Influence of the structural, physical and chemical characteristics of titanium surface oxide layers on its tribocorrosion behaviour in contact with an artificial saliva solution

Titanium has been widely used for dental implant applications because their attractive properties such as low Young modulus, good fatigue strength, excellent corrosion resistance and biocompatibility. However it cannot meet all clinical requirements. 1-2 When inserted in the oral environment, dental implants are submitted to a complex degradation phenomena occurring due to the interaction of tribological and corrosive phenomena which can result on its failure. In fact, most of the failures are a result of the combined action of mechanical solicitations (sliding or abrasive wear, erosion, impact, fretting or fatigue processes) and chemical solicitations as a consequence of contact with saliva, cells or bacteria. Consequently, dental implants become part of a tribocorrosion system, and the investigation of the tribocorrosion mechanisms in such systems becomes essential. 3 Recent work has shown that wear resistance of titanium might be improved selectively using the appropriate surface treatment, such as plasma oxidation, which is also often used to enhance the osseointegration process. 4-5 The main aim of this paper is to study the influence of the characteristics of the oxide layers obtained by plasma oxidation on the tribocorrosion behaviour of c.p. Ti intended for the fabrication of dental implants.The plasma oxidation treatment were performed at three different temperatures (300, 450 and 530ºC) and a detailed study of surface topography (Fig. 1), thickness, structure and chemical composition of the oxidized layers was performed. Tribocorrosion experiments were performed using a reciprocating motion pin-on-plate tribometer with an alumina pin as a counterface material in the presence of Fusayama solution. The applied normal force used was 3N, the stroke length 1mm and the displacement frequency was 1Hz. During rubbing the friction coefficient was monitored. Electrochemical techniques were used to follow the evolution of the system during sliding. Each experiment involved an in situ surface cleaning by a cathodic polarization at -900mv during 3 minutes, and after that a potentiostat was used to impose a passive potential to titanium samples. This experiment allows in situ and in real time following of the corrosion kinetics through current measurements. It is important to refer that electrochemical impedance spectroscopy was also used before and after rubbing in order to evaluate the protective character of the oxide film. The influence of the thickness of the oxide layer and of surface roughness on the wear-corrosion behaviour of the material is discussed in detail. Results clearly showed that plasma oxidation treatments have a strong influence on the tribocorrosion behaviour of titanium. Both the corrosion and wear performance of the samples are improved by the increase of the processing temperature. In relation to friction profile no significant differences were found between all samples tested (μ remains between 0.35 and 0.45). Results show that electrochemical techniques yield useful results

Avaliação da potencialidade de argilas do Rio Grande do Norte – Brasil

DUTRA, Ricardo Peixoto Suassuna ; SILVA, Jaquelígia Brito da ; MORAES, Márcio Luiz Varela Nogueira de ; NASCIMENTO, R. M. ; GOMES, Uilame Umbelino ; PASKOCIMAS, Carlos Alberto . Avaliação da potencialidade de argilas do Rio Grande do Norte. Cerâmica Industrial, v. 13, p. 47-50, 2008.Foram estudadas argilas de diferentes regiões do estado do Rio Grande do Norte, Brasil, visando uma caracterização completa e indicar potencialidades industriais. A composição mineralógica das argilas foi identificada por difração de raios X. A composição química foi determinada por fluorescência de raios X. Foi determinada por difração de laser a distribuição do tamanho de partículas das argilas. Os limites de Atterberg foram utilizados para classificar as amostras quanto à plasticidade. Os efeitos térmicos presentes nas amostras foram estudados por análise térmica diferencial. A predominância do mineral argiloso ilita, de composição química homogênea, com duas distribuições de tamanho de partículas e com plasticidades muito diferentes, foram os resultados predominantes. O exame das variáveis de processamento e das características intrínsecas de cada material indica o uso destas argilas para fabricação de blocos e telhas, bem como para fabricação de pavimentos e revestimentos, podendo ser uma nova área industrial no Estad

Avaliação de resíduos de mineração de rochas cristalinas para uso como agregado em concreto segundo sua petrografia, índices físicos e resistência mecânica

Na atualidade, os resíduos de mineração vem sendo considerados como matéria prima nos programas de sustentabilidade ambiental, com o objetivo de minimizar os impactos decorrentes da atividade mineradora. Diante disso, o presente trabalho propõe analisar os resíduos de mineração de pegmatito para uso em agregado para concretos. As amostras foram caracterizadas petrograficamente, segundo seu potencial reativo à Reação Álcali-Agregado sob a norma ABNT 15577-3 e foram realizados ensaios para avaliação dos índices físicos e da resistência mecânica. Verificou-se entre as amostras de pegmatitos que duas delas obtiveram inocuidade para a reação álcali-agregado, por conter teores de fases deletéreas à RAA abaixo do limite aceitável pela norma. Entretanto, as demais amostras apresentaram potencial reatividade à RAA, por conter ora quartzo deformado, ora ambas as fases deletéras identificadas de acordo com a norma utilizada: quartzo deformado e microgranular. Os valores de resistência mecânica assumiram valores abaixo dos valores médios apresentados pela literatura consultada. Esse fato se justifica pelo grau de alteração observado nas amostras estudadas. Comprovou-se que os resíduos de lavra foram submetidos às ações intempéricas, tendo como resultado uma queda nos valores de resistência mecânica esperados. Considerando os índices físicos, as amostras apresentaram bons resultados no que diz respeito à capacidade de absorção de umidade.Palavras-chave: Resíduos de mineração- agregado em concreto- petrografia- índices físicos- resistência mecânica

A Simple and Complete Supercapacitor Characterization System Using a Programmable Sourcemeter

The development of new materials and systems capable of storing energy efficiently with a fast power delivering has been the subject of several studies. Many techniques and instruments are used for the characterization of these systems. Some involve the use of electrochemical techniques, such as cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy, while others use instruments specially developed for this purpose. In this study, we provide a simple and functional supercapacitor characterization system using a programmable sourcemeter with an embedded scripting language. For the validation of the system, commercial capacitors and supercapacitors devices based on activated carbon and manganese dioxide were used. In a few steps, the system is capable of efficiently determine the main parameters used in the characterization of supercapacitors, for instance, specific capacitance, specific energy density, specific power density and equivalent series resistance. From the data collected, the system can also determine the stability and performance of supercapacitors, which are fundamental parameters used in the development of new electrodes for energy storage devices. DOI: http://dx.doi.org/10.17807/orbital.v11i2.137

Optical characterization of europium-doped indium hydroxide nanocubes obtained by Microwave-Assisted Hydrothermal method

Crystalline europium-doped indium hydroxide (In(OH)3:Eu) nanostructures were prepared by rapid and efficient Microwave-Assisted Hydrothermal (MAH) method. Nanostructures were obtained at low temperature. FE-SEM images confirm that these samples are composed of 3D nanostructures. XRD, optical diffuse reflectance and photoluminescence (PL) measurements were used to characterize the products. Emission spectra of europium-doped indium hydroxide (IH:xEu) samples under excitation (350.7 nm) presented broad band emission regarding the indium hydroxide (IH) matrix and 5D0 → 7F0, 5D0 → 7F1, 5D0 → 7F2, 5D0 → 7F3 and 5D0 → 7F4 europium transitions at 582, 596, 618, 653 and 701 nm, respectively. Relative intensities of Eu3+ emissions increased as the concentration of this ion increased from 0, 1, 2, 4 and 8 mol %, of Eu3+, but the luminescence is drastically quenched for the IH matrix.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia de MateriaisUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP)Universidade de São Paulo Instituto de Física de São CarlosUniversidade Estadual Paulista Instituto de Química Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e CerâmicaUNIFESPFAPESP: 2013/07296-2SciEL

Uniões Al2O3/Al2O3 e Fe-N2-Co/Al2O3 produzidas por brasagem com metal ativo

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pos-Graduação em Engenharia MecanicaNo presente trabalho estudou-se a viabilidade técnica de se produzir por metalurgia do pó, ligas com baixo coeficiente de expansão térmica (Fe-Ni-Co) adequadas à união com A12O3. Avaliou-se a influência da composição química e da distribuição granulométrica das partículas elementares de ferro no comportamento dilatométrico e na microestrutura de ligas a base de Fe-Ni-Co. Observou-se que a liga Fe-28%Ni-18%Co é constituída por austenita, ferrita e martensita, tendo um coeficiente de expansão térmica mais adequado a união com A12O3 que a liga Kovar comercial. Uniões A12O3/ A12O3 e Fe-Ni-Co/ A12O3 foram produzidas por brasagem com metal ativo (Ticusil e Incusil) e caracterizadas sob o ponto de vista mecânico e microestrutural. Avaliou-se a influência dos parâmetros de brasagem (tempo, temperatura e liga de adição) na microestrutura e na resistência mecânica da união. Verificou-se que nas brasagens executadas com Incusil a camada de reação não está presente em todas as condições, contribuindo para a reduzida resistência mecânica das juntas. Nas uniões com a liga Ticusil, o maior teor de Ti contribui para formação da camada de reação em todas as condições estudadas. A resistência mecânica foi avaliada através de ensaios de flexão em três pontos, obtendo-se um valor máximo de 170 MPa para as uniões A12O3/ A12O3 e 130 MPa para as uniões A12O3 A12O3/Fe-Ni-Co

Metalização mecânica de Al2O3 para brasagem metal/cerâmica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisNo presente trabalho desenvolveu-se o processo de metalização mecânica de Al2O3 com Ti, ligas Ti-Cu e Ti-Ni, como preparação para a brasagem metal/cerâmica com liga de adição sem elemento ativo. Avaliou-se o sistema para metalização mecânica mais adequado, assim como os parâmetros do processo que maximizam a qualidade do revestimento metálico. Filmes de Ti puro, Ti-20%Cu, Ti-35%Cu e duplo revestimento com Ti seguido de Cu ou Ni foram aplicados na cerâmica e caracterizados com respeito a qualidade e molhamento por ligas de adição convencionais. Uniões Cu/Al2O3 e Fe-28%Ni-23%Co/Al2O3 foram produzidas em alto-vácuo após a metalização mecânica utilizando-se as ligas de adição: VH-780 (Ag-Cu), SCP-2 (Ag-Cu-Pd) e VH-950 (Au-Ni). Analisou-se a influência dos parâmetros de metalização, material dos filmes depositados e temperatura na microestrutura e resistência mecânica das uniões.Verificou-se que com todos os revestimentos avaliados é possível a brasagem. A análise microestrutural revelou uma zona de precipitação, resultante das reações entre o revestimento metálico e a liga de adição. De um modo geral, as microestruturas das uniões contém além da zona de precipitação e camada de reação um microconstituínte eutético, oriundo do material de adição