Sample records for grain boundaries
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1

A questão ambiental na origem do problema agrário brasileiro e o caso da região Sul/ The environmental problem in the basis of the agrarian transformations in Brazil: the case of the South region

Nascimento, Humberto Miranda do
2008-04-01

Resumo em português A especificidade do processo de apropriação privada de terras públicas no Brasil, após 1850, é o ponto de origem dos problemas ambientais atuais no espaço rural, isso porque foi desse período em diante que a ausência de limites ambientais se tornou a regra principal da aliança entre a concentração fundiária e o progresso técnico aplicado à agricultura, comprometendo dramaticamente outras formas de acesso, bem como o uso produtivo ou não produtivo das terras (mais) e seus recursos naturais. O estudo de caso realizado na região sudoeste do Paraná, no Sul do Brasil, no entanto, demonstra que, apesar de uma estrutura agrária mais democrática, a regra de ausência de limites ambientais também é reiterada. Naquela região, o impulso básico à degradação ambiental deve-se ao fato de as estratégias de reprodução da agricultura familiar estarem estreitamente associadas aos imperativos do mercado exportador de grãos. Resumo em inglês The characteristics of the private appropriation of lands of public domain in Brazil pos 1850 are the root of the current environmental problems in rural areas. Ever since, the absence of environmental boundaries has been the main rule for the links between land concentration and technical progress in agriculture, jeopardizing other ways of access and then use of lands and their natural resources. We analyze the case of the Southeast region in the State of Paraná, Brazil (mais) . This study suggests that despite of having a more democratic agrarian structure than Brazil as a whole, the Southeast of Paraná yet presents social and economical vulnerability and increasing levels of environmental risks as new cases of soil erosion are registered. This is due to the fact that the reproduction strategies of family agriculture are closely associated with the imperatives of the grain export market.

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2

Simulação da difusão do zinco e do oxigênio, e análise da durabilidade de varistor de ZnO utilizando o planejamento fatorial/ Diffusion simulation of zinc and oxygen, and analysis of the varistor durability of ZnO using the factorial design

Pariona, M. M.; Pianaro, S. A.
2000-09-01

Resumo em português A durabilidade do varistor de ZnO está relacionada com suas características elétricas, microestruturais, térmicas e com o fenômeno de transporte de massa nos contornos de grão durante o processo de operação do varistor. O estado de polarização nos contornos de grão está relacionado com a difusão do zinco, do oxigênio e dos dopantes durante a aplicação do potencial elétrico e/ou da temperatura. Quando o potencial elétrico é retirado e o estado de polariz (mais) ação não recupera seu estado natural, significa que o dispositivo adquire os piores parâmetros e o varistor sofre degradação, comprometendo sua durabilidade. Neste trabalho, foi simulada a difusão do zinco intersticial e das vacâncias de oxigênio em ZnO. Foi também simulada a durabilidade do varistor, através do planejamento fatorial dos parâmetros elétricos, térmicos e geométricos que caracterizam o dispositivo. Através destes resultados, verificou-se que a difusão do zinco intersticial controla principalmente as propriedades elétricas. Observou-se, também, que quando aumenta a temperatura e a queda de tensão registrada em 0,5 mA/cm², a durabilidade do varistor fica comprometida. Resumo em inglês The durability of the ZnO varistor is related with its electric, microstructural and thermal characteristics, and with the phenomenon of mass transport at grain boundaries under varistor operation. The polarization state at grain boundaries is related to the diffusion of zinc, oxygen and dopants during the application of the electric potential and/or of the temperature. When the electric potential is removed and the polarization state doesn't recover its natural state, th (mais) e device presents the worst parameters and the varistor degrades, decreasing its lifetime. In this work, a simulation of the diffusion of interstitial zinc and of oxygen vacancy in ZnO varistor is done. In addition, the durability of the varistor was simulated, through the factorial design of electric, thermal and geometric parameters that characterize the device. It was found that the diffusion of the interstitial zinc controls mainly the electrical properties of the varistor. It was also observed that when the temperature is increased and the tension drops to 0.5 mA/cm², the lifetime of the varistor decreases.

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Recristalização do aço AISI 430 com estrutura colunar de grãos

Siqueira, Rodrigo Pinto de; Rodrigues, Carlos Eduardo Monteiro; Sandim, Hugo Ricardo Zschommler; Baldan, Carlos Alberto; Oliveira, Tarcísio Reis de
2007-03-01

Resumo em português O recozimento de materiais com grãos grosseiros permite observar importantes efeitos de orientação na recristalização. Amostras do aço inoxidável ferrítico AISI 430 estabilizado ao nióbio e com estrutura colunar de grãos foram deformadas até reduções de 50 e 80% e recozidas em temperaturas variando de 300 a 1100°C para avaliação do amolecimento e da cinética de recristalização. As amostras compreendem a seção longitudinal de uma placa obtida via li (mais) ngotamento contínuo. A laminação foi realizada a morno (» 480°C), numa configuração na qual os grãos colunares permaneceram alinhados com a direção normal (contornos de grão paralelos à DN). A caracterização microestrutural das amostras utilizou microscopia eletrônica de varredura (MEV) no modo de elétrons retroespalhados. Os resultados mostram que o tamanho de grão recristalizado varia localmente de região para região, indicando efeitos de orientação importantes. Resumo em inglês Annealing of coarse-grained materials allows the observation of important orientation effects during recrystallization. Samples of the niobium-stabilized ferritic stainless steel 430 with columnar grain structure have been deformed up to reductions of 50% and 80% and annealed at temperatures ranging from 300°C up to 1100°C to evaluate its softening behavior and the recrystallization kinetics. Samples comprise the longitudinal section of a continuous-cast slab. War (mais) m rolling has been performed (» 480°C) in such a configuration that the columnar grains are aligned with the normal direction (grain boundaries parallel to the ND). Microstructural characterization has been performed using scanning electron microscopy (SEM) in the backscattered electrons mode. Results show that the recrystallized grain size varies locally from one region to another indicating significant orientation effects.

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Influence o the microstructure of duplex stainless steels on their failure characteristics during hot deformation

Reis, G.S.; Jorge Jr., A.M.; Balancin, O.
2000-04-01

Resumo em inglês Two types of duplex stainless steels were deformed by torsion at a temperature range of 900 to 1200 °C and strain rate of 1.0 s-1 and their final microstructures were observed. The austenite volume fraction of steel A (26.5Cr - 4.9Ni - 1.6Mo) is approximately 25% at room temperature, after conventional annealing, while that of steel B (24Cr - 7.5Ni - 2.3Mo) is around 55%. Experimental data show that steel A is ductile at high temperatures and displays low ductility at lo (mais) w temperatures, while steel B has low ductility in the entire range of temperatures studied. At high temperatures, steel A is essentially ferritic and shows dynamic recrystallized grains after deformation. When steel A is strained at low temperatures and displays low austenite volume fraction, microstructural observations indicate that failure is triggered by grain boundary sliding due to the formation of an austenite net structure at the ferrite grain boundaries. At intermediate volume fraction, when austenite forms a dispersed second-phase in steels A and B, failure begins at the ferrite/ferrite boundaries since some of the new ferrite grains may become immobilized by the austenite particles. When steel B is strained at volume fraction of around 50% of austenite and both phases percolate the microstructure, failure occurs after low straining as a consequence of the different plastic behaviors of each of the phases. The failure characteristics of both steels are correlated not only with the volume fraction of austenite but also with its distribution within the ferrite matrix, which limits attainable strain without failure.

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Evolução microestrutural da cerâmica KSr2Nb5O15 dopada com CuO:B2O3/ Microstructural development of KSr2Nb5O15 doped with CuO:B2O3

Vieira, D. C.; Balan, A. M. O. A.; Duran, R. M.
2009-06-01

Resumo em português A evolução microestrutural da cerâmica KSr2Nb5O15 dopada com CuO:B2O3 foi investigada. Os materiais cerâmicos foram sinterizados em duas etapas: aquecimento até 550 °C por 3 h e, em seguida, aquecimento até 1200 °C por 5 h. A microestrutura das cerâmicas foi investigada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). As micrografias da cerâmica, na ausência de dopantes, revelaram uma microestrutura porosa constituída de grãos pequenos com diâmetro médio 1,0 (mais) 9 μm e grãos maiores com diâmetro médio 2,33 μm, enquanto os sistemas cerâmicos dopados com CuO:B2O3 apresentaram uma microestrutura com grãos maiores, que estão circundados por grãos menores de formas irregulares. O sistema cerâmico dopado com 0,5% CuO + 0,5% B2O3 apresenta evidências de formação de fase secundária segregada nos contornos de grão. Contudo, em função do aumento do teor de óxido de boro, não é mais perceptível fase secundária nas micrografias. Defeitos de contorno do tipo maclas são também evidenciados nas micrografias dos sistemas dopados com CuO:B2O3. A distribuição de tamanho de grãos também foi avaliada, apresentando uma distribuição do tipo bimodal. Os valores médios de diâmetros de grão foram obtidos a partir das micrografias e, com esses dados foram construídos os histogramas da distribuição de tamanho de grãos em função da freqüência. A análise de distribuição de tamanho de grão mostrou um aumento no tamanho médio dos grãos em função dos dopantes e uma distribuição mais uniforme em relação às demais composições para a cerâmica KSr2N b5O15 dopada com 0,5% CuO + 2,0% B2O3. Resumo em inglês The effect of CuO:B2O3 on the microstructural development of KSr2Nb5O15 was investigated. The materials were sintered in two stages: heating to 550 °C for 2 h and soon afterwards heating to 1200 °C for 5 h. The microstructure of the ceramics was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The SEM micrographs of the ceramic without dopants revealed a porous microstructure with small grains with 2.33 μm average size and larger grains of 1.09 μm average s (mais) ize. The doped materials presented a porous microstructure with larger grains, which are surrounded by smaller grains of irregular shapes. There is evidence of secondary phase formation in the ceramic system doped with 0.5wt.%t CuO + 0.5wt.% B2O3. However, as the amount of boron oxide increased, there are no secondary phases. Twin boundaries are also evidenced in the ceramic systems doped with CuO:B2O3. The grain size distribution was also evaluated, presenting a distribution of the bimodal type. The values of the average grain diameter of grains were obtained. The analysis of grain size distribution showed that there was an increase in the mean grain size as a function of dopants and a more uniform grain size distribution relative to the other compositions for the KSN ceramic doped with 0.5 wt.% CuO + 2.0 wt.% B2O3.

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Ensaio de citotoxicidade e influência do tratamento de solubilização na microestrutura da liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta para potenciais aplicações ortopédicas/ Cytotoxicity and influence of solution treatment on microstructure of a Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy for use in orthopedics prosthesis

Taddei, E. B; Henriques, V. A. R; Silva, C. R. M; Cairo, C. A. A; Bottino, M. C.
2007-01-01

Resumo em português A tendência das pesquisas atuais em próteses ortopédicas se baseia no desenvolvimento de ligas de titânio isentas de elementos com potencial tóxico e que possuam baixo módulo de elasticidade. Entre as ligas já desenvolvidas, a de composição Ti-35Nb-5Zr-5Ta se destaca das demais por apresentar o menor módulo de elasticidade, boa resistência mecânica e elevada biocompatibilidade. O processo de obtenção de ligas de titânio por metalurgia do pó (M/P) a partir (mais) dos pós elementares, mostra-se uma alternativa viável, por permitir a obtenção de peças com geometrias complexas e próximas às dimensões finais. Amostras da liga Ti-35Nb-5Zr-5Ta foram sinterizadas a 1500 ºC por 2 horas, tratadas termicamente a 1100 °C, por 3 horas, sob vácuo (10 -7 Torr) e resfriadas no forno, visando obter uma microestrutura solubilizada. A avaliação biológica foi realizada a partir de um ensaio de citotoxicidade baseado na norma ISO 10993-5, usando cultura de células de ovário de hamsters chineses em contato com extratos diluídos de três diferentes materiais: PEAD (controle negativo), CP-Ti (referência clínica), a liga Ti-35Nb-7Zr-5Ta, e a solução fenólica a 0.2% (controle positivo). Os resultados do ciclo de tratamentos térmicos da liga são coerentes com a literatura e indicam um padrão microestrutural que se baseia na presença de grãos beta com precipitados de alfa nos contornos e no interior dos grãos. O teste "in vitro" revelou a não citotoxicidade da amostra sinterizada a 1500 ºC, demonstrando a segurança da rota utilizada na obtenção de implantes odontológicos e ortopédicos. Resumo em inglês The trend of the current research in orthopedics prosthesis is based on the development of titanium alloys composed of non-toxic elements with low modulus of elasticity. The special interest in the Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy use for biomaterial applications is due to the lower modulus of elasticity, good mechanical strength resistance and superior biocompatibility. The process of titanium alloys production by powder metallurgy (M/P) from the elemental powders is a feasible rou (mais) te, for allowing the manufacture of parts with complex geometry and near to the final dimensions. Samples of Ti35Nb-7Zr-5Ta alloy were sintered at 1500°C/2h, heat treated at 1100 º C in vacuum (10 - 7 Torr) for 3 hours, followed by air and furnace cooling. The biological evaluation was carried out by a cytotoxicity test using Chinese Hamster Ovary (CHO) cultured cells in contact with diluted extract of three different sterile biomaterials: PEAD (negative control), CP-Ti, the alloy TNZT and phenol 0.2% (positive control). The extract preparation of the material involved in this investigation and the employed cell line were based on the International Standards Organization ISO 10993-5 (1992) guidelines. The results of the thermal treatments cycles of the TNZT alloy are coherent with literature and indicate a microstructural standard based on the presence of large beta grains with fine alpha precipitation in the grain boundaries and the interior of the grains. "In vitro" test indicated the non cytotoxicity of the Ti-35Nb-7Zr-5Ta alloy, demonstrating that the route and materials used is very secure for surgical implants production.

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Eletrólitos de céria dopada com Gd2O3 para pilhas a combustível de óxido sólido/ Gd2O3 doped ceria electrolytes for solid oxide fuel cells

Crochemore, G.B.; Souza, D.P.F.
2009-01-01

Resumo em português Este trabalho investigou a condutividade elétrica e a microestrutura de amostras com composições Ce1-xGd xO2-δ (x = 0, 5, 10 e 15%em mol) preparadas com CeO2 com 99,9% pureza. A sinterização de corpos de prova obtidos por prensagem isostática foi realizada ao ar a 1450 ºC por 2 e 10 horas de patamar e a 1500 ºC por 8 horas de patamar. Amostras sinterizadas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância entre 200- (mais) 600ºC e na faixa de freqüência 5Hz-13MHz. A sinterização ocorreu via fase líquida e amostras sinterizadas a 1450 °C com 10 h apresentaram densidade superior a 97 %. A maior condutividade elétrica do grão foi obtida para amostra contendo 10 mol Gd2O3 e sinterizada a 1500 °C - 8 h. A condutividade elétrica do contorno de grão apresentou aumento sistemático com o aumento do teor de Gd2O3 sendo que a composição CeGdO15 (com 15% de Gd2O3) sinterizada a 1450 °C - 10 h apresentou a maior condutividade total. Resumo em inglês This study investigated the electrical conductivity and microstructure of samples with compositions Ce1-xGd xO2-δ (x = 0, 5, 10 and 15% in mol) prepared with CeO2 with 99.9% purity. The sintering of the samples obtained by isostatic pressing was performed in air at 1450 for 2 and 10 hours soaking time and 1500 ºC for 8 hours of soaking time. Sintered samples were characterized by scanning electron microscopy and impedance spectroscopy between 200-600 ºC and the fre (mais) quency range was 5Hz-13MHz. The sintering occurred via liquid phase. The 1450 °C with 10 h sintered samples showed more than 97% density. The highest electrical conductivity of the grain was obtained for sample containing 10 mol Gd2O3 and sintered at 1500 °C - 8 h. The electrical conductivity of the grain boundaries has increased systematically with the Gd2O3 amount increasing. The composition CeGdO15 (15 mol % of Gd2O3) sintered at 1450 °C - 10 h had the highest total conductivity.

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Caracterização da liga comercial de alumínio 3003 produzida por fundição contínua de chapas (twin roll caster): microestrutura

Martins, Juliana de Paula; Padilha, Angelo Fernando
2006-12-01

Resumo em português O presente trabalho caracterizou a microestrutura da liga comercial de alumínio 3003, produzida em escala industrial pelo processo de fundição contínua de chapas. Microscopia óptica com luz polarizada e campo escuro, microscopia eletrônica de varredura e ensaios de dureza Brinell foram utilizados. Os teores de manganês em solução sólida foram avaliados por medidas de resistividade elétrica. A análise química, ao longo da espessura da chapa é homogênea, ou s (mais) eja, revela ausência de macro-segregação. A microestrutura da liga caracteriza-se pela presença de grãos com estrutura dendrítica, partículas primárias da fase Al6(Mn,Fe) localizadas, preferencialmente, nos contornos de grão e a fração volumétrica de precipitados varia ao longo da espessura. Resumo em inglês The present work characterized the microstructure of a commercial 3003 aluminum alloy produced on an industrial scale by a twin roll caster process. Optical microscopy using polarized light and dark field, scanning electron microscopy, and Brinell hardness tests were carried out. The manganese content in solid solution was evaluated by electric resistivity measurements. The chemical composition across sheet thickness is homogeneous, in other words, there is no macro-segre (mais) gation. A microstructural examination showed the presence of: grains with a dendritic structure, primary phase particles Al6(Mn,Fe) in the grain boundaries, and variable volumetric fractions of the precipitated along the thickness.

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Barreiras de potencial mapeadas por microscopia de força atômica em cerâmicas à base de BaTiO3 dopadas com lantânio/ Potential barriers mapping by atomic force microscopy in lanthanum doped BaTiO3 based ceramics

Mancini, M. W.; Paulin Filho, P. I.
2007-06-01

Resumo em português Cerâmicas à base de titanato de bário (BaTiO3) dopadas com 0,4% em mol de La e 150 ppm de Mn foram investigadas por microscopia de força atômica no modo de monitoramento de gradientes de campo elétrico, denominado microscopia de força elétrica, para revelar as barreiras de potencial nos contornos de grão. Estas barreiras elétricas são associadas com o abrupto aumento na resistividade elétrica que ocorre a partir da temperatura de transição ferroelétrica- pa (mais) raelétrica em BaTiO3 dopado com pequenas quantidades de doadores. Mostramos que para a composição utilizada neste estudo a largura das barreiras elétricas é da ordem de 350 nm-400 nm, presentes nos contornos de grãos de tamanho médio de 1µm. Resumo em inglês Barium titanate (BaTiO3) based ceramics doped with La as donor (0.4at%t) and Mn as acceptor (150 ppm) were investigated through atomic force microscopy operating in electric force microscopy mode in order to reveal the potential barriers at grain boundaries. These barriers are associated with the steep rise in the resistivity above the ferroelectric-paraelectric phase transition temperature in BaTiO3 doped with small amounts of donor impurities. We show here that for such (mais) a composition the potential barrier width are of the order of 350-400 nm, present at grain boundaries of grains with size around 1 µm.

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Avaliação da resistência ao desgaste erosivo gerado por cavitação em aços inoxidáveis austeníticos com alto teor de nitrogênio: estudo dos mecanismos de desgaste/ Assessment of the cavitation erosion resistance in high nitrogen austenitic stainless steels: study of the wear mechanisms

Mesa, Dairo Hernán; Garzón, Carlos Mario; Tschiptschin, André Paulo
2010-03-01

Resumo em português Amostras do aço inoxidável UNS S31803, nitretadas em alta temperatura, com 0,9 % de nitrogênio em solução sólida foram submetidas a ensaios de cavitação vibratória em água destilada. As amostras foram, previamente, caracterizadas por meio de difração de elétrons retroespalhados, EBSD, num microscópio eletrônico de varredura (MEV). Posteriormente, durante os ensaios de cavitação, o dano superficial das amostras foi, periodicamente, avaliado por observaçã (mais) o no MEV das superfícies desgastadas. O aço austenítico convencional UNS S30403 foi usado como material de comparação. Nas primeiras etapas dos ensaios de cavitação, ocorreu deformação plástica da superfície, que pôde ser caracterizada como altamente heterogênea na escala do tamanho de grão. Em etapas posteriores, ocorreu perda de massa por desprendimento de partículas de desgaste (debris), como conseqüência de fadiga de baixo ciclo. O início do dano ocorreu tanto no interior dos grãos como nos contornos de grão; os contornos de macla mostraram as regiões mais suscetíveis. Os grãos com planos (101) orientados aproximadamente paralelos à superfície das amostras apresentaram maior resistência ao desgaste que os grãos com outras orientações cristalográficas. A maior resistência ao desgaste dos grãos com textura (101) || superfície foi atribuída a uma menor tensão projetada para deformar, plasticamente, esses grãos. A diminuição da referida tensão se dá em função das tensões impostas na superfície cavitada pela implosão de bolhas de vapor. Resumo em inglês Specimens of a UNS S31803 steel were submitted to high temperature gas nitriding and then to vibratory pitting wear tests. Nitrided samples displayed fully austenitic microstructures and 0.9 wt. % nitrogen contents. Prior to pitting tests, sample texture was characterized by electron backscattering diffraction, EBSD. Later on, the samples were tested in a vibratory pit testing equipment using distilled water. Pitting tests were periodically interrupted to evaluate mass lo (mais) ss and to characterize the surface wear by SEM observations. At earlier pit erosion, stages intense and highly heterogeneous plastic deformation inside individual grains was observed. Later on, after the incubation period, mass loss by debris detachment was observed. Initial debris micro fracturing was addressed to low cycle fatigue. Damage started at both sites, inside the grains and grain boundaries. The twin boundaries were the most prone to mass-loss incubation. Grains with (101) planes oriented near parallel to the sample surface displayed higher wear resistance than grains with other textures. This was attributed to lower resolved stresses for plastic deformation inside the grains with (101) || surface texture.

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