Resumo em Português:

Esta terceira e última parte da revisão sobre os aspectos reológicos e de estabilização de suspensões com pós cerâmicos vem reunir a aplicação dos conhecimentos adquiridos nas primeiras duas partes publicadas anteriormente. Aqui, os fenômenos eletrostático devido à dupla camada elétrica, e estérico, relacionado à adsorção de moléculas poliméricas, são combinados para explicar o mecanismo eletroestérico de estabilização de suspensões cerâmicas. Os defloculantes que atuam através desse mecanismo abrangem uma classe específica de polímero denominada polieletrólitos, a qual é constituída por macromoléculas ionizáveis quando em solução. O estudo da forma com que os polieletrólitos atuam justifica-se devido à larga utilização desta classe de polímeros na indústria cerâmica. Os ácidos poliacrílico (PAA) e polimetacrílico (PMAA) são exemplos de polieletrólitos amplamente utilizados no processo de materiais à base de alumina. Dá-se destaque à influência do pH do meio e da presença de íons, sendo novamente aqui importante o conceito de força iônica da suspensão. Como aplicação prática, apresenta-se a estabilidade do sistema alumina-PMAA, reportando-se sobre o comportamento da viscosidade e da efetiva defloculação da suspensão. Este estudo é concluído apresentando resultados do efeito do peso molecular sobre a viscosidade, chamando atenção para o fato de que não basta definir apenas a classe de polímero a ser usada, sendo também fundamental especificar o peso molecular médio do polímero selecionado.

Resumo em Inglês:

The third and last part of this review about stabilization and rheological aspects of ceramic suspension gathers the knowledge in the two parts previously published. Here, the electrostatic and steric phenomena, related to the electrical double layer and polymeric molecules adsorption, respectively, are combined to explain the electrosteric stabilization mechanism of ceramic suspensions. The deflocculants used to afford such dispersion mechanism cover a specific kind of polymer, named polyelectrolytes, which are macromolecules that are ionizable in solution. The study of how the polyelectrolytes behave is justified due to the large use of this polymeric product in the ceramic industry. Polyacrylic acid (PAA) and polymethacrylic acid (PMAA) are examples of polyelectrolytes that are widely used in the processing of alumina based materials. The medium pH and ion concentration are strengthened, and the importance of the ionic strength is emphasized. As a practical application, the stability of alumina-PMAA system is presented. The viscosity and dispersion behaviour of the suspension are also reported. This study is concluded presenting results concerning the effect of molecular weigth on the suspension viscosity, and shows that it is not enough to select a polymer considering just its class. It is fundamental to specify the average molecular weight of the selected polymer.

Resumo em Português:

As cerâmicas porosas constituem um importante grupo de materiais que apresenta aplicações em áreas como membranas para separação, matrizes para dopagem, matrizes para retenção de resíduos, matrizes para fabricação de compósitos, materiais com funções especiais (térmicas, químicas, mecânicas, etc.), etc. Um dos parâmetros mais utilizados para descrever o comportamento de um material poroso é a sua permeabilidade. No entanto, as expressões comumente utilizadas para descrever a permeabilidade utilizam apenas os parâmetros métricos fração volumétrica de poros (V V) e diâmetro médio de poros (D). Neste trabalho, é feita uma análise da permeabilidade de cerâmicas porosas obtidas pelo método sol-gel e é apresentada uma expressão para descrever o fator geométrico de permeabilidade, considerando o conceito de conectividade (ou genus, G) da estrutura de poros.

Resumo em Inglês:

Porous ceramics represent an important class of materials with many applications in areas such as separation membranes, materials for doping, matrices for impregnation and making composites, materials with special functions (thermal, chemical, mechanical, etc.). A parameter commonly used to describe the behavior of a porous material is its permeability. Equations usually found to describe permeability use only metric parameters such as volume fraction of pores (V V) and average diameter of pores (D). In this work it is carried out an analysis of permeability of porous ceramics obtained via sol-gel method and it is presented an expression for describing a geometrical factor of permeability, which takes into account the concept of connectivity or genus (G) of the pore structure.

Resumo em Português:

A caracterização de meios porosos é muito importante em áreas científicas e tecnológicas envolvendo materiais e processos químicos. Processos de transferência de calor e massa em meios porosos dependem, além de suas propriedades métricas, das propriedades topológicas e topográficas. No entanto, essas propriedades são de difícil acesso experimental, razão pela qual torna-se necessária, algumas vezes, a utilização de técnicas de simulação para auxiliar nas suas determinações. Este trabalho apresenta os resultados de simulação de leitos adsorvedores utilizando zeólitas 5A comerciais. Os modelos de compactação de partículas esféricas dos leitos adsorvedores são ajustados para que suas propriedades métricas, como fração volumétrica e área superficial de poros, se aproximem daquelas determinadas para os leitos reais. A partir dos modelos ajustados, os parâmetros topográficos e topológicos, como a distribuição radial da porosidade e a conectividade de poros, são estimados e comparados com valores obtidos para os leitos reais através de métodos indiretos.

Resumo em Inglês:

The characterization of porous bed is of crucial importance in many scientific and technological areas related to materials and chemical processes. Mass and heat transfer in a porous media depend on metric, topological and topographical properties. Because the difficulties of experimental access to topological and topographical properties sometimes it is practical the use of computer simulation techniques to evaluate those parameters. This paper presents the simulation results of adsorbing beds using commercial 5A zeolites. The sphere packing models applied to adsorbing beds are adjusted through the comparison of metric properties, such as volumetric fraction and specific area of pores, evaluated for simulated and real beds. Starting from adjusted models, the topological and topographical properties, like radial distribution of porosity and pore connectivity are estimated and compared with those parameters obtained for real beds through the use of indirect methods.

Resumo em Português:

O desempenho de materiais polifásicos em sistemas tribológicos envolvendo desgaste abrasivo é função de uma série de fatores, a saber: condições de operação, características de projeto e das propriedades do abrasivo e dos microconstituintes do material utilizado. Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios de indentação em diferentes microconstituintes e partículas duras, através dos quais as propriedades mais importantes para o fenômeno abrasivo são determinadas in situ. Dentre essas destacam-se a dureza H, a tenacidade à fratura K IC, o módulo de elasticidade E, a relação trabalho plástico / trabalho elástico Wp / We e a relação de durezas entre o microconstituinte e o agente abrasivo. Em muitas situações práticas esses sistemas encontram-se em temperaturas elevadas. Assim, neste trabalho, é também apresentada a influência da temperatura sobre algumas dessas propriedades. Os resultados obtidos mostram a grande potencialidade dessa técnica no processo de seleção e desenvolvimento de materiais resistentes ao desgaste.

Resumo em Inglês:

The wear resistance is not an intrinsic property of materials but depends on the operating conditions, design properties, type of abrasive and material properties. In this work the results of microindentation tests in different hard particles of wear resistant alloys and composites, as well as in bulk materials are presented. Continuous monitoring the load and the indenter penetration depth it is possible to obtain in situ important properties in the wear process of the alloy microconstituents. With this technique it was possible to determine the hardness H, the fracture toughness K IC, the Young modulus E and the relationship between the plastic and elastic work of deformation Wp / We. Since in many practical situations the process temperature is an important parameter, its influence on some of these properties is also considered. The results show that this technique may constitute a helpful tool in the process of selecting suitable microconstituents for wear resistant materials.

Resumo em Português:

Este trabalho descreve pesquisa desenvolvida sobre a fabricação de elementos cerâmicos, através da utilização de chamote adicionado à argila. Chamote pode ser definido como um subproduto proveniente de rejeitos de material cerâmico. O experimento envolveu a utilização de sete tipos de amostras obtidas em olaria próxima à UFSM, as quais serviram para estudar as seguintes variáveis: teor de umidade de moldagem, proporção das misturas, argila-base e temperatura de queima. As principais características físicas e mecânicas observadas foram: retração linear de queima, absorção de água, porosidade, massa específica aparente e sucção inicial. A partir dessas observações chegou-se às seguintes conclusões: a) possibilidade de utilizar o chamote homogeneizado na fabricação de elementos cerâmicos, desde que em proporção ideal e queimado a temperatura adequada; b) as tensões de ruptura e absorção de água obtidas estão de acordo com aquelas previstas pelas normas brasileiras; c) a adição de chamote à argila contribui potencialmente para o controle da retração. Por fim, verifica-se que a adição de chamote à argila permite o aproveitamento desse tipo de resíduo na fabricação de produtos de boa qualidade e contribui para reduzir a poluição ambiental.

Resumo em Inglês:

This work describes a reseach carried out on the manufacture of ceramic elements through the addition of brick powder to clay. Brick powder can the defined as a waste resulted from processing of ceramic materials. That experiment was developed using seven different clay samples from pottery located in the surroundings of UFSM. This material was used to study the following variables: basic clay, proportion of each component of the mixture, moisture drift to the moulding and burning temperature. The main physical and mechanical characteristics observed were: drying linear retraction, rupture tension, fire damage, burning linear contraction, water absorption, porosity, apparent specific mass and starting suction. Results indicate that it is possible to add homogeneized brick powder to clay in order to manufacture ceramic elements in an ideal proportion and burnt at a suitable temperature.The rupture tension and water absorption results satisfy the requirements established by brazilian rules, as well as brick powder addition controlled the retraction of the elements. Also, it can be concluded that the addition of brick powder to clay allows for a useful final destination to ceramic waste obtaining good quality products and avoiding environment pollution.