Determinação das características estruturais e mecânicas da liga de alta entropia Hf-Nb-Ta-Zr

In this article, the structural and mechanical behavior of the high entropy equiatomic alloy Hf-Nb-Ta-Zr was studied by using molecular dynamics simulations. The simulations were carried out in the free code LAMMPS in a system composed of 154,000 atoms interacting under the Embedded Atom Method (EAM) potential. The study was mainly focused on the body-centered cubic structure (BCC). This structure shows the highest structural stability or the lowest potential energy at 0 K. The alloy was subjected to nanoindentation tests under a spherical virtual indenter with a diameter of 40 Å. All the indentation tests were carried out at a temperature of 10 K to eliminate the thermal contributions of atoms in three crystallographic planes (001), (011), and (111) to identify anisotropic effects. The structural evolution of the alloy was analyzed by using the partial radial distribution function (PRDF), total radial distribution function (TRDF), and X-ray diffraction. The loading-unloading curves showed that the nanoindentation on the surface corresponding to the (011) plane requires the largest indentation force, of about 142 nN, while the (111) plane leads to the most significant elastic deformation before the plastic deformation onset. Neste artigo, os comportamentos estrutural e mecânico da liga equiatômica de alta entropia Hf-Nb-Ta-Zr foram estudados mediante simulações computacionais de dinâmica molecular. As simulações foram realizadas no código livre LAMMPS, em um sistema composto de 154.000 átomos que interagiram sob o potencial Embedded Atom Method (EAM). O estudo focou na estrutura cúbica de corpo centrado (CCC). Esta estrutura apresenta a maior estabilidade estrutural ou a menor energia potencial a 0 K. A liga foi submetida a ensaios de nanoindentação utilizando um penetrador virtual esférico de diâmetro de 40 Å. Ensaiou-se à temperatura de 10 K para eliminar as contribuições térmicas dos átomos, em três planos cristalográficos (001), (011) e (111), e identificar efeitos de anisotropia. A evolução estrutural da liga foi analisada mediante as funções de distribuição radial parcial (PRDF), funções de distribuição radial total (TRDF) e também por difração de raios-X. As curvas de carregamento-descarregamento mostraram que a nanoindentação na superfície correspondente ao plano (011) requer a maior força de indentação, de cerca de 142 nN, enquanto que o plano (111) conduz à maior deformação elástica antes do início da deformação plástica

Microleakage in indirect onlay restorations cemented with three different types of adhesives: an in vitro study

To evaluate the in vitro degree of marginal microleakage in indirect Class II onlay restorations cemented with dual self-adhesive, universal adhesive and dual adhesive.In the present in vitro experimental study, a total of 54 human premolar teeth were prepared and divided into three equal groups (n = 18) for placement of onlay-type restorations cemented with A: Allcem™ dual-cure adhesive cement), B: RelyX™U200 dual-cure self-adhesive cement and C: RelyX™ Ultimate universal adhesive cement. All restorations were subjected to 10,000 thermocycles between 5°C and 55°C and immersed in a 1M silver nitrate solution for 6 hours. The crowns were then sectioned mesiodistally and observed under a stereo microscope to determine the degree of marginal microleakage in the cervical area.The onlay restorations cemented with RelyX Ultimate did not present microleakage in the majority of cases (77.8%). Restorations cemented with RelyX U200 showed predominantly microleakage up to the pulp floor in 83.3% of the total, being this significantly higher microleakage than in restorations cemented with RelyX Ultimate and Allcem Dual (p<0.001 and p<0.001 respectively). There was no significant difference in microleakage between the last two mentioned cements (p=0.255) Allcem dual adhesive cement and RelyX Ultimate universal adhesive showed significantly less microleakage than RelyX U200 dual-curing self-adhesive cement at the cervical level, with predominantly no microleakage and microleakage down to the enamel, respectively. The use of RelyX Ultimate cement in indirect restorations is recommended as it showed better marginal adaptation

Medida da solubilização de cloreto de magnésio em solução aquosa por condutividade do eletrólito

In this work, the solubilization and diffusion of magnesium chloride in aqueous media was studied. For this end, electrical conductivity tests with different probe and MgCl2 tablet positions. Regardless of the probe and tablet geometric configurations, all tests followed the same methodology: an MgCl2 tablet, previously pressed, was placed in a container in a given location with deionized water, and the electrolyte conductivity was measured versus time. The tests were performed without stirring, i.e., under static conditions to avoid interference from other phenomena, such as convection. However, even without stirring, the convection occurred due to gas liberation from formed tablet porous or by liberation of particles due to the gravity.Neste trabalho estudou-se a solubilização e difusão do cloreto de magnésio em água. Para isso, foram realizados ensaios de condutividade elétrica com diferentes posicionamentos do sensor e da pastilha de MgCl2. Independente da configuração geométrica da pastilha e dos sensores, todos os ensaios seguiram a mesma metodologia: uma pastilha, previamente prensada, de MgCl2 foi posicionada em uma determinada localização do recipiente contendo água deionizada e, a partir daí, mediu-se a condutividade do eletrólito ao longo do tempo. Para minimizar a interferência de outros fenômenos, como a convecção, os ensaios foram realizados de forma estática. Entretanto, observou-se que, mesmo sem agitação do recipiente, a convecção ainda ocorreu na maioria dos ensaios devido à liberação de gases aprisionados nos poros da pastilha prensada ou por desprendimento de partículas devido à gravidade

Efeito da Taxa de Resfriamento na Liga Ni80Cu20 via Dinâmica Molecular

A simulação em Dinâmica Molecular (MD) é uma poderosa ferramenta para estudo de ligas amorfasnanométricas. Neste artigo, a MD foi empregada para o estudo da liga Ni80Cu20. As simulações foramrealizadas com o código livre LAMMPS, em um sistema contendo 2.000 átomos com interação atômica dadapelo potencial de Finnis-Sinclair (EAM-FS). O aquecimento foi realizado à taxa de 2 K/ps, entretanto, noresfriamento foram utilizadas as taxas de 40, 10, 4, 3, 2 e 1 K/ps, com a finalidade de se observar a evoluçãoestrutural da liga. Taxas superiores a 3 K/ps conduzem à formação de estrutura amorfa. Por outro lado, taxasinferiores a esta permitem ao sistema formar uma estrutura cristalina Cúbica de Face Centrada (CFC). Aestrutura da liga foi analisada empregando-se Funções de Distribuição Radial (RDF), os poliedros deVoronoi, e Common Neighbor Analysis (CNA). Além disto, foram realizados estudos de tratamento térmico,na liga amorfa obtida à taxa de resfriamento de 40 K/os, em modo isotérmico com a finalidade de observar acristalização da liga amorfa. A curva tensão vs deformação indica que a presença de 20 % de nanocristaiseleva a resistência mecânica sem afetar o módulo elástico. Com esta fração, que se forma por efeito dotratamento térmico, o limite de resistência é aumentado em mais de 30 %.Palavras-chave: Ligas amorfas, Cristalização, Análise de Voronoi, Comportamento mecânico

New Zr-based glass-forming alloys containing Gd and Sm

The effect of minor additions of Gd and Sm on the glass-forming ability (GFA) of Cu-Zr-Al alloys is investigated here. The rationale for these additions is the fact that the atomic size distribution can increase GFA by changing the topology of the alloy as a function of cluster stability, which is tied to the electronegativity and ionic and covalent nature of alloys. Ingots with nominal compositions of Cu40Zr49Al10.5Gd0.5, Cu40Zr49Al10.5Sm0.5 and Cu39Zr50Al9Gd2 were prepared by arc-melting and rapidly quenched ribbons were produced by the melt-spinning technique. Bulk samples with a thickness of up to 10 mm were also produced by casting, using a wedge-shaped copper mold. The samples were characterized by differential scanning calorimetry, X-ray diffractometry and scanning electron microscopy. The three compositions showed a fully amorphous structure in the ribbons and a predominantly homogeneous amorphous structure with a thickness of up to 10 mm, although some gadolinium oxide crystals as well as samarium compounds were found to be scattered in the amorphous matrix in 5-mm-thick samples. The amorphous phases in the alloys showed high thermal stability with a supercooled liquid region (&#916;Tx) of about 70 K

Influência do Raio de Curvatura e Tensões Residuais em Hastes de Implantes Pediculares na Coluna Vertebral

Pedicle rods are used in spinal implants in order to stabilize and correct deformities. In several clinical applications, pedicle rods are molded (cold forming) at the time of surgery, in order, for example, to provide sagittal alignment to the patient. However, the normative test related to these implants (ASTM F1717-04) evaluates the straight configuration (without conformation). The present work seeks to verify the influence of such bending on the rods’ stress state, affecting the implant lifespan. In this work, two effects are evaluated: the influence of the new geometries (by varying radii of curvature) and the influence of residual stresses resulted from bending. The influence of geometry was investigated using finite element modeling using ANSYS Mechanical APDL software. The influence of residual stresses was estimated based on a simplified model proposed by the balance of moments for a circular cross-section. It was found that both effects are significant. For the geometric effects, the rod closest to the point of force application resulted on a lower tractive tension in the posterior part of the implant, while for residual stresses, the effect was the opposite. Greater bending increased in tensile stresses. The present work results point out that it would bebeneficial to use precast pedicle rods in such a way that the manufacturing processes would minimize their residual stresses.Hastes pediculares são utilizadas em implantes na coluna vertebral com o objetivo de estabilizar e corrigir deformidades. Em diversas aplicações clínicas, as hastes são dobradas (conformação a frio) no momento da cirurgia, a fim de, por exemplo, fornecer ao paciente um bom alinhamento sagital. Entretanto, o teste normativo que avalia estes implantes (ASTM F1717-04) o faz numa configuração de haste reta (sem conformação). O presente trabalho buscaverificar a influência de tal dobra no estado de tensões da haste, que pode reduzir a vida útil do implante. Neste trabalho dois efeitos são avaliados: a influência de novas geometrias (pela variação de diferentes raios de curvatura) e a influência das tensões residuais provenientes da flexão. A influência da geometria foi averiguada por meio de modelagem em elementos finitos utilizando o software ANSYS Mechanical APDL. A influência das tensões residuais foi estimada a partir de um modelo simplificado, proposto por equilíbrio de momentos para uma haste de seção circular. Verificou-se que ambos os efeitos são influentes. Para os efeitos geométricos, quanto mais a haste se aproxima doponto de aplicação da força (por causa da conformação), menor a tensão trativa na parte posterior do implante. Para as tensões residuais o efeito é contrário, quanto maior o dobramento, maiores são as tensões trativas no mesmo local. Os resultados do presente trabalho apontam que seria benéfico o emprego de hastes pediculares pré-conformadas de forma que os processos de fabricação minimizem as tensões residuais presentes nestas

Comparative study between two die cast methods for processing Cu–Zr–Al bulk metallic glasses

AbstractThe composition of a glass former alloy and the cooling rate are both extremely important to determine the maximum glassy or critical thickness of a sample under a specific processing technique. This work compares the suction casting and the centrifugal casting techniques for processing two Cu–Zr–Al bulk metallic glasses where the main characteristics evaluated were the mold-filling ability, the average time per cycle, the oxygen contamination and the maximum thickness on which the glassy phase was obtained. The Cu–Zr–Al system was chosen due to its high glass forming ability, which is extensively reported in the literature. The wedge shape sample was chosen because it allows the evaluation of different thicknesses (hence cooling rates) at the same sample. Results revealed that the copper mold centrifugal casting had a higher oxygen contamination, whilst the mold-filling ability was similar in both processes. Also, for the centrifugal casting technique, the average time per cycle was higher and the maximum thickness in which glassy phase could be obtained was lower. A brief analysis considering the oxygen contamination on these alloys is also presented here, revealing the extreme importance of controlling this parameter