Resumo em Português:

A evolução tecnológica dos concretos refratários tem propiciado materiais que aliam elevado desempenho a comportamentos reológicos distintos, permitindo que sejam moldados conforme as diferentes técnicas de aplicação existentes. Atualmente, são comuns os concretos para bombeamento, para projeção, os auto-escoantes, além dos tradicionais vibráveis. Entretanto, apesar do acentuado grau de evolução tecnológica alcançado por estes materiais, sua caracterização reológica tem sido usualmente restrita ao tradicional e limitado ensaio de fluidez, incapaz de adequadamente distinguir as características dos concretos de diferentes classes. Neste trabalho será apresentada a caracterização reológica de um concreto refratário bombeável, auto-escoante, com baixo teor de cimento, realizada em um reômetro especialmente desenvolvido para estas avaliações. Foram verificadas influências de fatores como o teor de água e a hidratação do cimento na reologia do concreto, tanto em função do tempo como sob aplicação de altas taxas de cisalhamento (simulação do bombeamento). Os resultados obtidos atestam a acentuada eficiência do reômetro como ferramenta para projeto da composição e detecção dos diversos fenômenos que ocorrem nos concretos.

Resumo em Inglês:

The technological evolution of refractory castables generated novel materials associating high performance with distinct rheological behavior. Nowadays, a large variety of castables are available, including pumpable, shotcreting, self-flowing and vibrated compositions. However, despite the high technology involved in these materials, their rheological characterization has been restricted to the limited measurement of flow value, which is unable to properly distinguish the different classes of castables. The present work presents the rheological characterization of a pumpable self-flow refractory castable carried out by a rheometer specially developed for this kind of material. The influence of the water content and cement hydration on castable rheology was evaluated as a function of time and shear history, in order to simulate pumping conditions. The results show the importance of the rheometer as a tool for the design and analysis of the rheological behavior of refractory castables.

Resumo em Português:

Filmes finos de PbTiO3 dopados com 27% de lantânio, depositados em substratros MgO (100), foram preparados pelo método dos precursores poliméricos (Pechini). As resinas, das quais são obtidos os filmes, ao término do processo apresentam pH entre 2-3. Este fato promove o aparecimento de cristais de citrato de Pb (favorecido pelo meio ácido). Para evitar tal problema, o pH da resina foi mantido entre 7-8 pela adição de hidróxido de amônio. O surgimento de regiões mais ricas em chumbo pode ser visto por intermédio de Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) e confirmada pela análise de EDS. A Microscopia de Força Atômica (MFA) também foi utilizada na observação da superfície dos filmes.

Resumo em Inglês:

Thin films of PbTiO3 doped with 27% of lanthanum, deposited in MgO (100) substrates, were prepared by the Pechini method. The thin films present pH between 2 and 3 at the end of the process, with the appearance of crystals of Pb citrate due to the acid medium. To avoid this problem, the pH of the resin was kept between 7 and 8 by addition of ammonium hydroxide. The appearance of lead rich areas can be seen by Scanning Electron Microscopy (SEM) and confirmed by EDX analysis. Atomic Force Microscopy (AFM) observation was also carried out on the film surface.

Resumo em Português:

A aplicação de materiais refratários contendo grafite tem aumentado muito nos últimos 10 anos, especialmente no caso de concretos refratários. Tais refratários são considerados compósitos singulares em que o grafite contribui para a redução da expansão térmica, aumento da resistência ao choque térmico, da energia de fratura e da resistência ao ataque por escória. Entretanto, sua baixa molhabilidade por água e líquidos orgânicos dificulta o seu processamento por meio de suspensões. Em virtude disso, um tratamento da superfície das partículas de grafite deve ser realizado visando melhorar sua molhabilidade e dispersão em suspensão aquosa. As principais características estruturais e superficiais responsáveis pela sua baixa molhabilidade e os métodos de tratamento superficial mais utilizados são abordados nesta revisão. Tais métodos de tratamento superficial envolvem, principalmente, a adsorção de agentes ativos na superfície, como é o caso dos surfactantes e polieletrólitos, e a cobertura da superfície por uma espécie hidrofílica.

Resumo em Inglês:

The application of graphite-containing refractories has increased enormously over the latest ten years, especially in the case of refractory castables. Graphite in such refractories contributes to the reduction of the material thermal expansion and improvement on its thermal shock resistance, fracture energy and slag resistance. However, the low wettability of graphite in water and organic liquids represents a barrier to its processing. Therefore, a surface treatment of graphite particles is required to improve its wettability and enable its dispersion in aqueous suspensions. The main structural and surface characteristics responsible for the low wettability of graphite, as well as the most common surface treatment methods applied are discussed in the present review article. Such surface treatment methods include the surface covering of graphite by hydrophilic species and the adsorption of active agents on the surface, such as surfactants and polyelectrolytes.

Resumo em Português:

Nessa comunicação apresentamos nossos primeiros resultados de sinterização ultra-rápida em materiais cerâmicos óxidos usando a radiação de um laser de CO2 como fonte de aquecimento. Os compostos Bi4Ti3O12 (BIT) e Bi4Ge3O12 (BGO) foram sintetizados via reação do estado sólido, conformados em corpos cerâmicos cilíndricos de 12 mm de diâmetro e 2 mm de espessura e, posteriormente, levados ao laser para o processo de sinterização. A análise dos pós reagidos, efetuada por difratometria de raios X, confirmou a presença de fase cristalina única em cada um dos sistemas investigados. A potência máxima do laser necessária para a sinterização apresentou forte dependência com a estratégia usada na irradiação. A análise da microestrutura, realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), revelou um alto grau de eficiência do processo desenvolvido. Em alguns casos, pudemos verificar que a sinterização ocorreu a uma profundidade de até 1 mm, apontando para a viabilidade de obtenção de corpos cerâmicos sinterizados como um todo.

Resumo em Inglês:

In this communication we present our first results on ultra-fast laser sintering of oxide ceramics employing a CO2 laser as the heating source. The Bi4Ti3O12 (BIT) and Bi4Ge3O12 (BGO) compounds were synthesized following a solid state route in air atmosphere. Cylindrical ceramic bodies with 12 mm in diameter and 2 mm in thickness were shaped and sintered under laser irradiation. The X-ray diffraction of the calcined powders confirmed the presence of single phase in each of the investigated systems. The maximum laser power required to the sintering process showed to have a strong dependency on the strategy used for irradiation. The microstructure analysis of the samples, performed by scanning electron microscopy (SEM), revealed the high efficiency of the process. In some cases we could verify that the sintering occurred until a depth of 1mm, indicating the feasibility of obtaining the ceramic bodies sintered as a whole.

Resumo em Português:

O aprimoramento na aditivação e no empacotamento de partículas, associado ao surgimento de novas matérias-primas como microssílica e aluminas calcinadas especiais tem promovido um grande desenvolvimento tecnológico na classe dos materiais refratários. Em especial, a microssílica tem mostrado ser um importante componente na evolução dos concretos refratários. Seu tamanho micrométrico, forma arredondada e pureza proporcionam concretos com elevada densidade de empacotamento, possibilitam a auto-escoabilidade e ainda a formação da mulita in-situ em temperaturas próximas a 1400 ºC, melhorando consideravelmente as propriedades a altas temperaturas desses produtos. Neste trabalho foi investigada a possível substituição da microssílica em concretos aluminosos auto-escoantes e sem-cimento (0,07% de CaO) de alto desempenho a quente, por caulim e meta-caulim, ambos de alta pureza e tamanho micrométrico, similares à microssílica. O menor custo destas matérias-primas, associado ao fato de formarem mulita em temperaturas próximas a 1200 ºC, muito inferiores à da microssílica, são fatores que os tornam muito promissores para aplicações em concretos aluminosos. Os resultados mostram que a utilização do caulim promove características de fluidez e empacotamento muito similares às dos concretos com microssílica, enquanto que o uso de meta-caulim não proporciona valores tão expressivos. A formação de mulita ocorre próximo a 1200 ºC, muito inferior àquela observada para a microssílica (1400 ºC). Contudo, a resistência mecânica a quente dos concretos com caulim/meta-caulim foi afetada pela formação de trincas na matriz, provavelmente decorrente da superior sinterabilidade dessas matérias-primas silico-aluminosas.

Resumo em Inglês:

The improvement in the use of additives and in the packing of particles, associated with the development of new raw materials, such as microsilica and special calcined aluminas, have promoted a great technological advance in the processing of refractory castables in the last decades. Microsilica in particular has been verified to be an important component in the refractory castables evolution. The micrometric size, roundness and high purity allow the processing of castables with high packing density, self-flow behaviour and also the formation of in-situ mullite at temperatures around 1400 ºC, improving considerably the high-temperature properties of such materials. The substitution of microsilica by high-purity kaolin and meta-kaolin in free-cement aluminate refractory castables has been investigated in this work. The lower cost and the fact that this raw material yields mullite at lower temperatures (around 1200 ºC) make the use of kaolin very promising for refractory castable applications. The results have shown that the use of kaolin promotes flowability as high as those shown by castables containing microsilica, whereas the use of meta-kaolin has not yielded equally expressive results. The mullite formation occurred at temperature around 1200 ºC, which is inferior to that observed with microsilica (1400 ºC). The hot mechanical strength was affected by the formation of microcracks in the matrix, most likely due to the higher sinterability of these alumino-silicate raw materials.

Resumo em Português:

A zeólita ZSM-5 foi sintetizada utilizando sílica "Aerosil-Degussa -- 380 m²/g" como fonte de silício, em substituição ao trisilicato de sódio, que é normalmente utilizado na síntese dessa zeólita. Subseqüentemente, foi incorporado cobre à ZSM-5 através do método convencional de troca iônica. Técnicas de difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, área superficial e análise elementar por absorção atômica foram utilizadas para verificar a formação da zeólita sintetizada e suas propriedades após troca com cobre. Os resultados mostraram que houve a formação da ZSM-5 nas condições de síntese empregadas e que a amostra modificada pelo processo de troca manteve as propriedades da zeólita original.

Resumo em Inglês:

The ZSM-5 zeolite was synthesized using silica "Aerosil-Degussa -- 380 m²/g" as silicon source, in substitution to the sodium trisilicate, which is usually employed in the zeolite synthesis. Subsequently, the copper was incorporated to ZSM-5 by conventional ion-exchange method. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, surface area and elemental analysis by atomic absorption have been used to verify ZSM-5 formation and its properties after copper exchange. The results presented ZSM-5 formation in the employed synthesis conditions. The ion-exchanged sample conserved the original ZSM-5 properties.

Resumo em Português:

O estudo da estabilidade de dispersões cerâmicas se faz cada vez mais necessário para o controle dos processos de conformação. Pouco se conhece a respeito das dispersões de SnO2 em meio aquoso e da sua estabilização com diferentes dispersantes. A utilização de moléculas com cargas positivas em pH próximo ao do ponto isoelétrico do SnO2 , como a L-Arginina e a Quitosana, mostrou-se efetiva para a formação de potenciais zeta positivos em dispersões aquosas deste pó. Medidas de potencial zeta através do sinal eletroacústico mostraram que é possível obter-se dispersões estáveis com potencial zeta de + 30 mV para dispersões aquosas de SnO2 contendo Quitosana.

Resumo em Inglês:

The study of the stability of ceramic dispersions becomes more and more important for the control of conformation processes. There is not enough information on aqueous dispersions of SnO2 and their stability with different dispersants. Positively charged molecules in pH near the SnO2 isoelectric point, as L-arginine and chitosan, were successfully tested for raising the zeta potential of aqueous dispersions of this powder. Measurements of the zeta potential from electroacoustic signals showed that it is possible to obtain stable suspensions and zeta potential of +30 mV for aqueous dispersions of SnO2.

Resumo em Português:

A fase espinélio Zn7-xNi xSb2O12 tem apresentado propriedades magnéticas importantes, comportando-se como spin-glass. Desde que estas propriedades são fortemente dependentes da configuração precisa dos átomos nesta estrutura, foram utilizados neste trabalho, com o intuito de clarificar essa configuração, a espectroscopia de infravermelho, aliada ao refinamento de estruturas pelo método de Rietveld. O espectro de infravermelho mostra nas condições de contorno estudadas a presença de três das quatro bandas ativas comuns aos espinélios. Conforme resultados do refinamento pelo método de Rietveld, o níquel substitui o zinco primeiramente no sítio octaédrico e, em altas concentrações (x > ou = 3), migra para o sítio tetraédrico. Essa migração é indicada pelo "splitting", em torno de 520 cm-1, para (x > ou = 3), apresentado no espectro de infravermelho quando a banda n2 é afetada pela mudança do cátion bivalente.

Resumo em Inglês:

The Zn7-xNi xSb2O12 spinel phase shows important magnetic properties with a spin-glass behavior. As these properties are strongly dependent on the atomic configuration in the spinel structure, infrared spectroscopy and the structure refining by the Rietveld analysis have been studied. The infrared spectrum presents three to four of the common spinel active modes. The Rietveld analysis shows that Ni firstly substitutes for Zn in the octahedral site and, for large (x > or = 3) concentrations, migrates to the tetrahedral site. The indication of that migration is the splitting at approximately 520 cm-1, shown in the infrared spectrum when the nu 2 band is modified by the substitution of the divalent cation.

Resumo em Português:

A associação da técnica "gelcasting" com o processo de aeração de suspensões cerâmicas permitiu o desenvolvimento de uma nova classe de espumas cerâmicas com propriedades sem precedentes entre as cerâmicas porosas. Um dos pontos mais importantes deste processo é a reação de gelificação, a qual enrijece a suspensão após a produção de espuma. Recentemente, alguns sistemas de monômeros tais como acrilato de amônio, hidroximetil-acrilamida, ácido metacrílico, metacrilamida e metileno-bisacrilamida foram descritos na literatura como agentes capazes de gelificar suspensões cerâmicas. Neste trabalho, estes sistemas foram estudados considerando critérios exigidos no processamento de espumas cerâmicas, como tempo de reação, interferência sobre o mecanismo de dispersão e comportamento reológico da suspensão, influência sobre o volume de espuma produzido, e resistência mecânica a verde dos corpos obtidos. Estudou-se também um sistema alternativo, baseado na formação de ligações cruzadas entre moléculas de álcool polivinílico (PVAl), o qual, ao contrário dos demais sistemas, não é inibido pela presença de oxigênio. Os resultados permitem uma maior clareza na seleção de sistemas gelificantes visando a produção de espumas cerâmicas através de gelcasting.

Resumo em Inglês:

The association of gelcasting process with aeration of ceramic suspensions allowed the development of a new category of ceramic foams, which shows unprecedented properties. One of the key points of this process is the gelling reaction, which sets the suspension after the generation of foam. Recently, some monomeric systems were described as good gelling agents for ceramic suspensions, such as ammonium acrylate, hydroxymethil-acryalmide, methacrylic acid, methacrylamide and methylene-bysacrylamide. These systems were studied in this work considering the criteria required to produce ceramic foams, as the reaction kinetics, the effects on dispersion mechanisms and on rheological behavior of suspensions, the influence on the foam volume produced, and the green strength of gelled material. An alternative system, based in the crosslinking of polyvinyl-alcohol macromolecules was also studied. This reaction is not inhibited by oxygen, as occurs with monomer-based systems. It is expected that the results will help in the selection of gelling systems for the production of porous ceramics through the novel gelcasting of foams route.

Resumo em Português:

Soluções sólidas de zircônia - 3% mol ítria e 12% mol céria com partículas nanométricas foram preparadas pela técnica da co-precipitação. O principal objetivo deste trabalho é a utilização de parâmetros otimizados de síntese e de processamento para a obtenção de pós nanométricos, com alta reatividade e com características físicas controladas. As principais técnicas de caracterização utilizadas foram: análises térmicas, espalhamento laser, adsorção gasosa, difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que a técnica de síntese das soluções sólidas e o controle das etapas de processamento são decisivos para a obtenção de pós cerâmicos com propriedades desejadas e reprodutíveis.

Resumo em Inglês:

ZrO2: 3 mol% Y2O3 and 12 mol% CeO2 nanosized powders have been prepared by the coprecipitation technique. The main purpose of this work is to optimize the synthesis and processing procedures to obtain nanosized powders with high reactivity and controlled physical properties. Several characterization techniques were used: thermal analyses, laser scattering, nitrogen adsorption, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. The main results show that the precise control of synthesis and processing techniques allows for obtaining nanosized ceramic powders with reproducible and optimized properties.

Resumo em Português:

Neste trabalho é descrita a formação, sobre o aço silício de grão orientado, de um filme cerâmico obtido a partir de MgO contendo os aditivos TiO2 e SrSO4. O material foi tratado termicamente a 900 0C, 1000 0C e 1200 0C e por 15 horas a 1200 0C. O recobrimento foi analisado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), microssonda eletrônica (EDS), difração de raios X e espectroscopia de centelhamento (GDS). A evolução morfológica observada se passa com a formação de uma camada contínua de óxidos na superfície mais externa do material. Com a elevação da temperatura a camada mais externa torna-se mais espessa e aumenta o teor de Mg nas partículas presentes na sub-camada. É possível verificar a presença de forsterita cristalina na superfície das amostras tratadas a temperaturas superiores a 1000 0C. A profundidade de penetração do Mg no material aumenta com a elevação da temperatura, passando de cerca de 75 nm a 900 0C para aproximadamente 1,9 mim a 1200 0C.

Resumo em Inglês:

In this work the formation on grain oriented silicon steel of a ceramic film obtained using MgO and TiO2 and SrSO4 additives is described . The material was heat treated at 900 0C, 1000 0C and 1200 0C and for 15 hours at 1200 0C. The coating was evaluated using scanning electron microscopy (SEM), electron microprobe (EDS), X-ray diffraction and glow discharge spectroscopy (GDS). The observed morphological evolution occurs with the formation of a continuous oxide layer on the outermost surface of the sheet. As the temperature is raised, the outermost surface layer becomes thicker while the particles formed underneath becomes richer in Mg. Beyond 1000 0C the formation of crystalline forsterite on the surface of the sheet was observed. The penetration depth of Mg in the material increases as the heat treatment temperature is raised, going from 75 nm at 900 0C to approximately 1.9 mum at 1200 0C.