Resumo em Português:

Este trabalho descreve a história dos varistores à base de SnO2. Nele são apresentadas as principais características deste novo sistema varistor e uma comparação direta com o sistema tradicional à base de ZnO, estabelecendo as vantagens e desvantagens. O trabalho também apresenta as principais dificuldades a serem enfrentadas em relação ao processamento e à exata contribuição dos dopantes nas propriedades não-ôhmicas. Novas perspectivas para este novo sistema varistor também são traçadas.

Resumo em Inglês:

The present work describes the history of SnO2-based varistor systems. The main characteristic of these new varistor systems and a direct comparison with the traditional ZnO-based varistor system, establishing the advantages and disadvantages, are presented. The work also shows the main difficulties that should be faced related to processing and to the exact contribution of each dopant to the non-ohmic behavior. New perspectives for these new varistor systems are also established.

Resumo em Português:

A bauxita apresenta uma ampla faixa de aplicações industriais, de acordo com sua composição química e mineralógica. No setor de refratários, esta matéria-prima tem adquirido grande importância, uma vez que pode substituir parcial ou totalmente agregados de alumina eletrofundida em formados e monolíticos, devido a sua alta refratariedade e custo inferior. Entre os maiores produtores mundiais encontram-se a China, a Guiana e o Brasil. Embora seja um dos maiores produtores mundiais de bauxita refratária, no Brasil pouco se conhece de suas características químicas e mineralógicas, bem como suas propriedades em serviço a altas temperaturas. Esta seqüência de artigos apresenta uma revisão sobre as aplicações, fases cristalinas, características e propriedades a alta temperatura de bauxitas refratárias chinesas e sul-americanas. Nesta segunda parte serão consideradas suas propriedades mecânicas a alta temperatura e um problema freqüente na utilização de bauxitas refratárias, a expansão térmica secundária.

Resumo em Inglês:

Bauxite shows a wide range of applications, according to its chemical and mineralogical composition. In the refractory industry, this raw material has partially or totally substituted fused alumina in bricks and castables, due to its high refractoriness and low cost. The major producers of refractory grade bauxite are, in this order, China, Guyana and Brazil. Although Brazil is one of the major suppliers of this raw material, very few studies have been carried out to understand its chemical, mineralogical and high-temperature properties. These papers present a review regarding the applications of South American and Chinese refractory grade bauxites, including the microchemistry of their crystalline phases and their hot properties. This second part will focus mechanical properties at high temperatures, and a common problem in refractory bauxites, the secondary thermal expansion.

Resumo em Português:

A análise da superfície de fratura é um método extremamente confiável para se identificar as razões da falha em um material, uma vez que o caminho percorrido pela trinca fornece informações importantes sobre sua origem e direção de propagação, além das distribuições de tensões no momento da fratura, as causas de sua iniciação, a interação da trinca com a microestrutura e a seqüência de propagação da mesma. Nos vidros e cerâmicos, as principais características morfológicas da superfície de fratura são a origem, o espelho de fratura, a região de névoa ou bruma ("mist") e a região de ramificação de trincas ("hackle"). Além destas características, outras marcas importantes podem ocorrer na superfície de fratura de vidros, tais como: linhas de "Wallner", escarpas de aceleração e desaceleração, ramificações de rotação ("twist hackle"), asas de gaivotas ("gull wings") e os rastros de ramificação ("wake hackle"). As características morfológicas descritas são bem definidas nos vidros, uma vez que estes materiais são homogêneos, isotrópicos e não possuem cristais que interfiram com a propagação da trinca.

Resumo em Inglês:

Fracture surface analysis is a very reliable method to identify the causes of a material failure, since the crack propagation path allows the identification of the crack origin and the propagation direction, the stress state at the moment of the fracture, the causes of fracture initiation, interaction of the crack with the microstructure and the crack propagation sequence. In glasses and ceramics, the most important morphologic features of the fracture surface are the fracture origin, the fracture mirror, the mist and the hackle. Along with these fracture marks, other important surface features can be present too, for instance: "Wallner" lines, scarps, twist hackle, gull wings and the wake hackle. The above fracture surface features are very well defined in glasses, since these materials are homogeneous, isotropic and do not have a crystal structure that can interfere with the crack propagation.

Resumo em Português:

A durabilidade do varistor de ZnO está relacionada com suas características elétricas, microestruturais, térmicas e com o fenômeno de transporte de massa nos contornos de grão durante o processo de operação do varistor. O estado de polarização nos contornos de grão está relacionado com a difusão do zinco, do oxigênio e dos dopantes durante a aplicação do potencial elétrico e/ou da temperatura. Quando o potencial elétrico é retirado e o estado de polarização não recupera seu estado natural, significa que o dispositivo adquire os piores parâmetros e o varistor sofre degradação, comprometendo sua durabilidade. Neste trabalho, foi simulada a difusão do zinco intersticial e das vacâncias de oxigênio em ZnO. Foi também simulada a durabilidade do varistor, através do planejamento fatorial dos parâmetros elétricos, térmicos e geométricos que caracterizam o dispositivo. Através destes resultados, verificou-se que a difusão do zinco intersticial controla principalmente as propriedades elétricas. Observou-se, também, que quando aumenta a temperatura e a queda de tensão registrada em 0,5 mA/cm², a durabilidade do varistor fica comprometida.

Resumo em Inglês:

The durability of the ZnO varistor is related with its electric, microstructural and thermal characteristics, and with the phenomenon of mass transport at grain boundaries under varistor operation. The polarization state at grain boundaries is related to the diffusion of zinc, oxygen and dopants during the application of the electric potential and/or of the temperature. When the electric potential is removed and the polarization state doesn't recover its natural state, the device presents the worst parameters and the varistor degrades, decreasing its lifetime. In this work, a simulation of the diffusion of interstitial zinc and of oxygen vacancy in ZnO varistor is done. In addition, the durability of the varistor was simulated, through the factorial design of electric, thermal and geometric parameters that characterize the device. It was found that the diffusion of the interstitial zinc controls mainly the electrical properties of the varistor. It was also observed that when the temperature is increased and the tension drops to 0.5 mA/cm², the lifetime of the varistor decreases.

Resumo em Português:

O niobato de bário e chumbo (PBN) possui uma estrutura cristalina do tipo tungstênio-bronze e apresenta propriedades ferroelétricas muito interessantes tanto do ponto de vista científico quanto do ponto de vista tecnológico, revelando-se como um material bastante promissor para aplicação no desenvolvimento de dispositivos eletro-ópticos, piezoelétricos e piroelétricos. Cerâmicas à base de Pb0(0,59)Ba0,41Nb2O 6 (PBN59) foram preparadas pelo método convencional de mistura de matérias-primas. Duas rotas distintas de densificação de amostras foram utilizadas nesse trabalho: sinterização convencional e sinterização por prensagem uniaxial a quente. As caracterizações microestruturais efetuadas indicaram que as amostras obtidas via prensagem uniaxial a quente apresentam uma distribuição bimodal de tamanhos de grão e elevadas densidades, indicando que essa técnica propicia uma maior eficiência no processo de densificação das amostras. O tratamento térmico pós-prensagem uniaxial a quente induz o macro-crescimento preferencial de grãos orientados.

Resumo em Inglês:

Lead barium niobate ferroelectric ceramics have a crystallographic tungsten bronze structure and present interesting ferroelectric properties from both scientific and technological points of view, making them very attractive for electro-optical, SAW and pyroelectric device applications. Ceramics of Pb0(0.59)Ba0.41Nb2O 6 (PBN59) were prepared through conventional mixed precursors method. Two distinct densification routes were employed in this work: conventional firing and uniaxial hot pressing. The microstructural characterizations indicated that the samples obtained by the latter method present a bimodal grain size distribution and high densities, indicating that this technique is more suitable for obtaining ceramics with high densification rates. The post-pressing annealing induces the preferentially oriented macro grain growth.

Resumo em Português:

Pós nanométricos SnO2.Nb2O5 foram estudados para o desenvolvimento de sensores de etanol. Estes pós foram preparados pelo método Pechini, caracterizados quanto à sua morfologia por difração de raios X, determinação de área superficial específica por BET e Microscopia Eletrônica de Transmissão e foram submetidos a testes de sensibilidade ao vapor de etanol. Foi estabelecida uma correlação entre a microestrutura do material, os efeitos do dopante e a resposta do sensor.

Resumo em Inglês:

Nanometric SnO2.Nb2O5 powders were studied for the development of ethanol sensor. These powders were prepared by Pechini's method, morphologically characterized by X-ray diffraction, determination of specific superficial area by BET and Transmission Eletrocnic Microscopy, and submitted to tests of sensitivity for ethanol vapor. A correlation taking into account the microstructure of the material, the effects of the dopant and the response of the sensor was established.

Resumo em Português:

Diversas técnicas de processamento de produtos cerâmicos são baseadas em suspensões de partículas. Por isso, o controle de suas propriedades reológicas, em específico da viscosidade, é fundamental para garantir tanto as características e a reprodutibilidade da etapa de processo, quanto o desempenho final do produto. Entretanto, mais importante que controlar é prever a viscosidade das suspensões. A relevância desta abordagem tem levado ao desenvolvimento de diversos modelos que procuram prever a viscosidade de suspensões cerâmicas (Krieger-Dougherty, Agarwalla, etc.) baseados apenas na concentração de sólidos das mesmas. Neste trabalho é proposto um modelo sistêmico para previsão da mínima viscosidade de suspensões, baseado na distribuição granulométrica, na área superficial e na concentração das partículas. Para sua validação foram produzidas suspensões de alumina, as quais foram caracterizadas em um reômetro de cilindros coaxiais. Os resultados mostraram que o modelo proposto é efetivamente capaz de prever a viscosidade de suspensões cerâmicas, constituindo uma importante ferramenta na formulação de barbotinas, com potencial para aplicação em concretos refratários.

Resumo em Inglês:

Many of the techniques used today to process ceramics are based on fluid consolidation, which requires preparation of suspensions from ceramic powders. A control of the suspensions rheological properties, more particularly of viscosity, is of fundamental importance to guarantee characteristics and repeatability in every process step, as well as in the final performance of the product. However, even more important than controlling the viscosity is the prediction of this parameter. Several models have been developed with this purpose, including Krieger-Dougherty, Agarwalla, etc., which are fundamentally ground only on the solid concentration. In the present work, a systematic model to predict the minimum viscosity of suspensions is proposed, based on the particles size distribution, surface area and solid content. To validate the model, alumina suspensions were produced and characterized with help of a Brookfield rheometer. The results showed that the model proposed here is able to predict the viscosity of ceramic suspensions with accuracy, providing a very important tool for formulation of slips and refractory castables.