel. A liga Sn-5Zn na condição de recobrimento com hidroxiapatita e policaprolactona incorporado com Melaleuca alternifólia (HA+PCL+Mel) apresentou maior resistência à corrosão e velocidade de passivação. A liga Sn-5Zn recoberta com hidroxiapatita pode ser utilizada na liberação de fármacos devido ao efeito de repassivação.
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Estudo da precipitação de fases na resistência à corrosão do aço Inoxidável Duplex UNS S31803 após tratamento térmico de envelhecimento a 400ºC
(Universidade Federal de Alfenas, 2022-07-29) Borges, Spyridion Haritos; Mariano, Neide Aparecida; Ramos, Erika Coaglia Trindade; Souza, Renato Chaves
O aço inoxidável duplex UNS S31803, apresenta uma microestrutura bifásica com frações volumétricas iguais ou semelhantes de ferrita e austenita, na qual a distribuição e o arranjo das fases, confere propriedades mecânicas e de resistência à corrosão superior à de outros aços inoxidáveis. Porém, quando exposto a temperaturas acima de 300ºC, em processos térmicos de fabricação, ou devido à temperatura de trabalho, pode promover a precipitação de fases intermetálicas, que causam a fragilização e a diminuição da resistência à corrosão, vindo a prejudicar a utilização deste aço. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo caracterizar e avaliar, as transformações de fases precipitadas nos tratamentos térmicos de envelhecimento à 400ºC nos tempos de 12, 53, 100, 306, 485 e 902 horas, e avaliar os efeitos na microestrutura, dureza e na resistência à corrosão, de forma a contribuir com o setor de manutenção e instalação de equipamentos para a indústria. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, difração de raios X e estereologia quantitativa. Também foram realizadas medidas de dureza e microdureza, e ensaios de corrosão através das técnicas eletroquímicas de polarização potenciodinâmica cíclica, em solução de 3,5% de NaCl e de reativação eletroquímica potenciodinâmica de ciclo duplo, em solução de 0,5M H2SO4 + 0,01M KSCN. A solubilização promoveu a dissolução parcial de fases secundárias e uma microestrutura homogênea, de matriz ferrítica com ilhas alongadas de austenita. Os tratamentos térmicos de envelhecimento, promoveram transformações de fases, reduzindo a presença fases secundárias como sigma, chi, carbetos e nitretos. Entretanto, devido a exposição do aço à 400ºC, houve a formação da fase alfa linha, proporcionalmente ao tempo de envelhecimento, promovendo um aumento da dureza. Através dos ensaios de polarização potenciodinâmica cíclica, observou-se que não houve variação significativas nos parâmetros eletroquímicos, indicando que os tratamentos térmicos não influenciaram de forma significativa a resistência a corrosão. E os ensaios de reativação potenciodinâmica eletroquímica de ciclo duplo, demonstraram que não ocorreu a sensitização do aço.
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Estudo do comportamento do titânio recoberto com apatita e dopado com nanopartícula de prata e óleo essencial
(Universidade Federal de Alfenas, 2019-08-16) Prado, Deborah Gouvêa; Mariano, Neide Aparecida; Kabayama, Silmara Cristina Baldissera; Ramos, Alfeu Saraiva
O titânio é um exemplo de biomaterial utilizado em implantes ortopédicos e ortodônticos, por apresentar uma boa resistência à corrosão e excelente biocompatibilidade. Assim, estudos procuram obter um recobrimento no titânio visando melhorar a adesão entre o osso e o implante, através da modificação da superfície do metal. O objetivo do trabalho foi estudar a caracterização das superfícies do Ti c.p com o recobrimento, o efeito corrosivo utilizando como meios a saliva sintética e o 1,5 SBF (Simulated Body Fuid), além de estudar o efeito bactericida da camada de apatita junto a nanopartícula de prata e o óleo essencial formados sobre a superfície do titânio. O recobrimento com hidroxiapatita foi realizado pelo método biomimético. Após a imersão, algumas amostras foram submetidas à solução de nanopartícula de prata e outras em óleo essencial de capim limão. Através da microscopia eletrônica de varredura do Ti c.p com adição de nanopartícula de prata, pode-se observar a formação de camadas homogêneas de pequenos glóbulos compactados e com adição de óleo a formação de camadas heterogêneas. Pelo ensaio de corrosão foi possível observar que tanto no meio de 1,5 SBF, quanto no meio de saliva sintética, o recobrimento com hidroxiapatita e com os bactericidas nanopartícula de prata e óleo capim-limão melhoraram as propriedades corrosivas da amostra.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do desempenho de aço carbono utilizado em blindagem balística de carros de combate
(Universidade Federal de Alfenas, 2017-12-14) Souza, Jordan Junqueira; Mariano, Neide Aparecida; Ramos, Erika Coaglia Trindade; Souza, Renato Chaves De
Este trabalho analisou o desempenho balístico de uma blindagem de aço HHA (High Hardness Armour), utilizada em carros de combate, baseando-se em suas características microestruturais, composição química, ensaios de dureza, de microdureza, ensaios de ultrassom e por modelos matemáticos de balística terminal. A análise do desempenho do aço foi realizada em função dos danos gerados pelo impacto de dois projéteis do tipo Armour-Piercing 12,7 mm APM2 em uma chapa de aço, no qual um dos projéteis causou a perfuração parcial e o outro uma perfuração completa. Resultados da caracterização microestrutural e dos ensaios de ultrassom mostraram que ocorreram maiores transformações martensíticas na posição de perfuração parcial, com alternância entre martensitas ripadas e agulhadas. Na posição de perfuração completa houve maior predominância de austenita retida e martensitas ripadas, implicando em uma região com menor resistência ao impacto; essa diferença morfológica foi observada nas análises dos perfis das perfurações das regiões de perfuração parcial e completa. Na região de perfuração parcial ocorreram bandas de cisalhamento adiabático muito intenso. Enquanto no perfil de perfuração completa foi observada uma quantidade menor de bandas de cisalhamento adiabático e de menor intensidade, indicando menor resistência ao cisalhamento, devido à maior quantidade de austenita retida nessa região. Os valores de microdurezas na posição perfuração parcial, para as fases martensita e austenita, foram maiores que nas demais posições. Os cálculos de velocidade balística limite e de energia de perfuração demonstraram que a chapa apresentou desempenho satisfatório segundo as normas militares americanas para chapas de aço de blindagem
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do Mo na microestrutura e na resistência à corrosão em aço inoxidável duplex
(Universidade Federal de Alfenas, 2018-06-28) Rezende, Stephania Capellari De; Mariano, Neide Aparecida; Nakamatsu, Sandra; Ramos, Erika Coaglia Trindade
Devido à grande evolução tecnológica que vem ocorrendo em diversas áreas do conhecimento, cada vez mais exige-se a busca constante por materiais que possuem um conjunto de características que atendam a determinada aplicação, um exemplo é a área petrolífera que necessita de um material que suporte as condições adversas para a exploração de petróleo. Como solução para este seguimento surgiram os aços inoxidáveis duplex, que apresentam uma combinação de boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão, aliando alta resistência e tenacidade junto à corrosão, corrosão sob tensão e soldabilidade. Como forma de melhoramento do produto visando a necessidade para a indústria, este projeto teve como objetivo realizar uma comparação entre o aço inoxidável duplex SAF 2205 com molibdênio (Mo) (aço A) em sua composição e o aço inoxidável duplex SAF 2205 com Mo (aço B). A caracterização microestrutural de ambos os aços revelou uma microestrutura típica de um aço inoxidável duplex, composta pela fase austenita () em formato de ilhas alongadas dispersas na matriz ferrítica (), com a presença de precipitados de fase chi somente no aço A solubilizado por 240 min. A difração de raios X revelou a presença deste pico característico de fase chi no aço A solubilizado por 240 min, além dos picos característicos das fases ferrita e austenita nos aços A e B em todas as condições estudadas. A estereologia quantitativa mostrou que a % de fase ferrita aumentou significativamente com o aumento do tempo de tratamento térmico em ambos os aços. As análises de polarização potenciodinâmica cíclica revelaram que a melhor condição foi a solubilização por 120 min em ambos os aços. O resultado do PREN das fases ferrita e austenita do aço B foi inferior a 30, o que o classificaria como um Lean duplex, no entanto este resultado foi influenciado pela ausência do elemento de liga molibdênio, sendo o mesmo um aço inoxidável duplex.
Acesso aberto (Open Access)
Incorporação de óleo essencial de Melaleuca alternifolia em solução de policaprolactona para recobrimento de titânio comercialmente puro aplicado como biomaterial
(Universidade Federal de Alfenas, 2020-02-19) Ferreira, Carolina Cruz; Mariano, Neide Aparecida; Perna, Rafael Firmani; Marques, Rodrigo Fernando Costa
Os avanços nas áreas da saúde e bioengenharia têm possibilitado o desenvolvimento de dispositivos médicos que permitam a recuperação parcial ou total de órgãos e tecidos danificados em decorrência de acidentes ou doenças degenerativas. As próteses metálicas são as mais utilizadas, sendo o titânio o metal mais aplicado na confecção das mesmas, devido às suas propriedades mecânicas aliadas à excelente biocompatibilidade. Visando potencializar o dispositivo a ser implantado, a aplicação de biomateriais poliméricos e cerâmicos está sendo estudada. O uso da policaprolactona tem demonstrado características promissoras, por sua biodegradabilidade. Em substitutos ortopédicos, a adição de hidroxiapatita tem favorecido a osteointegração. No entanto, complicações ligadas a processos infecciosos são recorrentes aos procedimentos cirúrgicos. Como estratégia para minimizar as contaminações bacterianas pós cirúrgicas, o presente projeto propôs a incorporação de óleo essencial de Melaleuca alternifolia como bactericida natural, em recobrimento de policaprolactona e de hidroxiapatita em substrato de titânio (grau 4). As amostras foram caracterizadas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia por Energia Dispersiva, Difração de Raios X e Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, demonstrando que o recobrimento foi realizado por toda a superfície do material e que a incorporação do óleo essencial não alterou a morfologia do filme polimérico. Visando avaliar o desempenho biológico e a evolução do crescimento da camada apatítica superficial, as amostras foram submetidas a ensaio de bioatividade em fluido corpóreo simulado durante quatro semanas. Constatou-se ainda, uma evolução da camada de hidroxiapatita de modo homogêneo e com característica globular, apreciável para o processo osteointegrativo. As curvas obtidas no ensaio de corrosão demonstraram que o recobrimento combinando hidroxiapatita, policaprolactona e o óleo essencial foi mais resistente ao processo corrosivo, por apresentar maior potencial de corrosão. Para avaliar a atividade antimicrobiana do óleo essencial, as amostras foram submetidas a ensaios microbiológicos de disco-difusão em ágar para as cepas de Staphylococcus aureus e Escherichia coli. Os halos de inibição formados foram de pequena dimensão, sendo as culturas de Escherichia coli mais sensíveis ao óleo essencial. Portanto, conclui-se que os sistemas propostos apresentam características desejáveis para aplicação em implantes médicos, sugerindo que os mesmos são favoráveis ao processo osteointegrativo.
Acesso aberto (Open Access)
Ligas do sistema Sn-Zn obtidas por solidificação rápida
(Universidade Federal de Alfenas, 2018-02-22) Russi, Luis Gustavo Cordiolli; Mariano, Neide Aparecida; Sousa, Lucíola Lucena De; Faria, Amanda Natalina De
O crescente aumento no número de implantes e intervenções médicas que fazem uso de biomateriais vem crescendo paralelamente ao aumento da expectativa de vida da população. Deste modo, as pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de biomateriais e suas aplicações vêm ganhando grandes proporções. O uso de ligas que apresentam propriedades mecânicas, como módulo de elasticidade e resistência mecânica, semelhantes aos ossos humanos vem se tornando cada vez mais recorrente. Neste trabalho, empregou-se ligas de estanho, do sistema Sn-Zn e a técnica de resfriamento rápido melt spinning para conformação de fitas para analisar seu comportamento perante condições simuladas ao ambiente corpóreo, através de solução corpórea simulada (SBF), em temperatura e pH semelhantes ao plasma sanguíneo. A caracterização microestrutural revelou que houve um refinamento na microestrutura das fitas comparadas ao método de resfriamento convencional. A análise por calorimetria exploratória diferencial revelou que houve diminuição nas temperaturas de líquido para as fitas, demostrando a influência do resfriamento rápido sobre as fitas. O aumento na concentração de zinco aumenta a microdureza das fitas. O recobrimento com policaprolactona (PCL) foi realizado para verificar a adesão deste sobre o substrato metálico, auxiliando nas propriedades de biocompatibilidade, ou mesmo liberação controlada de fármacos. Também foi incorporado nanopartículas de prata (NPAg) no recobrimento com PCL, para agir como agente antimicrobiológico. Através dos ensaios de corrosão observou-se que o aumento da concentração de zinco, diminui a resistência à corrosão no meio com concentração 1,5 SBF. O recobrimento PCL 1% não interfere nos parâmetros eletroquímicos e a presença de NPAg no recobrimento promove maior atividade corrosiva no material. Os ensaios de bioatividade demonstraram a formação de apatitas sobre a superfície de todas as condições das fitas estudadas (Sn, Sn1Zn, Sn3Zn, sem recobrimento, com recobrimento PCL 1% e com recobrimento PCL 1% e incorporação de NPAg). Os ensaios microbiológicos não apresentaram formação de halos inibitórios.
Acesso aberto (Open Access)
Obtenção e caracterização do recobrimento biomimético do titânio com hidroxiapatita dopada com nitrato de prata e recoberta com filme de quitosana
(Universidade Federal de Alfenas, 2017-07-31) Ricci, Virgilio Pereira; Mariano, Neide Aparecida; Vercik, Luci Cristina De Oliveira; Campos, Maria Gabriela Nogueira
O titânio por possuir excelentes propriedades mecânicas, resistência à corrosão e também possui interação com o osso, entretanto é necessário um recobrimento com um material que desempenhe melhor essa função, como alternativa foi utilizado a hidroxiapatita, principal constituinte dos ossos promovendo a regeneração óssea local. Nos primeiros dias pós-implante o risco de infecções é muito elevado, e o uso de medicamentos se faz necessário, desta maneira, o uso de nitrato de prata atuando como bactericida, pode diminuir a indicação medicamentosa para este fim uma forma controlada de liberação deste bactericida é adequada, dessa forma o uso e o estudo de filmes poliméricos para essa finalidade têm sido cada vez mais estudados. Sendo assim, neste trabalho foi realizado o recobrimento do titânio com a hidroxiapatita, dopada com nitrato de prata e recobrimento com filme quitosana. Neste trabalho foi estudado o titânio comercialmente puro, grau 4, sem recobrimento (Ti c.p), o titânio c.p com recobrimento biomimetico de hidroxiapatita (C0), o titânio c.p com recobrimento biomimetico de hidroxiapatita dopagem de nitrato de prata (C1) e o titânio c.p com recobrimento biomimetico de hidroxiapatita dopagem de nitrato de prata e recobrimento com filme de quitosana (C2). O recobrimento com hidroxiapatita, a dopagem com nitrato de prata e o recobrimento com filme de quitosana foram caracterizados através das técnicas de MEV/EDS onde os recobrimentos apresentaram a morfologia característica, no DRX os picos característicos da fase , da hidroxiapatita e da quitosana e com o FTIR os picos referentes aos compostos presentes na hidroxiapatita e na quitosana. O ensaio de bioatividade apresentou a formação e aumento da camada de hidroxiapatita em todas as condições estudadas. Nos ensaios de corrosão, as amostras recobertas com filme de quitosana apresentou melhor resistência à corrosão. Nos ensaios microbiológicos o nitrato de prata se mostrou eficiente e o filme de quitosana foi eficiente na liberação lenta da prata.
Acesso aberto (Open Access)
Processamento e caracterização dos aços inoxidáveis austenítico AISI 316L e duplex SAF 2205 obtidos por solidificação rápida
(Universidade Federal de Alfenas, 2019-07-17) Apolinario, Raira Chefer; Mariano, Neide Aparecida; Ramos, Erika Coaglia Trindade; Regone, Natal Nerímio
Os aços inoxidáveis austeníticos e aços inoxidáveis duplex possuem boas características tanto mecânica quanto de resistência à corrosão, que os tornam aplicáveis em diversos ramos da indústria. O objetivo deste trabalho foi processar os aços por solidificação rápida, com posterior tratamento térmico. Foram realizadas caracterizações microestruturais nas condições como recebido, por solidificação rápida e nos tratamentos térmicos. A caracterização microestrutural foi realizada através de técnicas como: microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura com análise por dispersão de energia e difração de raios X. Realizou-se medidas de microdureza, análise térmica por calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria e ensaios de corrosão por polarização potenciodinâmica cíclica. Os aços AISI 316L na condição como recebido e após os tratamentos térmicos as microestruturas obtidas foram similares, variando o tamanho de grão com o aumento da temperatura. O aço AISI 316L na condição por solidificação rápida apresentou uma microestrutura com dendrita colunar, dendrita acircular e dendrita equiaxial. E após os tratamentos térmicos do aço na condição por solidificação rápida observou-se a formação de grãos equiaxiais, aumento do tamanho do grão e a formação de fases como a sigma e chi que são indesejáveis pelo fato de promoverem a fragilização e a corrosão, do aço. A condição por solidificação rápida do aço AISI 316L apresentou melhor resistência à corrosão por pite. O aço inoxidável duplex SAF2205 na condição como recebido e após os tratamentos de solubilização apresentaram uma matriz ferrítica com lamelas dispersas de austenita e observou-se o aumento do tamanho de grão com o aumento da temperatura da solubilização. A microestrutura na condição por solidificação rápida foi de grãos de ferrita equiaxial e austenita nos contornos dos grãos da ferrita. Após o tratamento de solubilização na condição por solidificação rápida, obteve-se uma matriz ferrítica com grãos equixiais, austenita no contorno de grão, austenita widmänstten e austenita intragranular. Para o aço inoxidável duplex SAF2205 não ocorreu variação significativa do potencial de pite entre as rotas de processamento e a passivação iniciou mais rapidamente, na condição como recebido.
Acesso aberto (Open Access)
Recobrimento biomimético em superfícies de titânio e aço inoxidável austenítico
(Universidade Federal de Alfenas, 2013-07-29) Coelho, Mariny Fabiéle Cabral; Mariano, Neide Aparecida; Caraballo, Mirta Mir; Rigo, Eliana Cristina Da Silva
O titânio e o aço inoxidável são exemplos de biomateriais muito utilizados em implantes dentários e ortopédicos, por apresentarem características para essa aplicação, como resistência à corrosão e excelente biocompatibilidade. Pesquisas vêm sendo realizadas para a obtenção de um recobrimento, visando melhorar a adesão entre o osso e o implante, através da modificação da superfície do metal, permitindo uma eficaz regeneração do tecido ósseo, osseointegração e aceleração do seu crescimento. Neste trabalho, estudou-se o efeito do recobrimento do método biomimético sobre o titânio (Ti c.p.) e o aço inoxidável AISI 316L, que consiste na imersão do substrato, em uma solução sintética de SBF (Simulated Body Fluid), de composição, pH e temperatura semelhantes ao plasma sanguíneo. O recobrimento sobre ambos os metais, mostraram-se eficiente para obtenção de hidroxiapatita, sendo confirmada através das técnicas de MEV, DRX e infravermelho. O ensaio de bioatividade revelou ótimas características bioativas através da formação e desenvolvimento da hidroxiapatita sobre os substratos que receberam o recobrimento com 1,5 SBF. Para os substratos de Ti c.p. e aço inoxidável austenítico 316L que não receberam tratamento prévio ou recobrimento, o ensaio de bioatividade revelou a bioatividade somente do Ti c.p.. As curvas de polarização revelaram que o Ti c.p. sem recobrimento e o aço inoxidável austenítico 316L com recobrimento apresentaram melhores resistência à corrosão para as temperaturas de 25 e 36,5ºC. O titânio sem recobrimento apresentou-se como o biomaterial mais indicado para implantes, já que apresentou melhores características bioativas e resistência à corrosão.
Titanium and stainless steel are examples of biomaterials widely used in dental and orthopedic implants, due to their characteristics for this application, such as corrosion resistance and excellent biocompatibility. Researches have been performed to obtain a coating in order to improve the adhesion between the bone and implant by modifying the metal surface, allowing for effective regeneration of bone tissue, osseointegration, and accelerating its growth. In this work, studied the effect of coating of biomimetic method on titanium (cp-Ti) and AISI 316L stainless steel, which consists in immersing the substrate in a solution of synthetic SBF (Simulated Body Fluid), composition, pH and temperature similar to blood plasma. The coating on both metals, was effective for obtaining hydroxyapatite, which was confirmed through the techniques of SEM, XRD and infrared. The bioactivity test showed excellent bioactive characteristics through of formation and development of hydroxyapatite on the receiving coating substrates with 1.5 SBF. For the substrates, cp-Ti and 316L austenitic stainless steel that have not received prior treatment or coating, the bioactivity test revealed only the bioactivity of cp-Ti. The polarization curves showed that the uncoated cp-Ti and 316L austenitic stainless steel with coating had better corrosion resistance at temperatures of 25ºC and 36.5°C. The uncoated cp-Ti showed as the most indicated biomaterial for implants, since it showed better bioactive characteristics and corrosion resistance.
Acesso aberto (Open Access)
Recuperação de urânio e de terras raras do resíduo gerado no tratamento de águas ácidas
(Universidade Federal de Alfenas, 2014-02-14) Lima, Paulo; Mariano, Neide Aparecida; Ishikawa, Tomaz Toshimi; Campos, Maria Gabriela Nogueira
Em algumas minerações onde ocorre a presença de minerais sulfetados, na forma de pirita, pode ocorrer drenagem ácida de mina (DAM), constituindo um dos principais problemas de impacto ambiental. Para evitar que a DAM comprometa os compartimentos aquíferos e atinja as imediações às minerações, realiza-se um tratamento que consiste na sua neutralização com uma suspensão de cal hidratada. Os contaminantes que se encontravam solúveis na DAM são precipitados permanecendo na fase sólida. O trabalho ora apresentado visa à recuperação de urânio e de terras raras presentes em um destes precipitados que é constituído de diuranato de cálcio (DUCA), em referência ao composto de urânio presente e hidróxidos metálicos em uma matriz de sulfato de cálcio. Este material apresenta teor de aproximadamente 0,25% de octóxido de triurânio (U3O8) e 2,5% de óxidos de terras raras (TR2O3). A recuperação de urânio e de terras raras contidos no precipitado foi realizada através de um processo hidrometalúrgico, envolvendo etapas de lixiviação sulfúrica, extração por solvente e precipitação. Da massa de DUCA estocada na cava da mina é prevista uma recuperação de aproximadamente 12 toneladas/ano de U3O8, na forma de concentrado, diuranato de amônio (NH4U2O7), e 120 toneladas/ano de TR2O3 na forma de concentrado de hidróxido de terras raras (TR(OH)3). Resultados de ensaios de lixiviação com ácido sulfúrico apresentaram solubilização de 96% para urânio e 90% para terras raras. Na extração de urânio da lixívia obtida usou-se Alamina 336® e para as terras raras a Alamina Primene JMT®, para a re-extração de urânio e de terras raras usou-se soluções de cloreto de sódio e solução do ácido clorídrico, respectivamente. Obteve-se um rendimento de 99,7% e de 99,9%, nas etapas de extração e de re-extração de urânio da lixívia respectivamente. O rendimento de precipitação de urânio foi de 99,9%. Na extração de terras raras conseguiu-se rendimento de 99,9% para o Ce, 99,7% para o La e 92,0% para o Nd. Os precipitados de urânio e de terras raras obtidos apresentaram respectivamente purezas de 85,7% de U3O8 e 57,75 % de TR. O trabalho dará suporte para as decisões das Indústrias Nucleares Brasileiras (INB) na atividade de remediação ambiental da cava da mina.

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Navegando Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais por Orientador(a) "Mariano, Neide Aparecida"