Resumo em Português:

O comportamento da condutividade do sistema (Ce xY0,2-x)Sc0,6Zr3,2O 8-δ (0 < x < 0,2) e da composição Ce0,04Y0,02Sc0,67Zr3,27O 7,66, foi investigado em função do tempo usando espectroscopia de impedância. Todas as amostras foram preparadas pelo processo de sol gel e combustão combinados, sinterizadas a 1500 ºC durante 12 h e as densidades obtidas estão entre 92 e 97%. Esta experiência foi executada a 600 °C. Os valores da condutividade apresentaram-se relativamente estáveis durante as primeiras 1800 h da experiência mas depois deste tempo de funcionamento a condutividade decresceu. Para algumas composições do sistema um semi-circulo apareceu ao longo do tempo, com valores de capacidade com ordem de grandeza 10-8 F/cm. Estes semi-círculos tornam-se melhor definidos com o tempo. Depois desta experiência as micrografias de microscopia eletrônica de varredura destas amostras mostram que a fronteira de grão é bem definida e que ocorreu um aumento de porosidade, e em algumas amostras a superfície ficou danificada mostrando fissuras e trincas na superfície indicando deterioração na microestrutura.

Resumo em Inglês:

The conductivity behaviour of the (Ce xY0.2-x)Sc0.6 Zr3.2O8-δ (0 < x < 0.2) system and composition Ce0.04Y0.02Sc0.67Zr3.27O 7.66 have been investigated as function of time using impedance spectroscopy. All samples were prepared by sol-gel and combustion process, sintered at 1500 °C for 12 h and the densities obtained were between 92 and 97%. The electrical measurements were performed at 600 °C. The conductivity values were fairly stable during the first 1800 h of the experiment but after this time the conductivity decreases. For some compositions of the system a semi-circle is detected through time, with capacitance values of an order of magnitude lower, 10-8 F/cm. This semi-circle becomes well defined with time. After the experiment, SEM pictures show that grain boundary is well defined and an increase of pore inside grains, in some cases the surface is damaged showing cracks and fissures indicating microstructure deterioration.

Resumo em Português:

Na indústria petroquímica a unidade de craqueamento catalítico fluidizado de petróleo é um importante equipamento para aplicação de concretos refratários devido à necessidade de se obter produtos especializados. Normalmente, a seleção destes materiais é baseada na análise química e em medidas de densidade aparente, resistência mecânica por compressão uniaxial e erosimetria a frio. Para avaliação dos requisitos de seleção usuais, cinco concretos de alta alumina, sendo três de baixo teor de cimento e dois convencionais de uso comercial, foram avaliados por resistência à compressão e erosimetria a frio. Testes complementares que atualmente não são utilizados no processo de seleção também foram realizados, tais como: resistência ao choque térmico, módulo de ruptura a quente e exposição em atmosfera de CO. A análise mostrou que as especificações vigentes são baseadas principalmente na experiência com a utilização de produtos não originalmente projetados para esta aplicação e que o desenvolvimento de produtos mais adequados é inibido pelas restrições das especificações atuais. Também se verificou que a seleção é limitada pela falta de ensaios que avaliem o desempenho em condições mais próximas das de uso. Neste sentido, o teste de resistência à deposição de carbono pela exposição em atmosfera de CO mostrou-se interessante por contribuir para uma melhor seleção dos concretos refratários densos antierosivos.

Resumo em Inglês:

In the petrochemical industry the fluidized catalytic cracking unit is an important vessel for refractory castables application due the necessity of obtaining specialized products. Usually, the selection of these materials is based on the chemical analysis, apparent density, cold crushing strength and cold erosion test. For the evaluation of the present selection requirements, five high-alumina castables, being three of low cement and two conventional of commercial use, were characterized under cold crushing strength and cold erosion tests. Additional tests that are actually not used in the selection were also performed, such as: thermal shock cycling, hot modulus of rupture and carbon deposition by CO atmosphere exposure. The analysis showed that the present specifications are mainly based in the experience with the use of products not designed for this application and that the development of more suitable castables is inhibited due to the close restrictions of the present specifications. It is also verified that the materials selection is limited by the absence of tests for the performance evaluation next to in-service conditions. In this sense, the carbon deposition test by CO atmosphere exposure was interesting in order to provide the better selection of dense antierosive refractory castables.

Resumo em Português:

O compósito Al2O3-YAG possui alta resistência à corrosão e à fluência em ambientes agressivos, o que permite vislumbrar aplicações bastante atrativas, tais como aletas de motores a jato e de turbinas a gás. Este compósito também apresenta elevada dureza e alta resistência à abrasão possibilitando o seu emprego em blindagens balísticas. Nesse estudo os pós precursores de Al2O3, Y2O3 e Nb2O5 foram homogeneizados em moinho de bolas planetário por 4 h, secados em estufa a 120 ºC por 48 h, desaglomerados e peneirados. O compósito Al2O3-YAG foi produzido a partir das misturas de Al2O3-Y2O3 a 1300 ºC por 2 h. Foram produzidas amostras de Al2O3-YAG, Al2O3-YAG com Nb2O5 e Al2O3 com Nb2O5. Posteriormente os pós foram prensados uniaxialmente a 70 MPa. A sinterização foi feita a 1400 e 1450 ºC. Os pós como recebidos e os processados foram caracterizados quanto à área de superfície específica e ao tamanho médio de partícula. Os materiais sinterizados foram caracterizados por densidade e porosidade aparente pelo método de Arquimedes e avaliados quanto à retração e à perda de massa. Os resultados mostraram que são necessários ainda ajustes nas condições de sinterização da composição Al2O3-YAG com Nb2O5 para melhorar a densificação e a retração, que foram baixas, da ordem de 60 e 3%, respectivamente. O Al2O3 aditivado com Nb2O5, por sua vez, apresentou uma densificação satisfatória, de 96% e uma retração em torno de 15%.

Resumo em Inglês:

The Al2O3-YAG composite exhibits high corrosion and creep resistance in aggressive environments, which provides quite glimpse attractive applications such as jet engine vanes and as gas turbines. This composite also shows high hardness and wear resistance allowing its use in ballistic armor. In this study, precursor powders of Al2O3, Y2O3 and Nb2O5 were homogeneously mixed in a planetary ball mill for 4 h, dried in an oven at 120 ºC for 48 h, sieved and deagglomerated. The Al2O3-YAG composite was produced from mixtures of Al2O3-Y2O3 at 1300 ºC for 2 h. Samples of Al2O3-YAG, Al2O3-YAG with Nb2O5 and Al2O3 with Nb2O5 were produced. Each powder composition was uniaxially pressed at 70 MPa. Sintering was performed at 1400 and 1450 ºC. The powders as received and as processed were characterized for specific surface area and particle size. The sintered materials were characterized by apparent density and porosity by the Archimedes method and evaluated for shrinkage and loss of mass. The obtained results showed that further adjustments are needed in the sintering conditions of Al2O3-YAG composition with Nb2O5 in order to improve the densification and shrinkage, which were low, 60% and 3%, respectively. The Al2O3 with Nb2O5 addition, on the other hand, presented a satisfactory densification of 96% and shrinkage around 15%.

Resumo em Português:

Encontrar aplicações sustentáveis para o resíduo de bauxita tem se mostrado um dos principais desafios da indústria do alumínio na atualidade. Com esse propósito, a geopolimerização pode se tornar uma solução interessante, uma vez que essa técnica seria capaz de tirar proveito de algumas das características mais típicas desse resíduo, como sua elevada alcalinidade e o seu significativo teor de compostos de silício e alumínio, produzindo materiais sólidos semelhantes em propriedades às cerâmicas tradicionais. Neste trabalho, o processamento, as propriedades e as possíveis aplicações dos geopolímeros compostos por resíduo de bauxita foram analisados. Além dos ensaios de porosidade aparente e resistência mecânica, as amostras preparadas também foram submetidas a um ensaio de lixiviação, de modo a já realizar uma avaliação prévia dos potenciais riscos ambientais decorrentes da utilização de um possível produto, e de quais procedimentos favoreceriam a sua passivação. Entre os principais resultados obtidos, verificou-se que a queima a 800 °C permitiu a algumas das composições desenvolvidas alcançarem valores de resistência à compressão da ordem de até 30 MPa, além de uma resistência à lixiviação muito próxima à de um tijolo de argila prensado comum, o que já permite considerar a construção civil como um dos setores mais favoráveis para a aplicação dos geopolímeros com resíduo de bauxita, principalmente pela enorme capacidade de consumo desse setor e da sua crescente demanda por produtos mais sustentáveis.

Resumo em Inglês:

Finding sustainable applications for the bauxite residue is one of the leading challenges in the aluminium industry. For this purpose, the geopolymerization could become an interesting alternative, because this technique could make use of some of the typical characteristics of the bauxite residue, such as its alkalinity and expressive silicates and aluminates contents, resulting in solid materials with similar properties to usual traditional ceramics. In this work, the properties, processing and possible applications of such materials were analyzed. Besides the apparent porosity and the mechanical resistance tests, the obtained samples were also submitted to a leaching test, aiming to a preliminary evaluation of the potential environmental risks of application that a supposed product would represent, and which procedures could favour its passivation. As the main results, it was possible to verify that firing at 800 °C allowed some compositions to reach compression resistance values up to 30 MPa, and a leaching resistance closer to a common pressed clay brick, which makes the building materials a potential area of application for the bauxite residue geopolymers, based on the enormous consumption capacity of this area and its increasing demand for more sustainable products.

Resumo em Português:

Neste trabalho foi investigada a utilização de argila vermelha "magra" do sudeste do Brasil (Campos dos Goytacazes, RJ) como matéria-prima para a fabricação de revestimento poroso. Uma vasta gama de técnicas de caracterização foi utilizada, incluindo difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise granulométrica e análise termogravimétrica. A massa cerâmica para revestimento poroso (azulejo) foi preparada por via seca. As peças de revestimento poroso foram preparadas por prensagem uniaxial e queimadas entre 1080 - 1180 ºC usando um ciclo de queima rápido. As seguintes propriedades tecnológicas foram determinadas: retração linear, absorção de água, densidade aparente e tensão de ruptura à flexão. O desenvolvimento da microestrutura foi acompanhado por MEV e DRX. Verificou-se que a argila vermelha "magra" é tipicamente caulinítica contendo uma quantidade substancial de quartzo. Os resultados também mostraram que a argila vermelha "magra" pode ser usada na fabricação de revestimento poroso, cujas propriedades obtidas são compatíveis com as especificadas para a classe BIII da norma ISO 13006.

Resumo em Inglês:

In this work the use of "thin" red clay from south-eastern Brazil (Campos dos Goytacazes, RJ) as raw material for the manufacture of wall tile was investigated. A wide range of characterization techniques was employed, including X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), grain-size analysis, and thermogravimetric analysis. The wall tile body was prepared by the dry process. The tile pieces were uniaxially pressed and fired between 1080 - 1180 ºC using a fast-firing cycle. The following technological properties were determined: linear shrinkage, water absorption, apparent density, and flexural strength. The development of the microstructure was followed by SEM and XRD analyses. It was found that the "thin" red clay is kaolinitic type containing a substantial amount of quartz. The results also showed that the "thin" red clay could be used in the manufacture of wall tiles, as they present properties compatible with those specified for class BIII of ISO 13006 standard.

Resumo em Português:

As regiões do Rio Capim e do Rio Jari são os principais distritos caulinitícos da Região Amazônica, detentores das maiores reservas brasileiras de caulim de alta qualidade para aplicações como cobertura de papel. O caulim é lavrado e beneficiado por três grandes companhias que são responsáveis pela geração de aproximadamente 500 mil de toneladas anuais de um resíduo decorrente da etapa de centrifugação. Esse resíduo, na forma de polpa, é depositado em lagoas de sedimentação que ocupam grandes extensões de áreas. O objetivo da pesquisa foi investigar as características físicas, químicas e mineralógicas dos resíduos processados da Região do Jari e do Capim, de modo a avaliar se atendem aos requisitos como matéria-prima para a produção de uma pozolana de alta reatividade, o metacaulim, adição mineral que incorporada ao cimento Portland proporciona alto desempenho às misturas de concreto e argamassas. Os resíduos foram caracterizados por difração de raios X, análise térmica, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios X e difração a laser. Ambos os resíduos são constituídos por no mínimo 92% de caulinita de baixa granulometria, cujas áreas superficiais específicas são superiores a 8 m²/g e os diâmetros médios de partículas inferiores a 1 µm. Os teores de sílica livre (quartzo) não foram superiores a 3%. O alto grau de concentração de caulinita destes resíduos dispensa os rígidos parâmetros de controle de remoção de impurezas, normalmente empregados na produção deste tipo de pozolana. O caulim do Rio Jari, com quantidade de defeitos na estrutura cristalina superior ao da caulinita do Rio Capim, proporcinou maior grau de desidroxilação a uma temperatura mais baixa quando calcinado, indicando a possibilidade de redução de gastos com energia para a produção da adição mineral. Os resultados das análises foram convergentes e apontam ambos os caulins estudados como excelentes matérias-primas para a produção do metacaulim de alta reatividade.

Resumo em Inglês:

Capim and Jari are the two most important kaolin mining districts of the Brazilian Amazon region. They encompass the major Brazilian reserves of high quality kaolin for the paper coating industry. The kaolin is mined and processed by three major companies responsible for about 500,000 ton of a residue mainly composed of kaolinite. The wastes come mainly from the centrifugation phase of the kaolin beneficiation process and their final destinations are huge sedimentation basins that occupy large areas. The main purpose of this work is to evaluate the physical, chemical and mineralogical characteristics of the kaolin wastes processed from the Capim and Jari region, in order to obtain metakaolinite, a high reactive pozzolan for the cement industry. When incorporated to ordinary Portland cement such pozzolans increases the concrete and mortars performance. All the residues studied in this work were characterized by means of: X-ray diffraction analysis, differential thermal analysis, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, X-ray fluorescence spectrometry and laser diffraction. Both residues are mainly constitutes by at least 92% of low granulometry kaolinite with specific surface area above 8 m²/g and mean diameter below 1 µm. Free silica (quartz) contents are below 3%. The high concentration of kaolinite in these residues dispenses rigid control parameters for removal of impurities usually employed in pozzolan production. The Jari kaolin exhibits high disordered kaolinite in comparison with the high ordered kaolinite of the Capim region and gives rise to higher desidroxilation degree at lower temperatures. It points to energy saving and reducing costs during the production of a pozzolan. The results are satisfactory and reveal that both kaolin wastes are excellent raw material for the production of high reactive metakaolin.

Resumo em Português:

Ao longo dos anos o desenvolvimento industrial trouxe uma crescente geração de resíduos, que são potenciais problemas ambientais. Estudos das características destes materiais, bem como o desenvolvimento de técnicas para sua utilização se tornam imprescindíveis para a preservação do meio ambiente. Assim este trabalho objetiva a caracterização e utilização de cinza volante proveniente da queima de carvão mineral em caldeiras, assim como o uso de microssílica, utilizada para alterar a relação molar Si/Al da mistura cinza/microssílica na síntese de zeólitas. Para a caracterização da cinza foram utilizados métodos de análise química, física e mineralógica como: difração de raios X, fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise granulométrica, análise térmica diferencial e termogravimétrica. Os ensaios de síntese foram feitos a 60, 100, 150 e 190 °C, com razão molar de Na2O/Al2O3 igual a 5 e Si/Al variando de 2,12 a 15, e tempo de reação 24 h. Os resultados da caracterização da cinza mostram potencial utilização deste como matéria-prima para a síntese de zeólitas, pois apresenta ~ 50% de SiO2 e Al2O3, fases mineralógicas bem definidas, baixo teor de umidade, baixa granulometria (d90 < 10 µm), entre outros. Análises de difração de raios X dos produtos das sínteses mostraram a formação de alguns tipos de zeólitas, como analcima, phillipsita, sodalita, zeolita P e tobermorita. Deste modo, a mistura cinza e microssílica nestas condições reacionais mostram-se matérias-primas promissoras para a síntese de zeólitas.

Resumo em Inglês:

Along the years, worldwide industrial development has causing a growing generation of residues, bringing potentials environmental problems. A study of the characteristics of these wastes, as well as the development of techniques for their use in new processes becomes indispensable for the environment preservation. The main purpose of this work is to evaluate the possible use of two important industrial residues from the Amazon region for zeolite synthesis: (a) the fly ash (particle size < 100 µm) that comes from burning of mineral coal in boiler; and (b) the microsilica, a by-product of the reaction between quartz and coal in the production of metallic silicon and alloys iron-silicon.The following chemical, physical and mineralogical characterization methods were carried out: X-ray diffractometry, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy, granulometric analysis, differential thermal and thermogravimetric analysis (DTA-TG). The analyses were carried out at the following conditions: 60, 100, 150 and 190 °C, Na2O/Al2O3 molar ratio of 5 and Si/Al molar ratio ranging from 2.12 to 15, and reaction time of 24 h. The results of the fly characterization demonstrate its enormous potential as raw material for the zeolite synthesis. SiO2 and Al2O3 represent more than 50% of its composition, mineralogical phases defined, low humidity content, low particle size (d90 < 10 µm), among others. Mineralogical analyses of the synthesized products showed the formation of some zeolite types, as follow: analcime, phillipsite, sodalite, zeolite P and tobermorite. The results show that the mixture fly ash-microsilica in these reaction conditions point to a promising material for zeolite synthesis.

Resumo em Português:

Vários óxidos de uso cerâmico têm fases cristalinas estáveis somente quando suas partículas são nanométricas. O TiO2 em sua forma anatase é estável para partículas nanométricas enquanto que a fase rutilo é estável para partículas maiores. Isto ocorre devido às energias de superfície que modificam a energia total do sistema e a estabilidade das fases. A energia de superfície por sua vez pode ser alterada devido à distribuição não uniforme de aditivos, como nos efeitos de segregação. Neste trabalho foi estudado a ação do SnO2 na estabilidade das fases do TiO2 nanométrico preparado pelo método dos precursores poliméricos derivado do método Pechini. Verifica-se que existe um forte efeito na estabilidade das fases anatase e rutilo com relação à concentração de SnO2 ao mesmo tempo que várias propriedades de superfície são alteradas bem como uma forte alteração dos tamanhos de partículas indicando que mesmo não existindo grandes diferenças de carga e tamanho entre os dois cátions, um fenômeno de superfície pode estar por trás da estabilidade das fases cristalinas.

Resumo em Inglês:

Some oxides present stable polymorph forms only for nanometric size. Anatase (TiO2) is stable in nanosized particles while the rutile phase is stable for larger ones. This results from the surface energies contribution, which modifies the total energy of the system and the phase stability. In turn, surface energy can be altered by the heterogeneous additives distribution, such as surface segregation or surface excess. This study investigated the action of the SnO2 on the polymorph stability of nanosized TiO2 prepared by polymeric precursor derived from the Pechini method. It appears that there is a strong effect on the stability of anatase and rutile with the SnO2 concentration while various surface properties are altered as well as a strong change in particle size, indicating that even though there are no large differences in the charge and size between the two cations, a surface phenomenon may underlie the stability of crystalline phases.

Resumo em Português:

A presença de aditivos incorporadores de ar (AIA) em suspensões cimentícias torna esses materiais sensíveis às etapas de processamento e às condições ambientais de preparo das composições. Diversos estudos têm sido reportados em literatura avaliando o efeito de incorporadores de ar nas propriedades de materiais cimentícios, sobretudo no estado endurecido. Porém o efeito da temperatura na incorporação de ar e nas propriedades reológicas dessas composições tem sido menos investigado, sendo este o objetivo do presente trabalho. Para tanto, foram avaliadas as características de pastas cimentícias, compostas por cimentos CPIIF ou CPIIE e dois tipos de AIA, em função da variação da temperatura. O conceito de viscosidade cinemática foi adotado na análise dos resultados para compensar diferenças de inércia das pastas com densidades distintas. Os resultados mostraram que o tipo de cimento, a presença do aditivo e a temperatura influenciaram significativamente na incorporação de ar e nas propriedades reológicas.

Resumo em Inglês:

Air-entrained admixtures (AEA) makes the cementitious pastes very sensitive to the mix process, environmental conditions and, consequently modifies the final properties. Many studies have been found in literature evaluating the AEA effect on the material properties, mainly in the hardened state. However, the temperature effect in the air incorporation and rheological properties have been less investigated, and this has been the objective of our work. The properties of cementitious pastes formulated with CPIIE or CPIIF and different air-entrained admixtures were evaluated in distinct temperatures. Furthermore, the concept of kinematic viscosity was used in the analysis of the results to compensate the differences in the inertia of cement pastes with different densities. The results shown that the cement type, the additive presence and the temperature significantly affects the air incorporation and the rheological properties.

Resumo em Português:

A região de Pântano Grande, RS, é conhecida pela qualidade de seus caulins. Nesta região, incluindo-se as cercanias das cidades de Gravataí e Viamão, encontra-se uma argila plástica de cor de queima clara, mas com característica refratária. Ressalva-se a importância desta argila, pela dificuldade de se obter argilas plásticas a distâncias convenientes para indústria cerâmica. Neste trabalho, foi realizada a caracterização tecnológica desta argila. As propriedades de queima foram avaliadas para a faixa de temperatura de 1200 ºC a 1400 ºC, incluindo-se uma mistura com uma argila refratária e queima a 1300 ºC. Após, investigou-se o comportamento de gresificação por meio de misturas com fundentes sódicos, potássicos e cálcicos, analisando-se também a resistência mecânica à flexão. Deste modo, obteve-se a completa caracterização da referida argila, destacando-se o potencial de aplicação da mesma.

Resumo em Inglês:

The region of Pantano Grande, RS, Brazil, is known by the quality of its kaolins. In this region, including the nearby of the cities of Gravataí and Viamão, there is a plastic clay of clear firing color, but with refractory characteristic. The use of this clay is very attractive, since it is difficulty to get plastic clays at convenient distances for the ceramic industry. In this work, it was carried out the technological characterization of this clay. The firing properties have been evaluated for the temperature range 1200 ºC-1400 ºC, including a mixture with a refractory clay and fired at 1300 ºC. It was investigated the firing behavior of mixtures with Na, K, and Ca fluxes, including the analysis of the mechanical strength. In this way, it was performed a complete characterization of the related clay, and highlighted its potential of application.

Resumo em Português:

O processo de fundição mais rápido, econômico e convencional é o de moldagem em areia a verde, onde o ligante principal é uma argila umedecida (bentonita). Entretanto, devido a exigências tecnológicas, são utilizados também ligantes tóxicos como resinas furânicas, fenólicas ou uretânicas. Novas tecnologias vêm sendo desenvolvidas para a recuperação e inertização das areias, porém as resinas disponíveis atualmente têm como limitação "ecológica" sua origem química. Após sua utilização estes moldes são descartados, e assim, os ligantes tóxicos tornam-se um problema ambiental. Desta maneira, a substituição destes ligantes por compostos orgânicos derivados de fontes renováveis como a resina poliuretana derivada do óleo de mamona minimiza os impactos ambientais, conduzindo o processo de fundição rumo à sustentabilidade, necessária devido ao aumento do rigor da legislação ambiental. Devido ao comportamento térmico do poliuretano vegetal, que se decompõem de maneira mais acentuada quando exposto a altas temperaturas quando comparado aos ligantes orgânicos tradicionais a adição de componentes inorgânicos se faz necessária como promotora da ligação entre os grãos de areia e conseqüente coesão dos moldes durante a etapa de fusão. Neste sentido, o uso de diagramas de fases na previsão do surgimento de fase líquida pela adição de componentes inorgânicos à mistura areia/resina em moldes de areia para fundição e seu efeito na resistência mecânica dos moldes em altas temperaturas, funciona como ferramenta teórica no auxílio à determinação das composições dos moldes de acordo com sua solicitação térmica durante a fusão. Testes iniciais de moldagem e resistência mecânica a temperatura ambiente mostraram que a resina poliuretana derivada da mamona apresenta resultados comparáveis aos das resinas comerciais. Também a adição dos componentes inorgânicos e seu efeito quando submetido a tratamentos térmicos foi comprovada por testes de resistência mecânica a compressão e análise de fotomicrografias das composições estudadas, conforme previsto nos respectivos diagramas de fases.

Resumo em Inglês:

The casting process faster, economical and conventional is to green sand molding, where the main ligand is a moist clay (bentonite). However, due to technological requirements, are also used as binders toxic furan resin, phenolic or urethane. New technologies have been developed for the recovery and blanketing the sands, but the resins currently available are limited by its chemical origin. After use these molds are discarded, and thus the toxic binders become an environmental problem. Thus, the replacement of these binders by organic compounds derived from renewable sources such as polyurethane resin derived from castor oil minimizes environmental impacts, leading the casting process towards sustainability, necessary because of the increasing stringency of environmental legislation. Because of the thermal behavior of vegetable polyurethane, which decompose in a more pronounced when exposed to high temperatures compared to traditional organic binders the addition of inorganic components is required as a facilitator of the link between the grains sand and consequent cohesion of the molds during stage of fusion. In this sense, the use of phase diagrams to predict the appearance of liquid phase by the addition of inorganic components to the mix sand / resin in sand molds for casting and its effect on mechanical strength at high temperatures of the mold serves as a theoretical tool in helping to determining the composition of the molds according to its thermal stress during melting. Initial tests of molding and mechanical strength at room temperature showed that the polyurethane resin derived from castor oil produces results comparable to those of commercial resins. Also the addition of inorganic components and its effect when subjected to heat treatment is tested for mechanical compression and analysis of photomicrographs of the compositions, as provided in the respective phase diagrams.

Resumo em Português:

Zeólita sintetizada a partir de cinzas leve de carvão foi modificada com diferentes concentrações (2 e 20 mmol.L-1) de brometo de hexadeciltrimetilamônio (HDTMA-Br). A zeólita não modificada (ZNM) e as zeólitas modificadas por surfactante (ZMS) foram caracterizadas por fluorescência de raios X, difração de raios X, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIV), microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, entre outros. As ZMS apresentaram carga negativa provavelmente devido à formação de bicamada parcial de HDTMA sobre os sítios ativos trocáveis na superfície externa da ZNM. Um decréscimo da área superficial foi observado para ZMS quando comparada com ZNM, indicando cobertura da superfície da zeólita com moléculas do HDTMA-Br. A natureza cristalina da zeólita permaneceu intacta após a adsorção do surfactante e o aquecimento para secagem. A análise de FTIV indicou que não houve mudanças significativas na estrutura da zeólita após a adsorção do surfactante.

Resumo em Inglês:

Zeolite synthesized from coal fly ash was modified with different concentrations (2 and 20 mmol.L-1) of hexadecyltrimethylammonium bromide (HDTMA-Br). The Non-Modified Zeolite (NMZ) and Surfactant-Modified Zeolites (SMZ) were characterized by X-ray fluorescence spectrometry, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, among others. The SMS presented negative charge probably due to the formation of a partial bilayer of HDTMA on exchangeable active sites on the external surface of NMZ. A decrease in surface area was observed for SMZ as compared to NMZ indicating zeolite surface coverage with HDTMA-Br molecules. The crystalline nature of the zeolite remained intact after adsorption of surfactant and heating for drying. FTIR analysis indicated that there were no significant changes in the structure of the zeolite after adsorption of surfactant.

Resumo em Português:

Com o grande crescimento tecnológico e a necessidade de melhoria, um dos materiais que ganhou uma grande gama na área da engenharia mecânica é a cerâmica, pois possui vantagens físico-químicas e propriedades mecânicas significativas sobre o aço. Entretanto, sua usinagem é um processo difícil e delicado, que requer ainda uma grande atenção em relação ao seu estudo. Assim, o processo de retificação é um dos métodos que tem apresentado bons resultados, porém um grande problema acerca de tal processo é o uso excessivo de fluidos de corte, o que se tornou uma preocupação mundial, já que os fluidos apresentam graves problemas socioambientais, além disso, o fluido de corte é responsável por uma grande parte do custo final do processo, provocando, desse modo, um grande interesse em pesquisas referentes a métodos alternativos de forma a reduzir o consumo e melhorar as características do fluido de corte utilizado. Este trabalho visa comparar duas técnicas de lubri-refrigeração, o método convencional e a Lubrificação Otimizada. O uso do método otimizado é uma alternativa à diminuição do volume de fluido utilizado, já que este tem como princípio a aplicação de uma menor quantidade de fluido de corte com uma alta velocidade, localmente aplicada, ou seja, com essa redução benefícios ambientais e socioeconômicas são obtidos. A análise do trabalho será feita a partir da avaliação das variáveis de saída do processo de retificação plana tais como o comportamento rugosidade e desgaste do rebolo, já que por elas é possível avaliar o processo em relação a qualidade da peça versus custo. Com essas analises, pretende-se avaliar se a técnica otimizada é viável a substituição da refrigeração convencional na retificação plana de cerâmicas.

Resumo em Inglês:

The great technological growth and the improvement needs, a material that has gained a wide range in mechanical engineering is the ceramics because of its advantages beyond steel, having chemical and mechanical better properties. However, its machining is a difficult and delicate process, which requires a careful attention to their study. Moreover, the grinding process is one of the methods which is producing good results but, there is a big problem around this, which is the excessive use of cutting fluids that becomes a global concern, since this fluids generate serious social and environmental problems, causing, in this way, a great interest in research on alternative methods to reduce consumption and improve the performance of cutting fluid used. This work aims to compare two techniques of lubrification and cooling in the grinding process, the conventional and the optimized methods. The second one is an option to decrease the volume of fluid used, using the application principle of a smaller amount of cutting fluid applying locally a high speed flow, obtaining environmental and socioeconomic benefits. The analysis of the work will be done based on the evaluation of the output variables of the flat grinding process such as the behavior of the roughness and grinding wheel wear, whereas they can evaluate the process making a relationship between part quality versus cost. With this analysis, we intend to evaluate if the optimized method is a viable substitute to conventional method in the flat grinding process.

Resumo em Português:

A incorporação de resíduos industriais em matrizes cimentícias, com o objetivo de inertização, é uma alternativa de reutilização que tem sido bastante estudada nos últimos anos. No presente trabalho, estudou-se a lama vermelha, resíduo sólido gerado no processo de beneficiamento da bauxita e que, devido a seu elevado pH, é considerado "perigoso". Apesar do uso deste resíduo ter sido reportada em trabalhos anteriores, algumas patologias podem estar associadas à sua utilização, devido à elevada concentração de íons alcalinos (principalmente o sódio), favorecendo as reações álcalis-sílica (RAS) e às dificuldades de moldagem (reologia) devido à elevada finura deste resíduo. Apesar destes prováveis problemas provenientes do uso indiscriminado da lama vermelha como adição às argamassas e concretos, ainda são poucas as pesquisas que os contemplam, sendo este o foco do presente trabalho. Foram verificadas as propriedades reológicas das argamassas, utilizando um reômetro e a avaliação da RAS, de acordo com as normas ASTM C 1260-07 e NBR 11582. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios quanto ao comportamento das argamassas frente à RAS, apesar da elevada concentração de álcalis na lama vermelha, com grande influência reológica.

Resumo em Inglês:

The incorporation of industrial wastes in cementitious matrices, with the goal of inertization, is an alternative of reuse that has been extensively studied in recent years. In this paper, the red mud, the main waste generated in aluminum and alumina production by the Bayer process from bauxite ore and considered "hazardous" due to the high pH, was studied. Despite the use of this waste have been reported in previous studies, some pathologies may be associated with its use, due to high concentration of alkali ions (mainly sodium), favoring the alkali-silica reactions (ASR) and the difficulties of molding (rheology) because of high fineness of this waste. Despite these potential problems arising from the indiscriminate use of red mud as an addition to mortars and concrete, there are few studies that contemplate this problem, and is the focus of the present work. The rheological properties of mortars were studied using a rheometer, and the evaluation of ASR was evaluated, according to ASTM C 1260-07 and NBR 11582 standards. The results were very satisfactory as to the mortars behavior concerning the ASR, despite the high alkali concentration in red mud, with great rheological influence.

Resumo em Português:

Cerâmicas de titanato de bário e estrôncio (TBS) (Ba0,6Sr0,4)TiO3 foram sintetizadas por sinterização do estado sólido usando carbonato de bário, carbonato de estrôncio e rutilo como materiais precursores. As amostras foram dopadas com diferentes proporções de óxido de níquel. Diferentes fases presentes nas amostras sinterizadas foram determinadas por difração de raios X e a distribuição de diferentes fases na microestrutura foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura. Foi observado que as propriedades dielétricas do TBS foram modificadas significativamente com a dopagem do óxido de níquel. Essas cerâmicas são promissoras para aplicação em dispositivos.

Resumo em Inglês:

Barium strontium titanate (BST) ceramics (Ba0.6Sr0.4)TiO3 were synthesized by solid state sintering using barium carbonate, strontium carbonate and rutile as the precursor materials. The samples were doped with nickel oxide in different proportions. Different phases present in the sintered samples were determined from X-ray diffraction investigation and the distribution of different phases in the microstructure was assessed from scanning electron microscopy study. It was observed that the dielectric properties of BST were modified significantly with nickel oxide doping. These ceramics held promise for applications in tuned circuits.

Resumo em Português:

Transformações mineralógicas e cristaloquímicas foram investigadas em amostras de argilas cauliníticas ferruginosas aquecidas a temperaturas de 800, 1000 e 1200 °C. As análises de difração de raios X e térmica diferencial e gravimétrica mostraram ser a caulinita o argilomineral predominante nas amostras naturais. Os resultados da espectroscopia Mössbauer mostraram que o alto conteúdo em Fe (22,5% em peso), determinado por fluorescência de raios X, é relacionado à presença de goethita (18% em peso) e hematita (16% em peso). Entretanto um resíduo deste elemento (Fe3+ e Fe2+) foi constatado após a extração do ferro usando solução de ditionito-citrato-bicarbonato, e possivelmente se deve à presença de ferro na estrutura da caulinita. O processo de sinterização mostra uma desestruturação da caulinita, assim como a transformação da goethita em hematita, cujo tamanho dos cristais cresce com o incremento da temperatura. O tamanho do cristal de hematita a 1200 °C é 5 vezes maior do que na amostra natural. A mulita formada a 1000 °C é constituída da solução sólida de Fe2O3, com Al2O3, o que resulta em produto resistente e de maior estabilidade térmica.

Resumo em Inglês:

Mineralogical and crystallochemical transformations of representative ferruginous kaolinitic clay samples were investigated in specimens burned at 800, 1000 and 1200 °C. X-ray diffraction and differential thermal and thermogravimetric analyses showed that kaolinite was the predominant mineral in the raw samples. The Mössbauer spectroscopy results showed that the high iron content (22.5 wt.%), as determined by X-ray fluorescence, is related to the presence of goethite (18 wt.%) and hematite (16 wt.%). However, after Fe was extracted using a dithionite-citrate system buffered with sodium bicarbonate, a residue of this element (Fe3+ and Fe2+) was found in the structure of the kaolinite. The sintering process showed the destruction of kaolinite, as well as the transformation of the goethite into hematite, the crystals growing as the temperature increases. The hematite crystal size at 1200 °C is five times larger than in the raw sample. The mullite formation at 1000 °C is comprised of a solid solution of Fe2O3 and Al2O3, which results in a resistant product with a higher thermal stability.

Resumo em Português:

O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de bauxita, contudo pouco se conhece sobre as características químicas e mineralógicas desse mineral. Assim sendo, este trabalho tem por objetivo dar prosseguimento à caracterização de bauxita, estudando as transformações ocorridas nesse material quando submetido à ativação ácida e ao tratamento térmico. Os resultados demonstraram que a bauxita "in natura" é composta basicamente pelo mineral gibbsita, seguido de semicristalitos de goethita e óxido de silício, apresentando característica de sólido com ausência de mesoporosidade, com baixos valores de área superficial total, diâmetro e volume de poros. As modificações químicas e físicas que ocorrem no material durante a calcinação são governadas, principalmente, pela desidratação das fases de hidróxidos de alumínio presentes, levando à formação das fases boehmita, hematita e alfa alumina, além de resultar em aumento na porosidade e na área superficial da bauxita. As bauxitas ativadas em meio ácido mostraram que as transformações sofridas no sólido estão diretamente relacionadas com a concentração da solução ácida utilizada e resultam em aumento da área superficial total, diâmetro e volume de poros.

Resumo em Inglês:

Brazil is one of the world's leading producers of bauxite. Little is known, however, about the chemical and mineralogical characteristics of Brazilian bauxite. The objective of this paper is to characterize bauxite in both natural and thermally and chemically activated forms. The transformations occurring during these two processes are described. The results show that the raw bauxite is basically composed of the mineral gibbsite, followed by semicrystalites of goethite and silicon oxide. Its characteristics are those of a solid without mesoporosity, with small total surface area and pore diameter and volume. The chemical and physical modifications that occur in the material during the calcination process are governed mainly by the dehydration of the aluminum hydroxides phases, leading to the formation of the boehmite, hematite and alpha alumina phases. Calcination results in an increase in the porosity and surface area of the bauxite as well as the appearance of the characteristics of mesoporous and thermally stable materials. The activation of bauxites in an acid medium showed that the transformations in the solid are directly related to the concentration of the acid solution used and result in an increase in the total surface area and pore diameter and volume.

Resumo em Português:

As interações entre suporte-esmalte e suporte-engobe foram estudadas separadamente frente à curvatura central de revestimentos cerâmicos. Formularam-se duas amostras de esmaltes e quatro amostras de engobes cerâmicos, as quais foram aplicadas sobre um determinado tipo de suporte cerâmico com classificação dentro do grupo B-IIb, pela norma ABNT NBR 13.818/1997 - ISO 13006. Foram mensuradas características como "coeficiente de expansão térmica linear" e "diferença de retração entre suporte-engobe".Foi proposto um método para a avaliação da interação entre o suporte-esmalte e suporte-engobe. Os resultados evidenciaram que, para a interação suporte-esmalte o método de sobreposição de curvas dilatométricas foi aplicado; para a interação suporte-engobe, realizando um teste estatístico com planejamento fatorial 2², evidenciou-se que a variável "diferença de retração linear" entre o suporte e o engobe é a variável significativa para descrever a curvatura central de revestimentos cerâmicos.

Resumo em Inglês:

The interaction between support-glaze and support-engobe were studied separately regarding the central curvature of ceramic tiles. Were formulated two glazes samples and four engobes samples, these were applied on a particular type of ceramic support with classification in the group B-IIb, by Norma ABNT NBR 13.818/1997 - ISO 13006. Some characteristics were measured as "Thermal expansion coefficient" and "Shrinkage difference between support-engobe". A method was suggested d for evaluation of interaction between support-engobes and support-glazes. The results showed that, for interaction support-glazes the superposition of dilatometric curves method is well implemented; for interaction support-engobe, a statistical test was conducted with factorial design 2², indicating that the variable "Shrinkage difference between support-engobe" is the variable significant to describe the central curvature of ceramic tiles.

Resumo em Português:

Fase única de ferrita de lantânio foi preparada com sucesso em baixa temperatura de processamento usando o método do complexo polimerizável. Para implementar este trabalho, foram usadas várias técnicas como calorimetria diferencial de varredura, difração de raios X, infravermelho com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de varredura e análise de adsorção gasosa (BET). Pelos resultados obtidos foi mostrado que as etapas de preparação do pó precursor e a temperatura de calcinação são parâmetros críticos para evitar a segregação de fases e obter o composto puro de ferrita de lantânio. Assim, uma fase única de perovskita foi obtida a 600 °C. Nessa temperatura, foi observado pó homogêneo e fino com tamanho médio de cristalito de 13 nm e área de superfícies especifica de 12,5 m².g-1.

Resumo em Inglês:

Single lanthanum ferrite phase was successfully prepared at low processing temperature using the polymerizable complex method. To implement this work, several techniques such as differential scanning calorimetry, X-ray diffraction, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, scanning electron microscopy and BET surface area measurements were used. Throw the obtained results, it was shown that steps of preparing the powder precursor and temperature of its calcination are critical parameters for avoiding phase segregation and obtaining pure lanthanum ferrite compound. Thus, a single perovskite phase was obtained at 600 °C. At this temperature, the powder was found to be fine and homogeneous with an average crystallite size of 13 nm and a specific surface area of 12.5 m².g-1.

Resumo em Português:

A técnica de deposição eletroforética (EPD) é reconhecida como a mais versátil para o processamento de materiais particulados devido ao seu baixo custo, à deposição em minutos e à conformação de corpos cerâmicos com geometria complexa. Neste trabalho foi feita uma montagem experimental que permite a conformação simultânea de 16 tubos cerâmicos por EPD. Partículas micrométricas de zircônia:ítria foram depositadas, após ajustes nas características reológicas da suspensão em isopropanol, em eletrodo de grafita na forma de tubo. Os tubos cerâmicos, após sinterização a 1500 °C, foram caracterizados por difração de raios X, microscopia de varredura por sonda, espectroscopia de impedância e resposta elétrica em função do teor de oxigênio. A técnica de EPD mostrou-se adequada para obtenção de tubos cerâmicos densos totalmente estabilizados na fase cúbica e resposta elétrica a diferentes quantidades de oxigênio de acordo com a lei de Nernst.

Resumo em Inglês:

The electrophoretic deposition (EPD) is recognized as the most versatile technique for processing particulate materials, due to low cost, deposition in minutes and forming of pieces with complex geometry shapes. In this work an experimental setup for the simultaneous conformation of 16 ceramic tubes by EPD was built. Bimodal submicron yttria-stabilized zirconia particles were deposited into graphite electrodes, after suitably adjusting the rheological characteristics of the suspension in isopropanol. After graphite burning and YSZ sintering at 1500 °C, the ceramic tubes were characterized by X-ray diffraction, scanning probe microscope, impedance spectroscopy and electrical response as a function of oxygen content. Small dense one end-closed ceramic tubes, fully stabilized in the cubic phase, were successfully obtained by the EPD technique, showing the ability of that technique for processing large quantities of tubular solid electrolytes with electrical response to different amounts of oxygen according to the Nernst law.