Tratamento térmico em Zamac visando diminuir defeitos de porosidade

O Zamac tem sido utilizado na indústria galvânica, principalmente, devido ao seu baixo ponto de fusão, o que permite a obtenção de peças com riqueza de detalhes, tais como peças do setor moveleiro, moda e metais sanitários. No entanto, os processos de sua obtenção, por injeção sob pressão e injeção centrífuga, geram porosidade e, consequentemente, aumento de sucata. Por outro lado, estudos mostraram que fusão por gravidade não apresenta tais problemas. Nesse sentido, o objetivo deste artigo foi tratar termicamente peças de Zamac injetadas sob pressão, com a finalidade de obter comportamento semelhante às peças fundidas por gravidade. Para tanto, peças injetadas sob pressão foram tratadas termicamente, abaixo da temperatura de fusão. A caracterização morfológica dessas amostras foi obtida por MEV. Observou-se que o tratamento térmico acima da temperatura eutetoide apresentou melhor resultado com respeito à porosidade observada.The Zamac has been used in the galvanic industry mainly due its low fusing point properties, which allows obtaining very detailed parts, like parts for furniture industry, fashion and health metals. However, its production processes, like pressure injection and centrifugal injection, generate an increase in porosity as well as waste. On the other hand, studies show that die casting leaked Zamac doesn’t show the same problems. In this sense, the goal for this work is to perform heat treatment in Zamac parts produced by pressure injection in order to obtain similar properties as the ones produced by die casting leakage. For this, the parts injected under pressure were thermally treated under their fusion temperature. It was observed that thermic treatment over the eutectoid temperature showed the best result, regarding the observed porosity

Avaliação de revestimento de cromo por sputtering como alternativa à galvanização

A elevada resistência à corrosão dos revestimentos decorativos de cromo hexavalente obtidos nos processos de galvanoplastia é bem conhecida pela sua grande utilização e alta eficiência. Esse revestimento tem sido amplamente utilizado na indústria moveleira e de calçados, obtido por eletrodeposição em peças de zamac. No entanto, o processo galvânico apresenta alto grau poluidor devido à quantidade de efluentes geradas e à toxicidade dos produtos químicos utilizados no processo. Sabe-se que o cromo hexavalente é um agente cancerígeno e os resíduos associados são perigosos e difíceis de serem tratados. Neste contexto, o desenvolvimento de novas tecnologias tem visado à obtenção de processos resistentes à corrosão, ambientalmente corretos e economicamente viáveis. A tecnologia alternativa que pode ir ao encontro desta necessidade é o PVD - physical vapor deposition, com o processo de sputtering. Neste sentido, este estudo tem como objetivo avaliar e comparar o desempenho de revestimentos de cromo aplicados por sputtering com verniz em relação ao desempenho do revestimento de cromo eletrodepositado. Para tanto, os revestimentos foram aplicados em zamac e foram caracterizados morfologicamente, eletroquimicamente e físico-quimicamente. Os resultados mostraram que os acabamentos de cromo depositados por sputtering apresentam características equivalentes quanto ao desempenho eletroquímico se comparados ao revestimento cromado no processo convencional, podendo ser uma alternativa de substituição com âmbito sustentável. Palavras-chave: galvanização, sputtering, cromo, resistência a corrosã

ANÁLISE DE SOLDA EM ESTRUTURA METÁLICA

O processo de soldagem em estruturas metálicas possui destaque dentro da indústria metalúrgica, pois é a melhor maneira de unir materiais com baixo custo, quando comparado a outros métodos. Diversos são os segmentos de mercado onde se faz necessário o uso de estruturas metálicas soldadas. Estruturas metálicas possuem algumas vantagens sobre os sistemas construtivos convencionais, tais como precisão, devido ao fato de os elementos serem produzidos em fábrica, possibilidade de seções menores, construções com maiores vãos e rapidez na execução da obra. A soldagem de estruturas metálicas pelo processo MIG/MAG tem se mostrado muito eficiente, sendo o método mais utilizado nas soldas de emendas dessas estruturas. O presente trabalho relata uma análise laboratorial através de metalografia da solda em questão, avaliando o seu comportamento microestrutural e sua composição química em diferentes zonas. Portanto, este trabalho tem como objetivo geral analisar a microestrutura formada em determinada parte de uma estrutura metálica soldada. Para tanto, inicialmente foi realizado o acompanhamento termográfico da estrutura durante o processo de soldagem, seguido da retirada dos corpos de prova. O processo metalográfico possibilitou análises de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e análises de EDS. Os resultados mostraram um crescimento já esperado dos grãos na região da solda e apresentaram variações em relação à composição química ao longo da área soldada.Palavras-chave: Estruturas metálicas. Soldagem. Corrosão.ABSTRACTThe welding process in metal structures is prominent within the metallurgical industry, as it is the best way to join materials with low cost when compared to other methods. Several are the market segments where it is necessary to use welded metal structures. Metal structures have some advantages over conventional constructional systems, such as accuracy due to the fact, that the elements are produced in the factory, smaller sections are possible, constructions with bigger spans besides the speed in the execution of the work. The welding of metallic structures by the MIG / MAG process has been proved very efficient and is the most used method for this purpose in the welds of joints of these structures. The present work reports a laboratory analysis through metallography of the weld in question, evaluating its microstructural behavior and its chemical composition in different zones. Therefore, this work has as general objective to analyze the microstructure formed in certain part of a welded metal structure. To do this, the thermographic monitoring of the structure was carried out during the welding process, followed by the removal of the samples. The metallographic process allowed the analysis of optical microscopy, scanning electron microscopy and EDS analysis. The results showed an expected growth of the grains in the region of the weld and showed variations in relation to the chemical composition along the welded area. Keywords: Metal structures. Welding. Corrosion

Anodização porosa de nióbio com adição de glicerina

O nióbio é um metal que forma óxido aderente e protetor em contato com o ar, possuindo a propriedade de se autoproteger. O método utilizado para acelerar o crescimento do óxido é conhecido como anodização, no qual o óxido formado pode ser do tipo barreira ou poroso. O óxido poroso é amplamente estudado e pode ser utilizado em células solares, sensores de gás, como biomaterial, entre outros. No entanto, óxidos porosos em nióbio têm sido obtidos com uso de F-, o que provoca intenso processo de dissolução do óxido. Com intuito de minimizar essa reação, eletrólitos contendo glicerina tem favorecido o processo de anodização formando superfícies porosas uniformes. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é obter estruturas nanoporosas em nióbio por anodização a partir de parâmetros conhecidos. A partir de (12,73 mA.cm-2, 100 V), tempos (5 e 30 minutos), concentração de HF (2,24%) e uso de cátodo de platina, já utilizados em estudo anterior, foi inicialmente testada a influência do cátodo de aço inoxidável em substituição à platina, visando promover uma futura transferência tecnológica. A partir disso, a fim de minimizar o processo de dissolução que ocorreu com o uso de HF (2,24%), apenas a HF (1%) foi testada. Finalmente, para obter uma estrutura de óxido mais uniforme, adicionou-se glicerina ao eletrólito de HF (1%). O uso do cátodo de aço inoxidável, apesar de influenciar os resultados dos transientes de anodização, devido a sua provável dissolução química, mostrou-se eficaz no processo. Amostras anodizadas com menores concentrações de HF e com adição de glicerina, como esperado, apresentaram menor dissolução durante a formação dos óxidos, originando estruturas nanoporosas, além de microcones. Palavras-chave: Nióbio; Anodização; Glicerina; Óxido poroso

Superficial treatment by anodization in order to obtain titanium oxide nanotubes applicable in implantology

Titanium and its alloys are the most popular metals applied on end osseous implants manufacturing. Commercially pure titanium (Ti c.p.) has been successfully used as a biomaterial because of its mechanical and chemical properties, excellent corrosion resistance and biocompatibility. In order to improve and accelerate the osseointegration process after implantation, superficial treatments are performed aiming properties that stimulate the growth of the newly-formed bone. In this work, self organized titanium dioxide (TiO2) nanotubes were obtained by anodic oxidation on Ti c.p. (grade 2). Also, it has been shown that the process is industrially reproducible for this purpose. As parameters for the anodizing process, it was concluded that the optimal electrolyte was H3PO4 solution + 0.15% HF under potentiostatic mode for 30 minutes. Potentials of 1, 5, 10, 15 and 20 V were tested in order to verify the best conditions to obtain nanotubes. In this case, potential was set at 10V. The morphology of the samples was characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Electron Microscopy with Field Emission (SEM-FEG) and Atomic Force Microscopy (AFM). The results showed the nanotubes formation throughout the titanium samples surface. In accordance to the obtained roughness, it was observed that the formed nanotubes film is thin, however, the literature indicates that the film thickness is not relevant on the performance of nanostructures as optimizers of the osseointegration process, unlike the nanotubes morphology and diameter. In the wettability analysis, the nanotubes behaved as hydrophilic. Therefore, it is possible to obtain TiO2 nanotubes for using in implants by a superficial treatment, allowing a better osseointegration quality.Keywords: Titanium, Nanotubes, Anodization, Implants, Osseointegration.

MODIFICAÇÃO SUPERFICIAL EM ÓXIDO DE NIÓBIO PARA A PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO

RESUMONa separação fotocatalítica da água podem ser utilizados semicondutores como catalisadores da reação de desprendimento de hidrogênio, sendo que a atividade fotocatalítica do semicondutor depende da área superficial e de sua cristalinidade. Nesse contexto, o Nb2O5 diferencia-se como catalisador, uma vez que seu intervalo de band gap situa-se entre os intervalos das reações de oxirredução da água e pode ser obtido na forma porosa e cristalina. Com isso, o objetivo deste trabalho é verificar a influência da modificação superficial de Nb2O5, obtido por anodização, para a produção de hidrogênio por meio de fotocatálise. Para tanto, amostras de nióbio foram anodizadas em 0,3 M ácido oxálico + HF, com densidade de corrente de 12,73 mA/cm2 por 300 s, e analisadas morfologicamente, quanto à condutividade elétrica e por meio de curvas de polarização catódicas. Os resultados mostraram que a melhor condição de modificação superficial para catalisar a reação de desprendimento de hidrogênio por fotocatálise foi da amostra anodizada até ocorrência de sparking, a qual apresentou características de óxido cristalino.Palavras-chave: Anodização. Nióbio. Fotocatálise. ABSTRACTIn photocatalytic separation of water semiconductors can be used as catalysts of the hydrogen release reaction, and the photocatalytic activity of the semiconductor depends on its surface area and its crystallinity. In this context, Nb2O5 differs as a catalyst, since its band gap is between the ranges of water redox reactions and can be obtained in porous and crystalline form. Thus, the objective of this work is to verify the influence of surface modification of Nb2O5, obtained by anodization, for hydrogen production through photocatalysis. For this purpose, niobium samples were anodized in 0.3 M oxalic acid + HF, with current density of 12.73 mA / cm2 for 300 s, and analyzed morphologically for electrical conductivity and cathodic polarization curves. The results showed that the best surface modification condition to catalyze the hydrogen detachment reaction by photocatalysis was from the anodized sample until sparking, which presented crystalline oxide characteristics.Keywords: Anodizing. Niobium. Photocatalysis

Novos materiais poliméricos a partir de catalisadores não metalocênicos

O principal objetivo deste trabalho foi produzir materiais poliméricos com catalisadores não metalocênicos, baseados em ligantes α-iminocarboxamidas e diiminas em complexos de Zr, Ti e Ni. Os ligantes α-iminocarboxamidas foram usados para formar os complexos bidentados (Ligante– iPr)2ZrCl2(1) e (Ligante–Me)2ZrCl2(2). Os complexos foram usados na polimerização do etileno e na copolimerização do etileno com 10-undecen-1-ol. A melhor temperatura de reação foi 60 °C e a melhor razão alumínio/zircônio foi 1000, resultando em homopolímeros lineares. Não se conseguiu incorporação de monômero polar. O complexo α-iminocarboxamida de Niquel (3) foi ativado por TMA e utilizado polimerização do etileno e na copolimerização do etileno com 10-undecen-1-ol. A melhor atividade catalítica foi alcançada quando o sistema foi ativado com 9 equivalentes de TMA e temperatura de 26°C. Estudos por RMN não mostraram incorporação de monômero polar, porém análises por FT-IR sugerem a incorporação de uma quantidade muito pequena de comonômero. Esta pequena quantidade de monômero polar afeta a temperatura de transição vítrea, a quantidade de ramificações e as propriedades mecânicas dos materiais. Os complexos o-C6H4(NSiMe3)2ZrCl2 (4), o-C6H4(NSiMe3)2TiBr2 (5), o- C6H4(NSiMe3)2TiCl2 (6), C2H4(NSiMe3)2ZrCl2 (7) foram sintetizados e testados na polimerização do etileno com diferentes razões Al/Metal. Estes complexos apresentaram atividades catalíticas significantes na presença de metilaluminoxano (MAO) como cocatalisador e tolueno como solvente. O complexo de Zircônio (4) apresentou a melhor atividade catalítica (347 Kg PE/mol Zr.h.atm) para uma razão Al/Zr de 340 e 60 ºC de temperatura. Na copolimerização do etileno com o 1-hexeno, o melhor resultado foi alcançado com o catalisador 4, nas mesmas condições. O catalisador DADNi(NCS)2 (DAD = (ArN=C(Me)-C(Me)=ArN); Ar = 2,6- C6H3) (8), ativado por metilaluminoxano (MAO) foi testado na polimerização do etileno em temperaturas acima de 50°C e diferentes razões Al/Ni. O sistema foi também ativo quando suportado em sílica. O sistema catalítico foi testado na copolimerização do etileno com 10-undecen-1-ol. As melhores atividades catalíticas foram obtidas a baixas concentrações de monômero polar e quando se usou IPRA(isopropilalumínio) para proteger a funcionalidade. A incorporação de comonômero aumentou com o aumento da concentração de monômero polar. A quantificação das ramificações por RMN de 13C mostrou que todos os polietilenos são altamente ramificados. Altas pressões de etileno diminuem a incorporação de monômero polar.The main objective of this work was to produce polymeric materials with nonmetallocene catalysts, based on α-iminocarboxamides and diimine ligands in Zr, Ti and Ni complexes. α-Iminocarboxamides ligands were used to form the bidentate complexes (Ligand –iPr)2ZrCl2(1) and (Ligand–Me)2ZrCl2(2). The complexes were used in ethylene polymerization and copolymerization with 10-undecen-1-ol. The best work temperature was 60 °C and the best aluminum/zirconium ratio was 1000, resulting linear homopolymers. No polar monomer incorporation was observed. α-Iminocarboxamide Nickel Complex(3) was activated by TMA and used in ethylene polymerization and copolymerization with 10-undecen-1-ol. The best activity was reached when the system was activated with 9 equivalents of TMA and temperature of 26°C. NMR studies do not show any polar monomer incorporation but FT-IR analyses suggested the incorporation of a very low amount of comonomer. This low amount of polar monomer affects the glass transition temperatures, the amount of branching and the mechanical properties of the materials. The complexes o-C6H4(NSiMe3)2ZrCl2 (4), o-C6H4(NSiMe3)2TiBr2 (5), o- C6H4(NSiMe3)2TiCl2 (6), C2H4(NSiMe3)2ZrCl2 (7) were synthesized and tested at ethylene polymerization with different Al/M ratios. These complexes showed significant catalytic activities in the presence of methylaluminoxane (MAO) as cocatalyst and toluene as solvent. Zirconium complex (4) showed the best values of activity (347 Kg PE/mol Zr.h.atm) for Al/Zr ratio of 340 and 60 ºC of temperature. In ethylene -1-hexene copolymerization, the best result was reached with catalyst 4, at the same conditions. The catalyst DADNi(NCS)2 (DAD = (ArN=C(Me)-C(Me)=ArN); Ar = 2,6-C6H3) (8), activated by methylaluminoxane (MAO) was tested in ethylene polymerization at temperatures above 50°C and variable Al/Ni ratio. The system was also active when supported on silica. The catalyst system was tested in ethylene and 10-undecen-1-ol copolymerization. The best activities were obtained at low polar monomer concentrations when IPRA was used to protect de polar monomer. The incorporation of the comonomer increased with the increase of the polar monomer concentration. The quantification of branches by 13C-NMR showed that all the polyethylenes were highly branched. High ethylene pressure decreased the polar monomer incorporation