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IPEN-DOC 26099
- NAVILLE, WILLIAM
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Efeito da deformação plástica uniaxial na resistência à corrosão-fadiga do aço inoxidável ISO 5832-1
/ Effect of uniaxial plastic deformation on corrosion-fatigue resistance of stainless steel ISO 5832-1
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2019.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
121 p.
Orientador: Isolda Costa.
DOI:
10.11606/T.85.2019.tde-18102019-093623
Abstract: Processos de deformação plástica modificam o comportamento à fadiga dos aços inoxidáveis. A combinação desse efeito com um meio corrosivo pode afetar o comportamento frente à corrosão-fadiga do material. Isso ocorre por meio de interações entre o meio e a superfície do material deformado, particularmente com as bandas de escorregamento, inclusões e defeitos superficiais que, simultaneamente com o carregamento cíclico, levam à quebra do filme passivo. É esperado que diferentes sentidos de deformação plástica uniaxial apresentem diferentes efeitos no comportamento à corrosão-fadiga, uma vez que a extensão das interações superficiais é diferente em cada caso. Nesse estudo, o efeito da deformação plástica uniaxial em dois sentidos, de tração e de compressão, na resistência à corrosão-fadiga do aço inoxidável ISO 5832-1, material usado em implantes ortopédicos de fixação interna, do tipo placa óssea, foi investigado. Corpos de prova foram submetidos a deformação plástica em compressão ou em tração e, depois, a um condicionamento prévio seguido do ensaio de corrosão-fadiga. Os testes de corrosão-fadiga foram realizados com circulação de dois meios corrosivos. O primeiro meio consistiu em uma solução PBS com 0,9 % em massa de NaCl em água deionizada (pH neutro). O segundo meio de solução com 0,9% de NaCl, 1% H2O2 e 1% Albumina (pH 3), todas as porcentagens em massa. Os dois meios foram utilizados na temperatura de 37 ± 1°C. Amostras como recebidas (sem deformação uniaxial) no estado solubilizado também foram ensaiadas para comparação com as amostras deformadas. Os ensaios com a solução PBS não produziram corrosão por pite e a deformação plástica, seja em tração ou compressão, aumentou a resistência à corrosão-fadiga, comparadas ao material isento de deformação plástica. Todavia, na solução com cloreto de sódio, H2O2 e albumina (pH 3), houve redução da resistência à corrosão-fadiga em todas as condições de teste, comparando-se ao uso da solução PBS. Esse efeito foi mais pronunciado para os corpos de prova previamente deformados plasticamente por tração em comparação aos deformados por compressão. A exposição a esta solução promoveu pites de corrosão no carregamento cíclico que atuaram como concentradores de tensão e, consequentemente, aceleraram a falha por corrosão-fadiga.
Palavras-Chave: stainless steels; corrosion fatigue; deformation; implants; plastics; polyesters; biological materials; chemical analysis; microstructure; microhardness; indentation testing; surface properties; surface coating; surface treatments; standardization
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IPEN-DOC 19995Modificação da superfície de aço eletrozincado para proteção contra a corrosão por revestimentos isentos de cromo / Surface modification of electrogalvanized steel for protection against corrosion for coatings free chrome . 2014. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 154 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/T.85.2014.tde-27022014-133334 Abstract: Os revestimentos eletrozincados empregados como proteção galvânica ativa sobre os aços são utilizados industrialmente há longo tempo. Entretanto, como o zinco é um elemento muito reativo, o tratamento da sua superfície é necessário para aumentar sua vida útil. O tratamento mais utilizado consiste em imersão em solução de conversão contendo cromo hexavalente, o qual vem sendo banido por gerar substâncias tóxicas e carcinogênicas, tendo sua utilização proibida pelas normas europeias. Neste trabalho, foram estudados tratamentos alternativos ao cromato para o aço eletrozincado que não geram resíduos tóxicos. O tratamento escolhido foi desenvolvido em etapas. A primeira etapa envolveu o uso de um composto orgânico, o 2 butino-1,4 diol propoxilato, em solução com sais oxidantes e com nitrato de cério como aditivo. A etapa seguinte consistiu em imersão da superfície tratada pela etapa anterior, em um agente oxidante, o peróxido de hidrogênio. A terceira etapa consistiu na imersão em solução com 2 butino-1,4 diol propoxilato e oxalato de nióbio amoniacal (ANO). As superfícies tratadas, após cada uma das etapas, foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV), difração de raios X (DRX), espectroscopia por infravermelho (FTIR) e espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS). A caracterização quanto à corrosão das superfícies tratadas foi feita por ensaios de névoa salina e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Os resultados mostraram que cada uma das etapas teve uma contribuição no aumento da resistência à corrosão e esta foi dependente do tempo de tratamento em cada uma das três etapas. A composição química das camadas obtidas foi caracterizada por FTIR e XPS. Esta última técnica permitiu analisar a distribuição dos elementos nas camadas formadas ao longo da espessura da mesma, usando a técnica de desbaste (sputtering), obtendo perfis de profundidade. A presença de ácido carboxílico ligado ao substrato metálico (zinco) foi observada. Os resultados mostraram que ocorreu formação de camada orgânica e a incorporação de cério e de nióbio a esta camada. Estes se apresentam distribuídos em toda a extensão da camada, na forma de óxidos em dois estados de oxidação, III e IV, no caso do cério, e IV e V, no caso do nióbio. As camadas formadas após as várias etapas adotadas contêm uma estrutura polimérica formada por filme orgânico e uma mistura de óxidos, particularmente óxido e hidróxido de zinco, os quais ficam retidos na estrutura da camada e conferem proteção à corrosão do substrato metálico por períodos prolongados de imersão. Os resultados quanto a proteção à corrosão mostraram que o tratamento com o melhor desempenho (T10_10_10) proporcionou proteção ao substrato por longos períodos de tempo e esta foi superior em comparação à promovida por camada de cromato, tanto pelo ensaio de névoa salina como o de EIE. Este tratamento mostrou-se, portanto, uma alternativa promissora para substituição de camada de cromato na proteção de aço eletrozincado, tanto do ponto de vista ambiental, por não gerar resíduos tóxicos, como de resistência à corrosão.
Palavras-Chave: steels; electrochemical corrosion; surface coating; chromium; hazardous materials; toxicity; corrosion protection; cerium; niobium; corrosion resistance; wastes
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IPEN-DOC 06176
- CAIRO, CARLOS A.A.
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Desenvolvimento de um sistema de protecao antioxidante para o composito carbono-carbono.
1998.
Tese (Doutoramento) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
143 p.
Orientador: Jose Carlos Bressiani.
Palavras-Chave: carbon fibers; reinforced materials; composite materials; antioxidants; zirconium borides; flexural strength; phase transformations; structural chemical analysis; mechanical properties; surface coating; silicon carbides; boron
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IPEN-DOC 19937
- BORGES JUNIOR, REINALDO
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Desenvolvimento de método de medição das espessuras de núcleos e revestimentos de placas combustíveis
/ Development method for measuring thickness of nuclei and coating of fuel plates
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2013.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
83 p.
Orientador: Michelangelo Durazzo.
DOI:
10.11606/D.85.2013.tde-03022014-162505
Abstract: Um dos componentes mais importantes de um Reator Nuclear é o Combustível Nuclear. Atualmente, o mais avançado combustível comercial, cuja aplicabilidade nos reatores brasileiros vem sendo desenvolvida pelo IPEN desde 1985, é o siliceto de urânio U3Si2. Este é formado por placas combustíveis com núcleos de dispersão (onde o material físsil (U3Si2) é disperso homogeneamente em uma matriz de alumínio) revestidos por alumínio. Tal combustível é produzido no Brasil com tecnologia totalmente nacional, resultado do esforço realizado pelo grupo de fabricação de combustíveis nucleares (CCN Centro do Combustível Nuclear) do IPEN. Diante da necessidade do aumento da potência do reator IEA-R1 e da construção do Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), para a produção de radioisótopos principalmente para fins na área da medicina , haverá significativo aumento na produção deste combustível nuclear no IPEN. Em face desta conjuntura, faz-se necessário o desenvolvimento de técnicas de qualificação mais modernas e automatizadas. Visando a este objetivo, neste trabalho foi desenvolvido um novo método computacional de medição de espessuras de núcleos e revestimentos de placas combustíveis, o qual é capaz de realizar tais medidas em tempo menor e com dados estatísticos mais significativos, quando comparado com o método atual de medição.
Palavras-Chave: brazil; brazilian cnen; fuel plates; thickness; nuclei; cladding; surface coating; measuring methods; computers; calculation methods; statistics
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IPEN-DOC 06768
- FERNANDES, STELA M. de C.
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Influencia de terras-raras sobre a oxidacao de ligas formadoras de cromia.
1999.
Tese (Doutoramento) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
121 p.
Orientador: Lalgudi Venkataraman Ramanathan.
Palavras-Chave: rare earths; iron alloys; chromium alloys; surface coating; oxidation; chemical reactions; materials testing; melting; sol-gel process; thermal gravimetric analysis; scanning electron microscopy; x-ray diffraction
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IPEN-DOC 07615
- MENEGAZZO, ANA P.M.
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Estudo da correlacao entre a microestrutura e as propriedades finais de revestimentos ceramicos do tipo gres porcelanato.
2001.
Tese (Doutoramenro) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
251 p.
Orientador: Jose Octavio Armani Paschoal.
Palavras-Chave: ceramics; porcelain; microstructure; mechanical properties; physical properties; chemical properties; granites; surface coating
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IPEN-DOC 18252
- REJOWSKI, EDNEY D.
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Caracterização e desempenho de um filme de carbono amorfo hidrogenado tipo diamante (a-C-H) dopado com silício, aplicado em camisa de cilindro de motor à combustão interna
/ Characterization and performance of a graded hydrogen amorphous DLC film (a-C:H) doped with silicon, applied in cylinder liner component for internal combustion engine
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2012.
Dissertação (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
166 p.
Orientador: Marina Fuser Pillis.
DOI:
10.11606/D.85.2012.tde-10122012-125406
Abstract: Nas últimas décadas, questões sobre o controle de emissões em motores à combustão interna e sobre a redução de consumo de combustível vêm sendo debatidas globalmente, com claros desdobramentos em especificações de controles mais restritos, a fim de permitir a comercialização de novos motores à combustão interna a consumidores mais exigentes, que presam pela qualidade de vida e meio ambiente. Mesmo com a introdução de novas tecnologias, os motores ainda apresentam uma grande perda da energia gerada por conta do atrito mecânico. Com base neste contexto, os projetos dos novos motores visam uma melhor eficiência térmica e mecânica, com auxílio de soluções de engenharia que possam beneficiar o desempenho dos motores, resultando em uma melhor queima do combustível e menor atrito. Um dos contribuintes mais relevantes para o atrito num motor é o sistema pistão-anel de pistão-camisa de cilindro que é o foco de muitos trabalhos em busca da redução das perdas por atrito. As propriedades dos filmes à base de carbono tipo diamante (Diamond-Like Carbon - DLC) são bem conhecidas por apresentam alta resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito, tornando-se adequados para diferentes aplicações tribológicas. O presente trabalho discute a viabilidade técnica de se aplicar um filme DLC amorfo hidrogenado, com gradiente de composição química, sobre a superfície interna brunida de camisas de cilindro para redução do atrito. A metodologia aborda duas espessuras de filme: 2,5 e 12,5 μm, depositadas pelo processo de deposição química em fase vapor assistida por plasma (PACVD), como alternativa para redução do atrito do motor e, consequentemente, redução no consumo específico de combustível, e ainda na redução do desgaste dos anéis de pistão e da superfície de trabalho da camisa de cilindro. Comparando camisas de cilindro com mesma rugosidade na superfície interna, denominadas camisas de referência (sem revestimento interno) e camisas recobertas com filme DLC, testes de bancada com movimento recíproco de contato mostraram redução do coeficiente de atrito (COF) em até 19%. Testes de motor ciclo Otto e Diesel em banco de prova com dinamômetro conferiram, respectivamente, uma redução da pressão média efetiva de atrito (FMEP) do motor em até 12% e consumo específico de combustível (BSFC) em até 2,5% em rotações de 1000 a 1400 rpm.
Palavras-Chave: environmental impacts; environmental effects; engines; combustion; cylinders; pistons; rings; surface coating; plasma pressure; hydrogen; diamonds; carbon; films
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IPEN-DOC 16748
- SANTOS, WILMA A.T. dos
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Investigação da citotoxicidade e resistência à corrosão de revestimentos eletrodepositados de cobre, níquel e bronze branco, com e sem camada de ouro, utilizados em aplicações decorativas
/ Investigation on the cytotoxicity and corrosion resistance of copper, nickel and white brass electrodeposited coatings, with or without gold layer, used in decorative applications.
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2011.
Dissertação (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
111 p.
Orientador: Isolda Costa.
Palavras-Chave: surface coating; gold; nickel; bronze; layers; corrosion; toxicity; cytology; dermatitis
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IPEN-DOC 23021
- PIERETTI, EURICO F.
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Biomêcanica aplicada na avaliação de propriedades de implantes ortopédicos metálicos tratados por feixe laser
/ Applied biomechanics to evaluate the properties of laser beam treated orthopedic implants
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2016.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
204 p.
Orientador: Maurício David Martins das Neves.
DOI:
10.11606/T.85.2017.tde-18042017-145929
Abstract: A marcação por feixe laser em superfícies é utilizada para assegurar a identificação e a rastreabilidade em biomateriais. A texturização via feixe laser confere maior aderência às superfícies dos dispositivos médicos implantáveis. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o comportamento da superfície do aço inoxidável austenítico ABNT NBR ISO 5832-1 submetido à marcação e texturização com feixe laser de fibra óptica, alterando-se a frequência dos pulsos; frente ao seu comportamento biomecânico, por meio de: ensaios de resistência à tração, fadiga e desgaste; verificar a susceptibilidade à corrosão localizada, por ensaios eletroquímicos em solução que simula os fluidos corpóreos; e caracterizar a sua microestrutura. Os tratamentos alteraram a rugosidade e a dureza dos biomateriais em função do aumento da frequência dos pulsos. A microestrutura e composição química das superfícies sofreram mudanças que afetaram diretamente a camada passiva dos aços inoxidáveis. Este efeito foi comprovado com o uso de SVET, XPS e caracterização de propriedades eletrônicas do filme passivo. Os dois tipos de tratamentos implicaram em aumento de susceptibilidade magnética das superfícies. Os parâmetros utilizados para as marcações e texturizações não causaram diminuição na viabilidade celular, de modo que não apresentou citotoxicidade mesmo após incubação prolongada. Este biomaterial mostrou-se adequado perante os ensaios biomecânicos, uma vez que os tratamentos a laser, nas condições utilizadas, não induziram a formação de tensões superficiais de magnitude capaz de levar à fratura por fadiga, indicando vida em fadiga infinita; tampouco se pôde relacionar a região de fratura por tração com as marcações a laser. O volume de desgaste diminuiu em função do aumento da dureza produzido pela elevação da frequência do pulso nas texturizações. O caráter visual das marcações e texturizações por feixe laser foi assegurado após a maioria dos ensaios realizados.
Palavras-Chave: implants; skeleton; medical surveillance; surface coating; surface treatments; surface forces; electrochemical coating; body fluids; stainless steels; tensile properties; fatigue; tribology; wear; corrosion; biochemistry; laser beam machining; x-ray diffraction; films; neutron activation analysis; scanning electron microscopy; standardization; comparative evaluations
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IPEN-DOC 21775
- ALVES, LUCAS C.
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Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
/ Characteristics of chromium from electroplating sludge: technical and economic evaluation of removal processes
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2016.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
97 p.
Orientador: Emília Satoshi Miyamaru.
DOI:
10.11606/D.85.2016.tde-29032016-084227
Abstract: O lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental.
Palavras-Chave: waste processing; evaluation; electroplating; solid wastes; removal; activated sludge process; chromium alloys; surface coating; citric acid; hydroxy acids; calcium; economics; environmental impacts
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.
2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.
O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
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