Abstract: Magnetos de Nd-Fe-B produzidos por metalurgia do pó são altamente susceptíveis à corrosão devido à porosidade intrínseca e à sua microestrutura complexa. Por outro lado, tais ímãs apresentam excelentes propriedades magnéticas tendo por isso várias aplicações. Na área nuclear, os ímãs permanentes à base de terras raras-metais de transição-boro (Nd-Fe-B) são utilizados na fabricação de suportes magnéticos (levitação magnética) para ultra-centrífugas utilizadas no enriquecimento isotópico do urânio natural de utilização em reatores nucleares. Em Odontologia são utilizados para fixar próteses totais e parciais sobre implantes, em Ortodontia, para corrigir maloclusões e fazer movimentações dentárias e em Cirurgia buco-maxilo-facial para fixar próteses de grandes defeitos da face. Em equipamentos eletrônicos, os magnetos são utilizados em balanças, cadeados, motores elétricos e principalmente na confecção de discos rígidos de computadores.Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de corrosão do magneto e testar tratamentos superficiais a fim de substituir principalmente os tratamentos com cromato que hoje em dia não estão sendo mais utilizados principalmente devido à sua toxicidade e altos custos dos tratamentos dos resíduos. A avaliação da resistência à corrosão foi feita através da análise de curvas de polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, medidas de potencial de corrosão versus tempo e microscopia eletrônica de varredura a fim de associar a microestrutura ao comportamento de corrosão apresentado pelas amostras. Os resultados obtidos mostram que estes magnetos são altamente susceptíveis à corrosão e esta ocorre preferencialmente na fase rica em Nd, localizada nos contornos da fase matriz e magnética (). Tratamentos para proteção da superfície com revestimento de silano, revestimento de conversão de cério, moléculas auto-organizáveis (SAM), Cr hexavalente, fosfato tricatiônico seguido por passivação em solução de trióxido de cromo, e revestimento de fosfato obtido por imersão por 24 h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) seguido de imersão em solução de sulfato de zinco não melhoraram a resistência à corrosão do magneto. Dentre os tratamentos utilizados, o de fosfatização por 24h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) foi muito superior, conferindo maior proteção contra corrosão quando comparado com os outros tipos de tratamentos testados. ABSTRACT Nd-Fe-B magnets produced by powder metallurgy are highly susceptible to corrosion due to their complex microstructure and intrinsic porosity due to their fabrication process. Moreover, these magnets have excellent magnetic properties and find many applications. In the nuclear area, permanent magnets based on rare earth transition-iron-boron (Ne-Fe-B) are used in the manufacture of magnetic media (magnetic levitation) for ultra-centrifuges used for isotopic enrichment of uranium employed in nuclear reactors. In dentistry these types of magnets are used to fix total and partial prostheses on implants; in orthodontics to correct dental malocclusion and make moves; in buco-maxillo-facial surgery for setting facial prostheses of large defects of the face. In electronic equipment, they are used in scales, locks, electric motors and particularly in the manufacturing of hard drives of computers. The objective of this study is to evaluate the corrosion resistance of the magnet tested and surface treatments that could replace chromating that generates toxic residues and present high cost of processing waste with treatments that are environmentally friendly. The evaluation

Palavras-Chave: permanent magnets; neodymium alloys; iron alloys; boron alloys; corrosion protection; electric impedance; spectroscopy; phosphates

Abstract: O objetivo desse trabalho foi investigar as relações entre a durabilidade e as diversas configurações dos componentes de uma célula a combustível do tipo PEM por meio de Testes de Durabilidade de Longa Duração. Foram comparados três tipos de geometria de fluxo, duas espessuras de membranas poliméricas e dois níveis de cargas de platina. Em diversos aspectos, a geometria de canais de fluxo do tipo serpentina se mostrou superior aos demais. Em relação às membranas, as do tipo Nafion 212 se mostraram bastante frágeis e suscetíveis ao crossover de H2, apesar de fornecerem maior potência elétrica que as membranas Nafion 115, as quais exibiram maior durabilidade. No que diz respeito à carga de platina nos eletrodos, verificou-se que os eletrodos preparados com 0,1 mg Pt cm-2 perderam, proporcionalmente, mais área eletroquimicamente ativa que aqueles preparados com 0,4 mg Pt cm-2, mas, ao mesmo tempo, apresentaram as menores taxas de perdas irreversíveis de desempenho. As análises por diversas técnicas eletroquímicas indicaram que os aumentos das resistências ôhmicas e de transporte de massas são os fatores que mais contribuem para as perdas irreversíveis de desempenho, enquanto que o aumento da resistência de transporte de cargas devido ao encharcamento dos eletrodos é o principal responsável pelas perdas reversíveis de desempenho. A proporção de ionômero na camada catalítica foi investigada e verificou-se que, apesar de facilitar para que ocorram perdas reversíveis de desempenho, a maior proporção de ionômero na camada catalítica contribuiu em mitigar a degradação do MEA. Por fim, observou-se que a qualidade do contato entre os eletrodos e a membrana tem grande contribuição na durabilidade das células a combustível do tipo PEM.

Palavras-Chave: fuel cells; proton exchange membrane fuel cells; electrocatalysts; electrochemistry; energy losses; design; performance testing; service life; quality control; electric impedance; potentiostats; voltametry; sweep efficiency; scanning electron microscopy

Abstract: O processo de soldagem por fricção e mistura (FSW) tem despertado grande interesse nos últimos anos e tornou-se uma alternativa para unir materiais de baixa soldabilidade, como as ligas de alumínio das séries 2XXX e 7XXX, as quais são empregadas na estrutura das aeronaves, por possuírem elevada relação resistência/peso. O processo FSW, todavia, causa mudanças microestruturais nos materiais soldados, particularmente na zona misturada (ZM) e nas zonas termicamente (ZTA) ou termomecanicamente (ZTMA) afetadas. Estas mudanças geralmente interferem no desempenho frente à corrosão das ligas soldadas. No presente estudo, a resistência à corrosão das ligas de alumínio 2024-T3 e 7475-T761, unidas pelo processo FSW foi investigada em solução 10 mM de NaCl. Ensaios de visualização em gel ágar-ágar e de imersão associados a técnicas microscópicas foram realizados para investigar o efeito do acoplamento galvânico na corrosão das diferentes regiões da junta soldada. Os resultados do ensaio de visualização em gel mostraram que, quando acopladas, a liga 2024 atua como cátodo e a 7475 como ânodo. Os ensaios de imersão revelaram acoplamento galvânico entre as ligas na zona misturada (ZM). A região mais afetada pela corrosão foi a ZTMA da liga 7475, com corrosão intergranular desde as primeiras horas de imersão. A influência do processo de soldagem na resistência à corrosão das duas ligas de alumínio foi investigada por ensaios eletroquímicos. Os ensaios eletroquímicos adotados foram medidas de potencial de circuito aberto (PCA) em função do tempo de exposição ao meio corrosivo, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e curvas de polarização potenciodinâmica. Os ensaios de polarização mostraram elevada atividade eletroquímica na zona de mistura indicada pelos altos valores de densidade de corrente em comparação com as demais zonas testadas. Os resultados de EIE globais mostraram que nas primeiras horas de exposição ao eletrólito o processo de corrosão foi predominantemente controlado pela liga 7475; todavia, com o tempo de exposição ao eletrólito, a corrosão passou a ser controlada pela liga 2024.

Palavras-Chave: corrosion resistant alloys; pitting corrosion; friction factor; friction welding; solid state physics; electrochemical corrosion; mechanical impedance; bimetals; materials testing; microstructure; electric impedance; spectroscopy

Abstract: As membranas de troca aniônica são uma alternativa promissora para o desenvolvimento de eletrólitos mais eficientes para células a combustível alcalinas. Em geral, as membranas de troca aniônica são ionômeros capazes de conduzir íons hidroxila devido aos grupos quaternário de amônio e têm como característica elevado pH equivalente. Com o objetivo de desenvolver membranas aniônicas química e termicamente estáveis, com satisfatória condutividade iônica para aplicação em células a combustível alcalinas, as membranas aniônicas foram sintetizadas a partir de polímeros base de polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de ultra alto peso molecular (PEUHMW), poli(etileno-co-tetrafluoroetileno) (PETFE) e poli(tetrafluoroetilleno-co-hexafluoroetileno) (PFEP) previamente irradiados nas fontes de radiação gama de 60Co ou com feixe de elétrons, para enxertia do monômero de estireno e funcionalizados com trimetilamina para incorporação dos grupos quaternário de amônio. As membranas resultantes foram caracterizadas por espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (EPR), espectroscopia Raman, termogravimetria (TG), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), além da determinação do grau de enxertia, capacidade de absorção de água por gravimetria e capacidade de troca iônica, por titulação. As membranas sintetizadas com os polímeros LDPE e UHMWPE pré-irradiados a 70 kGy com feixe de elétrons e armazenadas a baixa temperatura (-70 °C) por até 10 meses, mostraram resultados de condutividade iônica, quando na forma (OH-), de 29 mS.cm-1 e 14 mS.cm-1 a 65 °C, respectivamente. Os filmes de PFEP irradiados no processo simultâneo mostram níveis de enxertia insuficientes para a síntese de membranas aniônicas, necessitando maiores estudos para aperfeiçoar os processos de irradiação e enxertia. As membranas baseadas em PETFE, pré-irradiadas a 70 kGy com feixe de elétrons e armazenadas a baixa temperatura (-70 °C) por até 10 meses, mostraram maior condutividade iônica, quando na forma hidroxila (OH-), com valores de condutividade iônica entre 90 mS.cm-1 e 165 mS.cm-1 na faixa de temperatura entre 30 e 60 °C. Estes resultados mostraram que membranas de LDPE, UHMWPE e PETFE são eletrólitos promissores para a aplicação em células a combustível alcalinas.

Palavras-Chave: gamma radiation; cobalt 60; ion exchange materials; membranes; graft polymers; alkaline electrolyte fuel cells; electron spin resonance; raman spectroscopy; thermal gravimetric analysis; electric impedance; spectroscopy; process development units