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A novel technology to deposition diamond-like carbon thin films: cathodic cylinder plasma deposition
(JOM, 2025-07-16) Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Araújo, Anthunes Íkaro de; Nascimento, Igor Oliveira; Feitor, Michelle Cequeira; Libório, Maxwell Santana; Linhares, Álvaro Albueno da Silva; Vieira, Pâmala Samara; Alves, Salete Martins; https://orcid.org/0000-0001-7429-4273; https://orcid.org/0000-0003-0458-2557; https://orcid.org/0000-0002-4850-9493; https://orcid.org/0009-0007-8181-7280; https://orcid.org/0000-0003-1579-8775; https://orcid.org/0009-0009-6365-2691; https://orcid.org/0009-0002-0627-0530; https://orcid.org/0000-0002-2659-4746
This study investigates the influence of deposition temperature on the formation of diamond-Like carbon (DLC) films on AISI 4340 steel using the cathodic cylinder plasma deposition (CCyPD) technique. The films were deposited in an acetylene atmosphere at 350°C, 400°C, and 450°C, and the samples were characterized using Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), Vickers hardness testing, and friction coefficient measurements. The results indicate that increasing the deposition temperature significantly impacts the microstructure and tribological properties of the DLC films. At 450°C, the films exhibited higher hardness due to the increased concentration of sp3 carbon, which led to a denser and more rigid structure. However, a notable reduction in film thickness was observed, likely due to increased carbon deposition efficiency and structural densification. The film deposited at 400°C demonstrated the optimal balance between hardness and wear resistance. These findings highlight the critical role of temperature control in optimizing the mechanical and tribological properties of DLC films for various industrial applications
A novel technology to deposition diamond-like carbon thin films: cathodic cylinder plasma deposition
(JOM The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (TMS), 2025) Araújo, Anthunes Íkaro de; Nascimento, Igor Oliveira; Feitor, Michelle Cequeira; Libório, Maxwell Santana; Linhares, Álvaro Albueno da Silva; Vieira, Pâmela Samara; Alves, Salete Martins; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de; Lima, Cleânio da Luz; Sousa, Ediones Maciel de; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; https://orcid.org/0009-0007-8181-7280; https://orcid.org/0000-0002-4850-9493; https://orcid.org/0000-0003-1579-8775; https://orcid.org/0009-0002-0627-0530; https://orcid.org/0000-0002-2659-4746; https://orcid.org/0000-0003-3958-7008
This study investigates the influence of deposition temperature on the formation of diamond-Like carbon (DLC) films on AISI 4340 steel using the cathodic cylinder plasma deposition (CCyPD) technique. The films were deposited in an acetylene atmosphere at 350C, 400C, and 450C, and the samples were characterized using Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), Vickers hardness testing, and friction coefficient measurements. The results indicate that increasing the deposition temperature significantly impacts the microstructure and tribological properties of the DLC films. At 450C, the films exhibited higher hardness due to the increased concentration of sp3 carbon, which led to a denser and more rigid structure. However, a notable reduction in film thickness was observed, likely due to increased carbon deposition efficiency and structural densification. The film deposited at 400C demonstrated the optimal balance between hardness and wear resistance. These findings highlight the critical role of temperature control in optimizing the mechanical and tribological properties of DLC films for various industrial applications
Análise da nitretação por plasma com gaiola catódica em aço AISI H13
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-05-05) Bezerra, Polyana de Lima; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; Libório, Maxwell Santana; Medeiros Neto, João Freire de
: O presente trabalho consiste em analisar a influência da deposição de filmes de TiN e FexNy através da técnica de nitretação por gaiola catódica sobre substrato de aço AISI H13. Logo, as amostras foram submetidas a nitretação por plasma com gaiolas catódicas distintas, sendo estas de Titânio Grau II e Aço Inox AISI 304 com temperaturas respectivamente controladas a 450°C e 400°C durante 4 horas. Após realizado, as amostras foram caracterizadas através de microscopia ótica, microdureza superficial e de perfil. Por fim, os resultados constataram que todas as amostras obtiveram um aumento significativo de dureza superficial e de perfil, porém o tratamento que se sobressaiu foi o da nitretação por plasma com gaiola catódica de Titânio grau II, pois apresentou uma melhor dureza de superfície e perfil a uma maior profundidade, sendo adequado para a aplicação em elementos de máquinas e ferramentas que necessitem apresentar maior resistência ao desgaste e mecânica.
Analysis of the photocatalytic activity and adsorption of CuS nanoparticles synthesized by chemical Route for the degradation of organic contaminants
(ACS Omega, 2025-07-11) Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Silva, Crislaine Beatriz Guedes da; Lima, Luciano Lucas Fernandes; Araújo, Antônio Marcos Urbano de; Vieira, Pâmala Samara; Garcia, Ramón Raudel Peña; Silva, André Felipe Soares do Monte e; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de; Leite, Amanda Melissa Damião; Libório, Maxwell Santana; https://orcid.org/0000-0001-7429-4273; https://orcid.org/0000-0003-4671-6170; https://orcid.org/0000-0001-8994-0418; https://orcid.org/0009-0009-6365-2691; https://orcid.org/0000-0001-9725-5234; https://orcid.org/0000-0003-2062-6505; https://orcid.org/0000-0003-1597-4230; https://orcid.org/0000-0003-1579-8775
The treatment of industrial and domestic wastewater is an urgent environmental need. In this context, the photocatalytic activity of semiconductors offers a promising route for degrading organic contaminants. CuS nanoparticles were chemically synthesized using thiourea and copper sulfate in varying concentrations to investigate how precursor ratios affect the chemical composition, structural and morphological features, and optical-electronic properties. The photocatalytic degradation of methylene blue under low-power visible light (10 W), without H2O2 and using a low catalyst dose, showed promising results. Samples with lower sulfate content reached ∼78% degradation, while those with 0.20 M thiourea and 0.15–0.20 M sulfate achieved up to 99%. Mesoporous and macroporous structures (3.85–50 nm) promoted adsorption without hindering photocatalytic efficiency, indicating that, in certain samples, the combined morphological and electronic features enhanced dye removal
Application of nitriding and duplex treatment on steel drills-HSS
(JMEST, 2020-04) Feitor, Michelle Cequeira; Serra, Petteson Linniker Carvalho; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de; Barros Neto, João Rodrigues de; Libório, Maxwell Santana; Costa, Thércio Henrique de Carvalho
The present study aims to evaluate the application of plasma nitriding (at temperatures of 450° and 500°C) and duplex treatment (conventional nitriding followed by TiN deposition, using the cathodic cage deposition technique). Samples were characterized by Vickers Microhardness Test, Scanning Electron Microscopy-SEM, and Energy Dispersion Spectroscopy-EDS. Drill performance was evaluated after machining SAE1045 steel specimens, using flank wear and hole diameter measurements. The performance test pointed to the viability of the treatment at 450°C, whose treated drill had a longer life than in the untreated drill, in addition to meeting the dimensional quality in all holes. In contrast, the other tools, nitrided at 500°C and submitted to the duplex treatment, they presented performance below the expected, not showing viability for application in these conditions. Additionally, it was observed the existence of a thermal gradient formed during the treatment
Deposição a plasma de revestimento solido-lubrificante utilizando técnica de cilindros catódicos em aço AISI1020
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-12-23) Lima, Luciano Lucas Fernandes; Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Medeiros Neto, João Freire de; Libório, Maxwell Santana
A utilização de filmes sólidos lubrificantes permite ser uma ótima opção no controle do desgaste e atrito sob certas condições de operação além de não agredirem o meio ambiente. Assim, este trabalho visa realizar um estudo acerca da deposição por plasma com cilindros catódicos de filmes finos de MoS2 em substratos de aço AISI 1020. A partir de uma adaptação da gaiola catódica, as amostras foram tratadas em potencial catódico e flutuante com temperaturas de 300 °C, 350 °C e 400 °C, todas com atmosfera rica em argônio. Após os tratamentos, as mesmas foram submetidas a análises químicas por difração de raios X (DRX), além de ensaio tribológico caloteste. Foi possível quantificar a espessura do revestimento utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV). De maneira geral, os resultados apresentaram êxito na deposição do bissulfeto de molibdênio em todas as amostras tratadas em potencial flutuante, como foi possível visualizar no DRX, uma vez que indicou a presença de picos referentes ao MoS2 e seus compostos, além de uma expressiva redução no desgaste através no ensaio de caloteste.
Deposição de filmes compósitos NbxOy/C/TiOx em aço SAE 4340
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-24) Santos, Antonio Thiago dos; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; http://lattes.cnpq.br/3647710047561421; Libório, Maxwell Santana; http://lattes.cnpq.br/1840848773429843; Medeiros Neto, João Freire de; http://lattes.cnpq.br/912818360056795
O aço SAE 4340 é uma importante liga metálica utilizada na produção de componentes como virabrequins e perfuratrizes, pois é um material resistente a desgaste e a corrosão. Com o objetivo de estudar as mudanças nas propriedades deste metal, devido a deposição a plasma de filmes compósitos usando a técnica da gaiola catódica (CCPN) foi realizado esse trabalho. As amostras de aço SAE 4340 foram tratadas com deposição a plasma de uma mistura de dióxido de titânio (TiO2), pentóxido de nióbio (Nb2O5) e grafite (C) em uma atmosfera de nitrogênio e hidrogênio, os tratamentos tiveram um período de 4 horas e cada amostra foi tratada a uma temperatura diferente que são de 300°C, 350ºC e 400°C. As amostras foram caracterizadas com o objetivo de se medir a variação da dureza, resistência ao desgaste e a deposição de material, assim sendo foi realizado testes de microdureza, pino-sobre-disco, microscopia ótica, perfilometria de rugosidade, fluorescência de raios X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Durante os testes foi identificado um aumento na dureza, maior resistência ao desgaste e uma deposição de material nas amostras.
Desenvolvimento de ferramentas de corte auto-lubrificantes utilizando deposição de filmes finos de MoS2/TiN em multicamadas por magnetron sputtering
(2020-01-24) Libório, Maxwell Santana; Alves, Salete Martins; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; ; ; ; Feitor, Michelle Cequeira; ; Franceschini Filho, Dante Ferreira; ; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de;
A lubrificação no processo de fabricação representa até 17% no custo total da produção, sendo um fator importante para a indústria. Além do alto custo, no campo de fabricação e usinagem, o uso de fluidos de corte promovem riscos para saúde e meio ambiente. Portanto, um dos focos no estudo de lubrificantes está em substituir produtos químicos para tornar o processo cada vez mais limpo. Atualmente, a maioria das ferramentas de corte de alta velocidade apresentam revestimentos que diminui o uso de lubrificantes líquidos. Filmes sólidos lubrificantes como MoS2 são usados no controle de atrito e desgaste em aplicações tribológicas severas. Estes filmes são formados normalmente através de deposição por plasma por magnetron sputtering. Para produzir revestimento lubrificante em ferramenta de aço rápido e metal duro, neste trabalho, foi desenvolvido um processo híbrido de formação de filmes em multicamadas de nitreto de titânio (TiN) e bissulfeto de molibdênio (MoS2) usando as técnicas de deposição por gaiola catódica e magnetron sputtering. Os filmes foram depositados em substratos de aço M2 e ferramentas de WC. Foram realizados os ensaios de microdureza Vickers para quantificar a resistência superficial das amostras revestidas. Caracterizações químicas e morfológicas foram usadas neste estudo para relacionar a estrutura, fases e número de camadas dos filmes com a mudança do atrito e perda de energia na forma de calor no processo de usinagem. Difração de raios-X (DRX) e Espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foram usados para determinar as fases e composição dos filmes, a morfologia foi observada por meio do ensaio de Microscopia de força atômica (MFA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A rugosidade foi medida com rugosímetro portátil e após os processos de deposição das camadas nos discos de aço M2 a avaliação do coeficiente de atrito foi feita por ensaio de HFRR e nas ferramentas de WC foi realizado o ensaio de usinagem em torno convencional. Neste ensaio foram apresentados resultados favoráveis a lubricidade do material, apresentando menor perda de energia em forma de calor e consequentemente, diminuição do atrito, o que resulta em aumento de vida útil e menor possibilidade de formação de trincas térmicas nas ferramentas submetidas ao processo híbrido (deposição por gaiola catódica e magnetron sputtering) apresentado neste trabalho.
Desenvolvimento e estudo da técnica de deposição por plasma gerados através de cilindros catódicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-07-09) Medeiros Neto, João Freire de; Nascimento, Rubens Maribondo do; https://orcid.org/0000-0001-9094-0044; http://lattes.cnpq.br/8671649752936793; http://lattes.cnpq.br/9128183600567956; Alves, Salete Martins; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; Carvalho, Albano Augusto Cavaleiro Rodrigues de; Fontana, Luís César; Libório, Maxwell Santana
Este estudo introduz a técnica de deposição de filmes compósitos por meio da deposição a plasma por cilindros catódicos (CCyPD). Tal técnica corresponde a uma variação do sistema de deposição por gaiola catódica (CCPD) existente, que consiste na substituição dos furos da gaiola por cilindros de materiais na forma de pós compactados, o que permite a deposição de diversos tipos de materiais de forma simultânea e empregando parâmetros de tratamento já utilizados na deposição por gaiola catódica convencional, o qual viabiliza e facilita a implantação desta técnica. Desta forma, este trabalho apresenta três diferentes deposições, que utilizaram a técnica de cilindros catódicos. No primeiro tratamento foram utilizados cilindros de MoS2, com o intuito de depositar um filme de estrutura lamelar que favorece os planos de deslizamento e reduz o coeficiente de atrito; no segundo, foram utilizados cilindros de pó composto contendo TiO2, Nb2O5 e C (grafite), com fluxo de hidrogênio e nitrogênio que favorecem a redução de óxidos e a deposição de um filme duro a base de nitretos e carbetos de titânio e nióbio; e no terceiro utilizaram-se os dois tipos de cilindros, usados anteriormente, de forma simultânea para a deposição de um filme duro e lubrificante. As amostras tratadas apresentaram uma menor taxa de desgaste, coeficiente de atrito mais baixo e uma menor temperatura de durante o ensaio tribológico, quando comparadas com as amostras não tratadas, devido à presença de uma fase de bissulfeto de molibdênio (MoS2), que atua como um agente lubrificante sólido em aplicações de contato deslizante. Os tratamentos que utilizaram deposição de filme duro resultaram em um aumento de três a quatro vezes de dureza e houve a formação de filmes compósitos de TiN, NbN, NbC. Houve também destaque para a redução do desgaste, que diminuiu de 10 a 50 vezes para as amostras tratadas em maiores temperaturas.
Determination of film thickness through simulation of vickers hardness testing
(Materials Research, 2017-05) Libório, Maxwell Santana; Dias, Avelino Manuel da Silva; Souza, Roberto Martins
In recent decades, changes in the surface properties of materials have been used to improve their tribology characteristics. However, this improvement depends on the process, treatment time and, essentially, the thickness of this surface film layer. Physical vapor deposition (PVD) has been used to increase the surface hardness of metallic materials. The aim of the present study was to propose a numerical-experimental method to assess the thickness (l) of films deposited by PVD. To reach this objective, Vickers experimental hardness data (HV) assays were combined with numerical simulation to study the behavior of this property as a function of maximum penetration depth of the indenter (hmax) into the film/substrate conjugate. A strategy was developed to combine the numerical results of the H x hmax/l curve with Vickers experimental hardness data (HV). This methodology was applied to a TiN-coated M2 tool steel conjugate. The mechanical properties of the studied materials were also determined. The thickness results calculated for this conjugate were compatible with their experimental data.
Efeito das propriedades físicas, químicas e morfológicas na redução de arrasto do Sylgard 184 modificado por plasma no escoamento laminar
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-08) Lima, Luiz Henrique Pinheiro de; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; Bessa, Kleiber Lima de; http://lattes.cnpq.br/3825553608740400; https://orcid.org/0000-0001-7429-4273; http://lattes.cnpq.br/3647710047561421; http://lattes.cnpq.br/3732022226834668; Feitor, Michelle Cequeira; https://orcid.org/0000-0002-4850-9493; http://lattes.cnpq.br/4011909474871656; Ortiz, Jayme Pinto; Libório, Maxwell Santana
Neste trabalho foi proposto produzir superficies de silicone tratada superficialmente a plasma que podem promover a redução de arrasto e melhoria da redução do desgastes de dispositivos customizados de silicone que nescessita de redução de arrasto, além de analisar as propriedades mecânicas das superficies produzidas. As superfícies superhidrofóbicas (SSH) possuem alta repelência à água e vêm sendo estudadas como mecanismo alternativo para redução de arrasto. As alterações promovidas na superfície do Sylgard® devido a deposição de substância como: acetileno, argônio e oxigênio, através do tratamento a plasma tem apresentado o fenômeno de redução de arrasto em superfícies cilíndricas propostos em diâmetros e comprimentos predefinidos. A redução de arrasto (RA) para os tubos flexíveis foi avaliada em bancada de reômetro, nas variações de rotações por minuto de 50 rpm, 100 rpm, 250 rpm antes e após a deposição a plasma. As modificações superficiais, morfológicas e químicas, foram comprovadas por análises de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Infravermelho por Transformada de Fourrier (AFTIR), Microscopia de Força Atômica (MFA), em placas planas, esperando que seja mostrada a impressão de uma estrutura rugosa na escala nanométrica com deposição de elementos químicos da solução polimerizante através do plasma. As amostras tratadas mostraram - se com menor resistência ao escoamento da água, testado através da imposição do torque sobre os tubos. As amostras de argônio apresentaram as melhores reduções de arrasto mesmo submetidas a escoamento laminar.
Enhancing wear resistance of AISI 1045 steel through duplex plasma treatment with vanadium cage
(JOM, 2025-02) Silva, Lucas Pereira da; Libório, Maxwell Santana; Sousa, Ediones Maciel de; Silva, Lauriene Gonçalves da Luz; Monção, Renan Matos; Brito, Marcos Cristino de Sousa; Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Almeida, Larissa Solano de; Rossino, Luciana Sgarbi; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de; https://orcid.org/0000-0001-7429-4273; https://orcid.org/0000-0003-1579-8775; https://orcid.org/0000-0002-5595-2207; https://orcid.org/0000-0001-5174-1077; https://orcid.org/0000-0001-9097-9950; https://orcid.org/0000-0003-4893-9976; https://orcid.org/0000-0002-0524-5117; https://orcid.org/0000-0001-6858-1524; https://orcid.org/0000-0003-2755-8349; https://orcid.org/0000-0003-2062-6505
AISI 1045 steel is widely used in mechanical parts of industrial equipment. However, its surface mechanical properties can be improved to increase this steel's applicability and service life. This study proposes an evaluation of the feasibility of duplex treatment concerning plasma nitriding (PN) and cathodic cage plasma deposition (CCPD) for reducing wear on AISI 1045 steel. X-ray diffraction, roughness, Vickers hardness, scanning electron microscopy, and wear test results showed that duplex treatment (PN + CCPD) caused the formation of nitride phases responsible for surface hardening, a significant increase in wear resistance for samples subjected to PN and duplex treatment. However, the sample subjected to duplex treatment showed a hardness 77.2% higher than that of the sample that was only nitrided and a greater depth of surface modification, giving the duplex treatment mechanical advantages due to the longer period of time required for AISI 1045 mechanical parts
Estudo da deposição a plasma utilizando nova configuração de gaiola catódica: avaliada através da deposição de filme fino de MOS2 em Aço AISI 1020
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-05-18) Lima, Luciano Lucas Fernandes; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; https://orcid.org/0000-0001-7429-4273; http://lattes.cnpq.br/3647710047561421; http://lattes.cnpq.br/0440790608265232; Nascimento, Igor Oliveira; Libório, Maxwell Santana; Sousa, Rômulo Ribeiro Magalhães de
A utilização de filmes sólidos lubrificantes é uma ótima opção no controle do desgaste e atrito sob certas condições de operação além de não agredirem o meio ambiente. Assim, este trabalho visa realizar um estudo acerca da deposição por plasma com gaiola catódica de filmes finos de MoS2 em substratos de aço AISI 1020. A partir de uma adaptação da gaiola catódica denominada cilindros catódicos, as amostras foram tratadas em potencial catódico e flutuante com temperaturas de 300 °C, 350 °C e 400 °C, todas com atmosfera rica em argônio, para estudar sua deposição nas duas configurações de potencial. Após os tratamentos, as amostras foram submetidas a análises químicas por difração de raios-X (DRX) e espectroscopia Raman, além de ensaio tribológico de caloteste. Foi possível quantificar a espessura do revestimento utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV). De forma geral, os resultados indicaram êxito na deposição do bissulfeto de molibdênio em todas as amostras tratadas em potencial flutuante, e na formação de compostos de sulfeto em potencial catódico. Também foi possível qualificar o filme observando as bandas de vibração após deconvolução da espectroscopia Raman, uma vez que indicou a presença de picos referentes ao MoS2 e seus compostos. Por fim, houve uma expressiva redução no desgaste através do ensaio de caloteste.
Estudo da deposição de filmes de bissulfeto de molibdênio por plasma em gaiola catódica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-18) Sousa, Douglas Rafael Silva; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; Libório, Maxwell Santana; Medeiros Neto, João Freire de
A utilização de filmes sólidos lubrificantes permite operações que não agridem o meio ambiente, além de serem uma ótima opção no controle do desgaste e atrito sob certas condições de operação. Assim, este trabalho visa realizar um estudo acerca da deposição por plasma em gaiola catódica de filmes finos de MoS2 em substratos de aço AISI 1020. A partir de uma adaptação da gaiola catódica, as amostras foram tratadas em temperaturas de 300 °C, 350 °C e 400 °C. Após os tratamentos, as mesmas foram caracterizadas por difração de raios-X, espectroscopia Raman, ensaio tribológico pino-disco e análise topográfica por rugosidade. De forma geral, os resultados indicaram êxito na deposição do bissulfeto de molibdênio em todas as amostras tratadas, além de uma expressiva redução no desgaste, contudo, não foi possível verificar uma redução do coeficiente de atrito em relação ao substrato sem tratamento.
Estudo da deposição de hidroxiapatita por PEO em amostras de TI CP2 e aço inoxidável AISI 316LVM
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-01-15) Menezes, Anderson Wagner Alves de; Feitor, Michelle Cequeira; ; http://lattes.cnpq.br/4011909474871656; ; http://lattes.cnpq.br/3703537226549989; Silva, Filipe Samuel Correia Pereira da; ; Libório, Maxwell Santana; ; http://lattes.cnpq.br/1840848773429843; Costa, Thercio Henrique de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/3647710047561421
A relação tecido-prótese é de crucial importância para o sucesso de um implante. Visando maiores níveis de afinidade entre o implante e o corpo humano a engenharia se debruça em estudos sobre processos de revestimentos cerâmicos, modificações superficiais e busca de novos materiais. Muitas pesquisas têm-se dado sobre o recobrimento de superfícies metálicas com hidroxiapatita, devido as suas características serem similares ao osso humano, através da técnica de plasma eletrolítico oxidativo (PEO), visando a melhora da biocompatibilidade dos implantes, o aumento de vida útil e reduzindo processos de rejeição ou reações adversas. Assim, o dado trabalho buscou estudar a influência de algumas variáveis do processo PEO na formação de um revestimento de hidroxiapatita em superfícies de Ti cp2 e aço AISI 316lvm. Para esse fim, foi estudada a variação do pH da solução eletrolítica (1 a 9), o tempo total de tratamento (15 a 90s), o comportamento da corrente elétrica no tempo, a polaridade de tratamento e a solução eletrolítica, sempre para a variação de somente um dos parâmetros citados. Os resultados de FRX, EDS e MEV-FEG denotaram o sucesso na produção de um revestimento, que de acordo com as variáveis de tratamento pode apresentar variados níveis de espessura, porosidade, topografia e de percentual dos elementos base da hidroxiapatita (Ca e P).
Estudo de revisão de tratamento por nitretação a plasma do aço ferramenta AISI H11
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12) Alencar, Matheus Vasconcelos; Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Libório, Maxwell Santana; Feitor, Michelle Cequeira
O presente trabalho foi feito sobre uma revisão de tratamento sobre diversas condições experimentais da nitretação a plasma do aço ferramenta AISI H11. Feito com base na Web of Science, a fim de avaliar o grau de mudança que o processo causa no aço em questão, e comparar as propriedades de dureza, tenacidade, resistência a corrosão e desgaste. Foi encontrado em diversos autores que algumas propriedades tendem a melhorar, em detrimento a outras, neste caso a resistência a fadiga e rugosidade
Experimental-numerical technique to evaluate the thickness of tin thin film
(Materials Research, 2019) Dias, Avelino Manuel da Silva; Silva, Everton Carneiro da; Libório, Maxwell Santana
In this study, the numerical analysis of instrumented indentation testing was combined with the experimental procedure to evaluate the mechanical properties and thickness of a titanium nitride (TiN) film deposited on titanium substrate (Ti) by plasma processing. TiN film thickness is an important parameter for the surface treatment industry. In numerical analysis, the finite elements method (FEM) was applied using Marc™ commercial software. Initially, the mechanical properties of the film and substrate were determined using a numerical-experimental methodology, combining the results of indentation testing with a Berkovich indenter and the same numerical simulation for both the film and substrate. Next, the behavior of instrumented Vickers hardness as a function of maximum indenter penetration depth (hmax) was compared with the numerical results of this hardness as a function of the ratio between penetration depth and film thickness (hmax/t). Both curves were fitted using power law equations, which calculated film thickness applying a new convergence algorithm. Finally, it also was shown that the film thickness obtained agrees with the experimental range reported in the literature.
Incorporação de algodão pré-consumo em compósitos poliméricos para aplicações têxteis
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-05-21) Oliveira, Briseis Gonçalves de; Leite, Amanda Melissa Damião; Alves, Salete Martins; https://orcid.org/0000-0002-2659-4746; http://lattes.cnpq.br/8550161853747323; https://orcid.org/0000-0003-1597-4230; http://lattes.cnpq.br/3077817092155432; http://lattes.cnpq.br/6989063367552803; Libório, Maxwell Santana; https://orcid.org/0000-0003-1579-8775; http://lattes.cnpq.br/1840848773429843; Carvalho, Nayara Bezerra; http://lattes.cnpq.br/3746038535591614
Considerada uma das mais antigas e lucrativas do mundo, a indústria têxtil é também uma das principais geradoras de resíduos sólidos, devido às práticas ambientalmente insustentáveis do fast fashion que geram volumes de resíduos têxteis. Entre esses resíduos, destaca-se o algodão, fibra natural amplamente utilizada. Esta pesquisa propõe a reutilização de resíduos de algodão pré-consumo (RTCO) no desenvolvimento de compósitos reforçados com aplicação na moda. Embora existam estudos sobre compósitos reforçados com resíduos lignocelulósicos em outros setores, faltam pesquisas sobre o uso de RTCO em materiais estruturantes aplicados diretamente em roupas. Além disso, a técnica de inversão de fases, comum na produção de membranas, é raramente explorada na fabricação de compósitos. Este trabalho busca preencher essa lacuna, ao propor uma abordagem inovadora e sustentável de logística reversa e economia circular para a reutilização desses resíduos na moda. Assim, os compósitos são desenvolvidos com matriz polimérica de polisulfona (PSU) e reforço de RTCO nas técnicas de inversão de fases: precipitação por evaporação do solvente e precipitação por imersão, para confeccionar aviamentos, não tecidos, estruturantes. A preparação iniciou-se com 10 % de PSU dissolvido em 90 % de N,n-dimetilformamida (DMF), em temperatura ambiente (25º), sob agitação por 8 h. Decorrido esse tempo, acrescentou-se o resíduo têxtil processado nas proporções 6 %, 12 % e 18 % sob agitação contínua por mais 1 h. Com a solução polimérica espalhada no molde, a formação dos materiais PSU/RTCO-I ocorreu após sua imersão em banho de não solvente (água destilada). Enquanto para o PSU/RTCO-E, esperou-se o solvente evaporar completamente de forma controlada. Os resultados do MEV indicaram que todos os compósitos PSU/RTCO-I e PSU/RTCO-E apresentaram boa interação interfacial entre RTCO e PSU e boa distribuição das fibras no todo. Os compósitos PSU/RTCO-E apresentaram maior porosidade e hidrofilicidade, com destaque para o PSU/RTCO-E 12 % que apresentou um maior alongamento. Os compósitos PSU/RTCO-I demonstraram superfícies mais homogêneas, menor molhabilidade e menor absorção de água. As análises de DRX confirmaram a preservação da celulose tipo I e a intensificação de picos com o aumento da concentração de RTCO. Os melhores resultados mecânicos foram observados em PSU/RTCO-I 12 % e 18 % de carga, portanto, essa técnica tornou-se a mais adequada para aplicação como aviamentos estruturantes. Esta pesquisa demonstra a viabilidade técnica de compósitos com resíduos têxteis via inversão de fases e amplia as possibilidades de reaproveitamento de resíduos no setor.
Influência das camadas de nitreto de titânio e nitreto de ferro depositadas por gaiola catódica sobre aço AISI D2
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-18) Santos, Pedro Henrique Diniz dos; Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Libório, Maxwell Santana ; Nascimento, Igor Oliveira
Aço AISI D2 é classificado como aço para trabalho a frio com alto teor de cromo e de carbono, possui boa resistência a abrasão e elevada dureza. A utilização desse aço em ferramentas como punção, matrizes exige dentre outras coisas que ele sofra desgastes e consequentemente sua vida útil seja limitada. O uso de tratamentos termoquímicos para o aumento da dureza superficial, resistência a corrosão e ao desgaste já está consolidado na literatura, entretanto em aços-ferramenta aplicados em trabalho a frio o mesmo ainda encontra desafios. A tecnologia de Plasma por se tratar de uma técnica ambientalmente correta possui uma vasta aplicabilidade atualmente. Assim, o objetivo deste trabalho é estudar o efeito das deposições das camadas de TiyN e FexN, pela nitretação a plasma com gaiola catódica, nas propriedades mecânicas, físico-química e morfológica, de aços AISI D2. Amostras de aço AISI D2 com dimensão 10 mm x 10 mm x 1,5 mm foram nitretadas por gaiola catódica utilizando gaiola de Aço Inox AISI 316 e de Titânio grau 2, durante 4 horas a uma temperatura de 400°C para o tratamento com a gaiola de Aço inox e 450°C para o tratamento de gaiola com a gaiola de Titânio, após os processos de Nitretação as amostras foram caracterizadas utilizando Microscopia Ótica e Microdureza, onde constata-se que as mesmas tiveram aumento de dureza superficial, camada de compostos bem definida e separadas em Ti2N para as amostras nitretadas só com gaiola de titânio, Fe2-3N para amostras nitretadas só com a Gaiola de Aço inox e camada sob camada, para amostras que foram submetidas as duas nitretações.
Influência das camadas de nitreto de titânio e nitreto de ferro depositadas por gaiola catódica sobre aço AISI D6
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-18) Caravina, Debora Augusta Oliani; Costa, Thércio Henrique de Carvalho; Libório, Maxwell Santana; Nascimento, Igor Oliveira
Neste trabalho, amostras de aço ferramenta AISI D6, com dimensões 10 mm x 10 mm x 1,5 mm, foram submetidas a nitretação em gaiola catódica por plasma de TiyN e FexN¸ com objetivo de estudar os efeitos dessa técnica nas propriedades mecânicas, físico-químicas e morfológicas do aço. Nesse método, as amostras foram colocadas num potencial catódico, dentro de uma gaiola catódica (foram utilizadas duas gaiolas de matérias distintos, Aço Inox AISI 316 e de Titânio grau 2), durante 4 horas a temperaturas de 400 e 450°C. Após os processos de nitretação, as amostras foram caracterizadas utilizando microscopia ótica e microdureza. Por fim, os resultados constataram que todas as amostras obtiveram aumento da dureza superficial. Além disso, com exceção da amostra nitretada apenas com gaiola de Aço Inox, que não exibiu camada aparente, as amostras apresentaram camada de compostos bem definida e separadas em Ti2N para as amostras nitretadas só com gaiola de titânio, e camada sob camada (Ti2N+Fe2-3N ou Fe2-3N+Ti2N), para amostras que foram submetidas as duas nitretações.

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