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Cerâmica, Volume: 59, Número: 351, Publicado: 2013
  • Editorial

  • Efeito das características microestruturais nas propriedades mecânicas de compósitos baseados em matriz vitrocerâmica do sistema LZSA

    Bertan, F. M.; Oliveira, A. P. Novaes de; Montedo, O. R. K.; Hotza, D.; Rambo, C. R.

    Resumo em Português:

    Este trabalho relata a caracterização de compósitos baseados em matriz vitrocerâmica do sistema Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) reforçados com partículas de ZrSiO4. As propriedades físicas/mecânicas e químicas típicas das bateladas de vidros e dos compósitos foram medidos. Uma composição com 60% em peso de ZrSiO4 foi inicialmente selecionada por ter demonstrado elevados valores de resistência à flexão (190 MPa) e resistência à abrasão profunda (51 mm³). Para esta mesma composição foi adicionado 7% em peso de bentonita a fim de se obter um comportamento de plasticidade adequado para extrusão. As amostras sinterizadas (1150 ºC por 10 min) apresentaram uma retração térmica linear de 14% e valores de resistência à flexão de 220 MPa.

    Resumo em Inglês:

    This work reports on the characterization of ZrSiO4 particulate-reinforced Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) glass-ceramic matrix composites. The typical physical/mechanical and chemical properties of the glass batches and the composites were measured. A composition with 60 wt.% ZrSiO4 was preliminarily selected because it demonstrated the highest values of bending strength (190 MPa) and deep abrasion resistance (51 mm³). To this same composition was given a 7 wt.% bentonite addition in order to obtain plasticity behavior suitable for extrusion. The sintered samples (1150 ºC for 10 min) presented a thermal linear shrinkage of 14% and bending strength values of 220 MPa.
  • Sinterização por micro-ondas de ferrita de níquel sintetizada pelo método Pechini

    Hoyos, J. R. Muñoz; Zabotto, F. L.; Garcia, D.; Kiminami, R. H. G. A.

    Resumo em Português:

    A sinterização por micro-ondas é uma técnica que oferece enorme potencial para a fabricação de diversos materiais cerâmicos com microestruturas cerâmicas diferenciadas. Este trabalho teve por objetivo sinterizar cerâmicas de ferrita de níquel (NiFe2O4) em forno de micro-ondas, visando controle de crescimento de grão e alta densificação. Para realizar esta investigação, foi utilizado o processo de síntese por Pechini para a preparação do pó das ferritas de níquel. Amostras desse material foram sinterizadas em forno convencional e de micro-ondas. A caracterização foi feita por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, determinação de densidade aparente e obtenção das curvas de histerese magnética. A sinterização da ferrita de níquel por micro-ondas levou apenas 10% do tempo gasto da sinterização convencional. As amostras apresentaram menor tamanho de grão, e densidade e magnetização de saturação semelhantes às obtidas pela sinterização convencional, mostrando o alto potencial de aplicação da técnica de micro-ondas para o processamento desses materiais.

    Resumo em Inglês:

    Microwave sintering is a technique with a huge potential for the manufacture of a variety of ceramic materials with controlled ceramic microstructure. The objective of the present work was the microwave sintering of NiFe2O4 in a microwave oven. In this research, we used a NiFe2O4 synthesized by Pechini method. Samples of this powder were sintered by the conventional and microwave process, and characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, and their density and magnetic properties were also determined. The microwave sintering process took less than 10% of the time required for conventional sintering, and the samplebulk density and saturation magnetization values were similar to those observed forthe conventional sintered ones.
  • Influência da atmosfera na sinterização do cromito de lantânio dopado

    Setz, L. F. G.; Mello-Castanho, S. R. H.; Santacruz, I.; Moreno, R.; Colomer, M. T.

    Resumo em Português:

    O cromito de lantânio (LaCrO3) para ser utilizado como interconector em células a combustível de óxido sólido, ademais de possuir condutividade elétrica adequada, deve apresentar alta densidade, contribuindo com a estanqueidade dos gases utilizados. Utilizando LaCrO3 dopado com Sr e Co sintetizado por combustão, estudou-se o efeito das atmosferas inerte (argônio) e oxidante (ar) no comportamento de sinterização e densificação. As peças foram sinterizadas em dilatômetro, caracterizadas com difração de raios X e as densidades foram determinadas pelo método de Arquimedes. Na observação das microestruturas formadas utilizou-se microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que as duas atmosferas favorecem a densificação do cromito de lantânio dopado; porém, ciclos térmicos em meios oxidantes podem prejudicar o desempenho do material quando em utilização como interconector.

    Resumo em Inglês:

    Lanthanum chromite to be used as interconnector in high temperature solid oxide fuel cells (HTSOFCs) must have adequate electrical conductivity and high density to avoid the mixture of employed gases. Sr and Co doped-LaCrO3 synthesized by combustion reaction was used to study the effect of the sintering atmospheres, inert (Ar) and oxidant (air) on the sintering/densification behavior. The pellets were sintered in a dilatometer and characterized by X-ray diffraction. The sintered densities were determined by Archimedes method, and Scanning Electronic Microscopic was used for microstructure observation. The results shown that inert and oxidant atmospheres promote densification but after thermal cycles, in oxidant media, theHTSOFCs performance may be impaired
  • Fontes de magnésia e seu potencial para produção de concretos refratários espinelizados in-situ sem a adição de cimentos refratários

    Souza, T. M.; Braulio, M. A. L.; Bonadia, P.; Pandolfelli, V. C.

    Resumo em Português:

    Devido à hidratação e seu efeito expansivo, o uso de magnésias reativas em concretos refratários é usualmente evitado. Entretanto, magnésias cáusticas possuem maior área superficial e menor tamanho médio de cristais quando comparadas ao sínter de MgO, podendo favorecer a formação de espinélio (MgAl2O4) em temperaturas menores que as usuais, por aumentar a força motriz para reação da Al2O3 com o MgO. Além disto, a expansão volumétrica associada à hidratação da magnésia poderia ser utilizada para aumentar a resistência mecânica, viabilizando a substituição do cimento e, conseqüentemente, a redução dos custos destes concretos. Considerando-se estes aspectos, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a incorporação de fontes de MgO com reatividades distintas (um sínter de MgO e duas magnésias cáusticas) em concretos refratários aluminosos contendo diferentes teores de cimento de aluminato de cálcio (0, 2, 4 ou 6%-p) e 1%-p de microssílica. A incorporação do cimento de aluminato de cálcio e da microssílica foi realizada com o intuito de reduzir os danos associados à hidratação do MgO. Como resultado, rotas para incorporação de fontes de magnésias com reatividade distintas aos concretos são apresentadas, sem os danos decorrentes da expansão volumétrica causada pela hidratação, potencializando a redução da temperatura de início de formação de espinélio. Os resultados também indicam que o MgO, para situações particulares, é uma alternativa adequada para a substituição do cimento de aluminato de cálcio como ligante nestes concretos.

    Resumo em Inglês:

    Due to its hydration and expansive effect, the use of caustic magnesia in refractory castables is usually not recommended. However, compared to the dead-burned magnesia, the caustic one has a greater surface area and a smaller crystal mean size, which could induce spinel formation (MgAl2O4) at lower temperatures than usual by enhancing the driving force for the reaction between Al2O3 and MgO. Moreover, the volume expansion associated with the magnesia hydration could be used to develop mechanical strength, allowing the cement replacement and consequently reducing the costs of these castables. Considering these aspects, the objective of the present work was to evaluate the addition of MgO sources with different reactivity (a dead-burned and two caustic magnesias) in refractory castables with various calcium aluminate cement contents (0, 2, 4 or 6 wt%) and 1 wt% of fumed silica. The addition of calcium aluminate cement and fumed silica was carried out in order to inhibit the deleterious effects associated to magnesia hydration. As a result, different routes for magnesia sources addition with distinct reactivity to the castables are presented, without the usual damages resulting from the volumetric expansion caused by MgO hydration, which in parallel will potentially reduce the initial spinel formation temperature. The results also highlighted that magnesia is a suitable alternative to replace calcium aluminate cement as a binder in these castables, for particular compositions.
  • Adsorção de Ni2+ e Zn2+ em argila calcinada: estudo de equilíbrio em coluna de leito fixo

    Araujo, A. L. P. de; Nogueira, I. L.; Silva, M. G. C. Da; Gimenes, M. L.; Barros, M. A. S. D. De

    Resumo em Português:

    A aplicação de argilas para adsorção de metais pesados presentes em efluentes tem sido objeto de estudo em muitas pesquisas em virtude das inúmeras vantagens técnicas e econômicas. Este trabalho teve como objetivo obtenção de isotermas de adsorção de níquel e zinco em coluna de leito fixo utilizando como adsorvente argila bentonita calcinada a 500 ºC. Os experimentos para remoção de níquel e zinco foram conduzidos à temperatura ambiente (20 ºC - 25 ºC), pH da alimentação ajustado em 4,5, massa de argila calcinada de 15,5 g, com diâmetro médio de 0,855 mm, vazão de alimentação de 4 mL/min e concentração da solução de metal variando entre 0,5 meq/L a 4 meq/L. Os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich, Radke-Prausnitz, Redlich-Peterson, Sips e Toth foram ajustados aos dados de equilíbrio, sendo que o modelo de Langmuir apresentou melhor ajuste às concentrações de Ni2+ e Zn2+ adsorvido.

    Resumo em Inglês:

    The use of clays for adsorption of heavy metals in wastewater has been studied in many trials because of numerous technical and economic advantages. This work aimed to evaluate the removal of nickel and zinc in fixed bed column. The experiments for the removal of nickel and zinc were conducted at room temperature (20 ºC - 25 ºC), pH adjusted at 4.5, weight of 15.5 g calcined clay,with an average diameter of 0.855mm, feeding flow rate 4 mL/min and concentration of the solution of metal between 0.5 meq/L to 4 meq/L. The Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich, Radke-Prausnitz, Redlich-Peterson, Sips and Toth models were fitted to equilibrium data, and the Langmuir model provided the best fit for adsorption isotherms.
  • Incorporação de pó de rocha sedimentar em massas para telhas cerâmicas - parte 1: efeitos nas propriedades físicas e mecânicas

    Vieira, C. M. F.; Emiliano, J. V.

    Resumo em Português:

    Este trabalho tem por objetivo reformular uma massa típica de telhas de Campos dos Goytacazes, RJ, com adições de argilito em pó, rocha sedimentar comum em Itu, SP, e extensivamente utilizada na produção de cerâmica estrutural naquela região. Composições com argila plástica de Campos dos Goytacazes e 30, 40 e 50% em peso de argilito em pó foram preparadas e caracterizadas. As propriedades e características das massas com argilito foram comparadas às de uma massa para telhas da região norte-fluminense. Para a determinação das propriedades físicas e mecânicas foram utilizados corpos de prova preparados por extrusão e queimados nas temperaturas entre 800 e 1050 ºC. As propriedades tecnológicas avaliadas foram: densidade aparente, retração linear após secagem e queima, absorção de água e resistência à flexão. Os resultados demonstram que a utilização de argilito em pó pode melhorar as propriedades das telhas cerâmicas produzidas em Campos dos Goytacazes.

    Resumo em Inglês:

    This work has for objective to reformulate a typical roofing tile body from Campos dos Goytacazes with additions of shale powder from Itu, sedimentary rock extensively used for the production of structural ceramic in that region. Compositions with a plastic clay from Campos dos Goytacazes and 30, 40, and 50 wt. % of shale powder were prepared and characterized. The properties and characteristics of the compositions with shale were compared with a roofing tiles body from the north-fluminense region. To determine the physical and mechanical properties specimen were prepared by extrusion and fired at temperatures varying from 800 to 1050 ºC. The technological properties evaluated were: bulk density, linear shrinkage, water absorption and flexural rupture strength. The results indicated that the use of shale clay powder could improve the performance of the industrial roofing tile produced in Campos dos Goytacazes.
  • Propriedades estruturais, morfológicas e ópticas de nanocristais de ZnS dopado com Mn

    Mote, V. D.; Purushotham, Y.; Dole, B. N.

    Resumo em Português:

    Amostras de ZnS dopadas com Mn de composição Zn1-xMn xS, x = 0, 0,02, 0,05 e 0,10 foram preparadas por método químico e caracterizadas estructural, morfológica e ópticamente por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia no infravermelho (FTIR) e espectrofotometria de absorção óptica UV-VIS. Os difratogramas de raios X confirmam a estrutura cúbica sem fases secundárias no ZnS puro e no dopado. O valor do parâmetro de rede com o aumento na concentração de manganês devido à substituição do manganês na rede do ZnS. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão mostram que as partículas são esféricas com tamanho médio 3-4 nm. As espécies químicas no cristal foram identificadas pelos espectros FTIR. Os espectros de absorção óptica mostram decréscimo no gap da banda com o aumento da concentração de Mn.

    Resumo em Inglês:

    Mn doped ZnS samples with composition formula Zn1-xMn xS where x = 0.00, 0.02, 0.05 and 0.10 were prepared by chemical method. Samples characterized for its structural, morphological and optical properties by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and UV-vis spectrometer. XRD patterns confirm cubic zinc blend structure with no secondary phases for pure and Mn doped ZnS. Lattice constant value increases slightly with Mn concentration due to the substitution of Mn in ZnS lattice. TEM images show that the particles have spherical in shape with an average particle size between 3-4 nm. The chemical species of the grown crystals are identified by FTIR spectra. Optical absorption spectra show decrement in band gap with increasing Mn concentration.
  • Desenvolvimento de pó à base de gesso e binder para prototipagem rápida

    Meira, C. R.; Carvalho, J. de; Purquerio, B. M.; Fortulan, C. A.

    Resumo em Português:

    Foram desenvolvidas formulações de pó à base de gesso e binder para aplicação em equipamento de prototipagem do tipo 3D Print. Na técnica de impressão tridimensional, impressoras denominadas 3D Print são baseadas em cabeçotes de impressão de impressoras comerciais a jato de tinta, que depositam um binder sobre camadas sucessivas de pó e, em cada fatia, o binder reage com o pó e consolida o formato bidimensional da seção, que somadas às fatias subsequentes, consolidam um modelo tridimensional. Embora este modelo de impressora tridimensional esteja se popularizando pelo baixo custo, ainda tem em seus insumos o pó e o binder o seu maior empecilho devido ao custo elevado. Neste projeto foram desenvolvidas formulações de pós, obtidos pela moagem do gesso em meio alcoólico com ligantes e aditivos, seguido de aglomeração das finas partículas de gesso, e formulações de binder baseadas na reação com o gesso. Foram avaliadas as condições do pó aglomerado para a uniformidade da deposição das camadas e os requisitos mínimos do binder para a operação do cabeçote de impressão. Corpos de prova no formato de barras foram produzidos em equipamento comercial e analisados com relação à resistência a flexão, densidade e metrologia. Foram obtidos corpos a partir de pó com adição de 5 vol.% de PVB e binder com 90 vol.% de água destilada e resistência de 290 kΩ, que apresentaram resistência média à flexão de 0,33 MPa, suficiente para o manuseio inicial dos prototipados, com manufatura simplificada e a um custo muito econômico.

    Resumo em Inglês:

    Formulation of gypsum powder and binder for use in 3D print prototype was developed. The 3D printing technique consists of the three-dimensional deposition of binders on successive layers of powder slices; the binder reacts with the powder and consolidates the two-dimensional format of each printed section, which added to subsequent slices consolidates the three-dimensional model. Although this model of three-dimensional printer is becoming popular mainly for its low cost, powder and binder are the greater obstacles due to their high cost. In this project formulations of powders, obtained by grinding the gypsum in alcoholic medium with binders and additives followed by agglomeration of fine particles of gypsum were developed. Formulations of binders based on the reaction of gypsum, considering the binding affinity and the operation of the print head were proposed and tested. The conditions of the agglomerated powder to the uniformity of the deposition layers and the minimum requirement of the binder for the operation of the print head were evaluated. Bar shaped specimens were produced on commercial 3D printing equipment and analyzed with respect to flexural strength, density and dimensional shape. Specimens from the powder were obtained with addition of 5 vol.% PVB and binder with 90 vol.% of distilled water and resistivity of 290 kΩ that showed an average flexural strength of 0.33 MPa, which was enough for initial handling, with simplified manufacture and a very economical cost.
  • Descrição da secagem de placas cerâmicas por meio de um modelo de difusão

    Silva, L. D. da; Silva, W. P. da; Silva, C. M. D. P. S.; Farias, V. S. O.

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi estudar o transporte de água, através do modelo da difusão líquida, em placas cerâmicas que podem ser usadas como revestimento de alvenaria, bem como apresentar um algoritmo de otimização baseado no método inverso. Para atingir os objetivos o algoritmo apresentado foi acoplado à solução analítica da equação de difusão, possibilitando determinar os parâmetros de processo a partir dos dados experimentais da secagem das placas. A condição de contorno empregada foi a de terceiro tipo e a geometria considerada foi a de um paralelepípedo. Uma vez determinados os parâmetros de processo, a cinética de secagem das placas cerâmicas foi simulada para cada temperatura. Os revestimentos cerâmicos foram moldados com argila vermelha, que também é usada na fabricação de tijolos e telhas. Amostras do produto com teor de umidade inicial em ~ 0,110 (bs) foram colocadas dentro de uma estufa a 50,0, 60,0, 70,0 e 90,0 ºC, e os dados da cinética de secagem foram coletados. A análise dos resultados obtidos, por meio dos gráficos das cinéticas de secagem e dos indicadores estatísticos, permite concluir que o modelo de difusão líquida descreve de forma satisfatória a cinética de secagem do produto. Os valores obtidos para o coeficiente de transferência convectivo de massa e para a difusividade efetiva da água foram consistentes com valores disponíveis.

    Resumo em Inglês:

    This work aimed to study the water transfer in ceramic plates that can be used as coatings masonry by a liquid diffusion model, as well as to present an optimization algorithm based on the inverse method. The presented algorithm was coupled to the analytical solution of the diffusion equation, enabling to determine the process parameters from the experimental data of drying the plates. The boundary condition employed was of the third kind and the geometry considered was a parallelepiped. Once the process parameters were determined, the drying kinetics of ceramic plates was simulated for each temperature. The ceramic plates were molded with red clay, which is also used in making bricks and tiles. Samples of the product with initial moisture content (dry basis) of 0.110 kg were placed into a kiln at 50.0, 60.0, 70.0 and 90.0 ºC and the data of the drying kinetics were obtained. The analysis of the obtained results (statistical indicators and graphics) makes it possible to affirm that the diffusive model adequately describe the drying kinetics. The values obtained for the convective mass transfer coefficient and for the effective water diffusivity were consistent with values reported.
  • Síntese pelo método da coprecipitação e caracterização estrutural do tungstato de cálcio com estrutura tipo scheelita

    Vieira, E. G.; Sousa, P. A. A.; Matos, J. M. E.; Santos, M. R. M. C.

    Resumo em Português:

    Nanocristais de CaWO4 foram sintetizados pelos métodos de coprecipitação com diferentes razões do solvente (água/etilenoglicol) e processados à temperatura ambiente. Estes nanocristais foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e espectrofotometria de absorção na região ultravioleta-visível. De acordo com os padrões de raios X, os espectros dos cristais exibiram apenas a estrutura tetragonal do tipo scheelita sem a presença de fases intermediárias. Os dados obtidos pelos refinamentos Rietveld revelaram que os átomos de oxigênio ocupam posições diferentes nos "clusters"do tipo [WO4] sugerindo a presença de distorções nesses aglomerados. Os espectros de Raman mostraram dez modos vibracionais ativos (2Ag, 5Bg e 3Eg) para o óxido, os espectros de FT-IR exibiram uma banda de absorção larga situada entre 796 cm-1 a 801 cm-1 que está associado a vibrações antissimétricas na ligações W-O dentro dos "clusters" de [WO4] e duas bandas nas regiões de 436 cm-1 a 437 cm-1 relacionados com vibrações de flexão. As medições de absorção ultravioleta-visível evidenciou a variação dos valores da "band gap" ópticana faixa de 5,35 a 5,39 eV.

    Resumo em Inglês:

    CaWO4 nanocrystals were synthesized by the coprecipitation method of with different solvent ratio (water/ethylene glycol) and processed at room temperature. These nanocrystals were characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopies, Fourier transform infrared (FT-IR) e ultraviolet-visible (UV-Vis) absorption spectroscopies. According to the X-ray patterns, of all the crystals exhibited only a tetragonal scheelita structure without the presence of deleterious phases. The data obtained by the Rietveld refinements revealed that the oxygen atoms occupy different positions in the [WO4] "clusters", suggesting the presence of lattice distortions.The Raman spectra showed ten active vibrational modes (2Ag, 5Bg e 3Eg) for the oxide, the FT-IR spectra exhibited a large absorption band situated at around in the regions of 796 cm-1 to 801 cm-1, which is associated to the W-O antisymmetric stretching vibrations into the [WO4] "clusters" and two bands in the regions of 436 cm-1 to 437 cm-1related to bending vibrations. The ultraviolet-visible absorption measurements evidenced the variation of optical band gap values in range from 5.35 to 5.39 eV.
  • Estudo do crescimento de nanofitas de céria dopada com gadolínio por sistema de aquecimento por micro-ondas

    Gonçalves, R. F.; Castro, D. A.; Santos, M. R. C.; Figueiredo, A. T.; Barrado, C. M.; Leite, E. R.; Godinho Jr., M.

    Resumo em Português:

    O óxido de cério (céria) tem atraído atenção devido às suas importantes aplicações, como em células a combustível de óxido sólido, catalisadores de gases de exaustão de automóveis, catalisadores para a obtenção de hidrogênio, bloqueadores de raios ultravioleta, biomateriais, entre outros. Controlar os métodos de síntese da céria é de grande importância para explicar ou prever essas propriedades. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar o crescimento de nanofitas de óxido de cério em um sistema hidrotérmico assistido por micro-ondas, no qual 8 min foram obtidas nanofitas com comprimentos próximos a 330 nm, em 130 ºC e pressão de 3 atm. Os resultados colaboram para pesquisas em reformadores para obtenção de etanol e/ou anodos de células combustíveis de óxido sólido.

    Resumo em Inglês:

    Cerium oxide (ceria) has attracted attention because of its important applications such as solid oxide fuel cells, catalysts for automobile exhaust gas, catalysts to obtain hydrogen, UV blockers, biomaterials, etc.. Control methods for synthesis of ceria are of great importance to explain or predict these properties. Thus, the objective of this work was to study the growth of cerium oxide nanobelts in a microwave-assisted hydrothermal system, where in 8 min 330 nm nanobelts were obtained at 130 ºC and 3 atm. The results collaborate to the research on reformers for ethanol and/or solid oxide fuel cells anode.
  • Caulins amazônicos: possíveis materiais de referência

    Santos, S. C. A. dos; Rocha Junior, C. A. F.; Silva, L. N. da; Angélica, R. S.; Neves, R. F.

    Resumo em Português:

    Caulim é um produto originado pela ação do intemperismo de silicatos de alumínio como os feldspatos, que na região amazônica é favorecida pelo clima quente e úmido. Usado na fabricação de materiais refratários, cimentos, fármacos, catalisadores, cobertura e enchimentos de papel e outras diversas finalidades. Este trabalho tem como objetivo a caracterização e a comparação de caulins de coberturas e in natura de diferentes regiões do Pará (Rio Capim, Jarí e Vila do Conde) de origens sedimentares com caulins utilizados como materiais de referência (IPT-28, IPT-32, IPT-42, KGa-1b e KGa-2). Nas caracterizações foram utilizados métodos de análise química, física e mineralógica como: Análise de tamanho de partícula, Difração de raios X, Fluorescência de raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Análise Térmica Diferencial. Os resultados mostraram como principal fase mineral em todos os caulins estudados a caulinita, com diferentes graus de "cristalinidade". Os caulins amazônicos apresentaram-se com alto e baixo grau de ordem estrutural, assim como os materiais de referências. No que se referem às propriedades de composição química, ambos os materiais apresentaram teores de SiO2 + Al2O3 acima de 90%, teores de Na2O e TiO2 muito baixos, em média 0,6% e 1,92%, respectivamente para os materiais de referência, e para os amazônicos foram de Na2O 0,3% e 1,62% para TiO2. Quanto à análise de tamanho de partícula, observaram-se variações de D50 = 0,7 a 9 µm para os da Amazônia e D50 = 1,7 a 6 µm para os de referência. Os caulins amazônicos sedimentares por mostrarem baixos teores de impurezas e por serem encontrados em grandes quantidades, sugerem um forte potencial para utilização como caulins de referência.

    Resumo em Inglês:

    Kaolin is a product originated by the weathering action of aluminum silicates, such as feldspars, which in the Amazon region is favored by warm and humid climate. Used in fabrication of refractory, cement, pharmaceuticals, catalysts, paper coating and filler and other several purposes. This study aims to characterization and comparison of kaolins for paper coating and in natura from different regions in Pará ( Rio Capim, Jarí and Vila do Conde) of sedimentary origin with kaolins used as reference materials (IPT-28, IPT-32, IPT-42, KGa-1b e KGa-2). The characterizations were carried out by methods of chemical, physical and mineralogical analyses: Particle size distribution, X-Ray Diffraction, X-Ray Fluorescence, Scanning Electron Microscopy, Differential Thermal Analysis. The results showed as main mineral phase in all kaolin studied the kaolinite, with different degrees of "crystallinity". The Amazon kaolins presented high and low degree of structural order as well as reference materials. With respect to the properties of chemical composition, both materials showed levels of SiO2 + Al2O3 above 90%, low levels of Na2O and TiO2, with average of 0.6% and 1.92%, respectively for the reference materials, and for amazon kaolins were 0.3% and 1.62% to TiO2. The particle size analysis showed variances of the D50 from 0.7 to 9 µm to the amazon kaolins and from 1.7 to 6 µm to the reference materials. The sedimentary amazon kaolins, with low levels of impurities and found in large quantities, suggest a strong potential for use as reference kaolins
  • Avaliação da incorporação de resíduo de gemas na massa cerâmica vermelha: um estudo de caso

    Weizenmann, M.; Bruxel, F. R.; Santana, E. R. R. de; Oliveira, E. C.

    Resumo em Português:

    Ao longo dos últimos anos algumas preocupações ambientais tem se ressaltado, é o caso da contínua utilização de recursos naturais não renováveis bem como a geração de resíduos dos mais diversos segmentos. Felizmente, há possibilidade de empregar resíduos, por exemplo, como aditivos na indústria cerâmica. O objetivo deste trabalho é avaliar a viabilidade técnica da incorporação do resíduo de corte de gemas na fabricação de tijolos, comparando a outro trabalho desenvolvido no mesmo município. Foram produzidos cento e cinquenta corpos de prova com as concentrações de 0%, 2%, 6%, 10% e 14% (m/m) de resíduo na argila. Os resultados obtidos após os testes de absorção de água, massa específica aparente e resistência à compressão revelaram que é possível a utilização de até 2% do resíduo do corte de gemas junto à massa argilosa.

    Resumo em Inglês:

    Over the last few years there is a growing concern about the use of nonrenewable natural resources as well as with the generation of wastes from different sectors. Fortunately, it's possible to reuse wastes, for instance, as additives in ceramic industry. The objective of this study is to evaluate the technical feasibility of incorporating the cutting gems waste in the manufacture of bricks, comparing to other work in the same county. One hundred fifty specimens were produced with 0%, 2%, 6%, 10% and 14% waste added to the ceramic mass. The results obtained after testing water absorption, homogeneity, density and compression strength revealed that it is possible to incorporate up to 2% of the residue of such waste in bulk ceramics.
  • Caracterização da hexaferrita de bário obtida pelo método cerâmico

    Corrêa, R. R.; Pachoal, C. W.; Rocha, W. A.

    Resumo em Português:

    Este trabalho envolveu a caracterização microestrutural, vibracional e das propriedades dielétricas da hexaferrita de bário obtida pelo método cerâmico. A hexaferrita de bário (BaFe12O19) foi processada por moagem de baixa energia seguida de tratamento térmico. A caracterização estrutural indicou que amostras calcinadas apresentaram a fase desejada. Entretanto, uma fase de impureza (Ba3Fe32O51) foi observada após a moagem.

    Resumo em Inglês:

    This work involved a characterization of the structural, microstructural, vibrational and dielectric properties of barium hexaferrite prepared by a ceramic synthesis method. The barium hexaferrite (BaFe12O19) was processed by low energy ball milling following by heat treatment. The structural characterization indicated that the calcined samples contained the desired phase. However, an impurity phase (Ba3Fe32O51) was detected after milling
  • A Influência dos parâmetros de deposição na morfologia dos eletrólitos para células a combustível de óxido sólido, à base de filmes de zircônia: 8 mol% ítria depositados por spray pirólise

    Rodrigues, C. H. M.; Toniato, M.; Souza Jr, F. G.; Paes Jr, H. R.

    Resumo em Português:

    Foram produzidos filmes de zircônia estabilizada com 8 mol% de itria (8YSZ) por spray pirólise, que podem ser aplicados como eletrólitos de células a combustível de óxido sólido. A técnica de spray pirólise tem como vantagens ser de simples manuseio, baixo custo de operação, versátil e eficiente na obtenção dos filmes cerâmicos. Entretanto, como desvantagens principais encontram-se a grande quantidade de fatores que interferem na qualidade e a reprodutibilidade. Visando estabelecer a influência destes parâmetros na morfologia dos filmes, utilizou-se a técnica de planejamento de experimentos, com três parâmetros determinados com principais: temperatura de deposição (T), fluxo da solução (F) e tempo de deposição (t). A morfologia dos filmes foi analisada por microscopia ótica com aumentos de 400x em campo claro e escuro, avaliando a presença de trincas, poros, partículas salinas e rugosidade. Para a execução das análises empregou-se o software ImageJ, que possibilitou a quantificação da influência dos parâmetros de deposição na morfologia. Realizou-se a modelagem dos resultados obtendo-se que os filmes de melhor morfologia, dentro dos parâmetros estudados, seriam produzidos com temperatura de deposição 320 ºC, tempo de deposição 32 min e fluxo 1,4 mL/min. O filme de 8YSZ depositado com os parâmetros modelados foi tratado termicamente a 1000 ºC por 300 min com o objetivo de se alcançar a estrutura cristalina cúbica do tipo fluorita. A estrutura do filme foi analisada por difração de raios X, apresentando-se policristalino e com estrutura cúbica de face centrada do tipo fluorita, com orientação preferencial dos grãos no plano (111). As propriedades morfológicas dos filmes foram analisadas por microscopia de força atômica, indicando ter-se obtido um filme homogêneo, isento de microtrincas e microporos.

    Resumo em Inglês:

    Films of 8 mol% yttria-stabilized zirconia (8YSZ) were prepared by spray pyrolysis, which can be used as electrolytes in solid oxide fuel cells. The spray pyrolysis technique has advantages such as simple handling, low cost of operation, versatile and effective in getting ceramic films. However, the major disadvantages are several parameters that can affect quality and reproducibility of the deposited films. Therefore, in order to establish the influence of the deposition parameters on the morphology of the films, the technique of factorial design of experiments was used with the determination of three parameters: deposition temperature (T), solution flow (F) and deposition time (t). The morphology of the films was analyzed by optical microscopy with 400x magnification in bright and dark fields, considering the effect of cracks, pores, salt particles and roughness. For the statistical analysis the ImageJ software was used, which allows the quantification of the influence of deposition parameters in the morphology. The parameters modeling was carried out, obtaining as results what the best film would be prepared at 320 ºC, 32 min deposition time and flow of 1.4 mL/min. The deposited film with the modeled parameters was heated at 1000 ºC for 300 min. The structure of the film was analyzed by X-ray diffraction, showing polycrystalline with fcc fluorite type structure, with preferential orientation of grains in the (111) direction. The morphological properties of the films were analyzed by atomic force microscopy, indicating that the film is homogeneous and free of microcracks and micropores.
  • Tratamento térmico do silano para melhorar a cimentação adesiva de restaurações cerâmicas odontológicas

    Peixoto F., L. M.; Batitucci, E.; Daroz, C. B. S.; Sampaio F., H. R.

    Resumo em Português:

    O sucesso da cimentação adesiva para restaurações cerâmicas odontológicas está, em parte, relacionado com a correta indicação de um tratamento superficial do substrato cerâmico. Diversos tipos de tratamento da superfície interna das restaurações cerâmicas têm sido propostos na literatura, dentre os quais se destacam o condicionamento com ácido hidrofluorídrico e a silanização. Todavia, o condicionamento com ácido pode reduzir a resistência da cerâmica dependendo da extensão de remoção da fase cristalina, além de exigir grande cautela durante manuseio deste tipo de ácido por ser um material altamente tóxico. Com a possibilidade de otimizar a efetividade da silanização pelo seu aquecimento no momento da evaporação, surge em vista uma nova possibilidade na Odontologia; a de suprimir a utilização do ácido hidrofluorídrico como condicionador para tratamento de superfície das cerâmicas no consultório odontológico e junto com ele os seus riscos a saúde humana em virtude de sua alta toxicidade. Desta forma, o objetivo desta revisão de literatura é abordar o tratamento térmico do silano como forma de melhorar a cimentação adesiva de restaurações cerâmicas.

    Resumo em Inglês:

    The success of the restorative dental ceramic cementation is partly related to the correct indication of a surface treatment of the ceramic substrate. Several types of treatment have been proposed in the literature, among which is hydrofluoric acid etching and silanization. However, acid etching can reduce the strength of the ceramic depending on the extent of crystalline phase removal, and this type of acid require great care in handling because its high toxicity. With the possibility to optimize the effectiveness of silane by heating them at the time of evaporation, there is a new possibility in mind in dentistry, to suppress the use of hydrofluoric acid as a conditioner for ceramic surface treatment in the dental office and with it the their risks to human health because of its high toxicity. Thus, the purpose of this review is to address the thermal treatment of the silane as a way to improve the adhesive cementation of ceramic restorations.
  • Síntese de zeólitas utilizando resíduo sílico-aluminoso proveniente do processo de extração de lítio

    Bieseki, L.; Ribeiro, D. B.; Sobrinho, E. V.; Melo, D. M. A.; Pergher, S. B. C.

    Resumo em Português:

    Utilizou-se um resíduo sílico-aluminoso como fonte de SiO2 e Al2O3 para síntese de zeólitas. O resíduo é um subproduto do processo de extração de lítio do β-espodumênio. Os produtos sintetizados caracterizaram-se por uma mistura de fases zeolíticas e compostos presentes no resíduo, que não foram solubilizados. Quando a relação Si/Al foi ajustada para 1, foi formada uma mistura de fases zeólita A + sodalita e zeólita NaP + sodalita. A mistura de fases zeólita A + sodalita foi obtida deixando o resíduo sílico-aluminoso em agitação por 2 h a 80 ºC, antes da adição de aluminato de sódio e posterior cristalização por 4 h. Quando a mistura resíduo e NaOH ficou em estático a 100 ºC por 4 h, nesta mesma etapa, o produto formado foi uma mistura de sodalita + zeólita NaP. O aumento da razão Si/Al para 3,2, uma etapa de envelhecimento e maiores tempos de cristalização, levou a formação de uma mistura de fases NaP1 e quartzo pertencente ao resíduo.

    Resumo em Inglês:

    In this study we used a silico-aluminous residue as a source of SiO2 and Al2O3 for the synthesis of zeolites. The residue used is a byproduct of the extraction process of lithium from β-spodumene. The synthesized products were characterized by a mixture of zeolitic phases and compounds present in the residue, which was not solubilized. When the Si/Al ratio is one a phase mixture of zeolite A + sodalite and NaP zeolite + sodalite was formed. Products were obtained as a mixture of zeolite A + sodalite, sodalite +NaP and NaP1 + Quartz. The mixture of phases A and sodalite was obtained leaving the silico-aluminous residue stirred for 2 h at 80ºC, before addition of sodium aluminate and subsequent crystallization for 4 h. When the mixture residue and NaOH was in static at 100 ºC for 4 h, at this same step, the product formed was a mixture of zeolite NaP and sodalite. The increase in Si/Al ratio to 3.2, a step of aging and longer times of crystallization resulted in the formation of a mixture of quartz and NaP1 phases belonging to the residue.
  • Incorporação de resíduo de cinzas de bagaço de cana-de-açúcar como uma matéria-prima alternativa para cerâmica vermelha

    Faria, K. C. P.; Holanda, J. N. F.

    Resumo em Português:

    A indústria de cana-de-açúcar gera enormes quantidades de cinzas de bagaço de cana-de-açúcar (CBCA). Este trabalho investiga a incorporação de um resíduo de CBCA como uma matéria-prima alternativa numa massa argilosa substituindo material de argila natural por até 20% em peso. Peças de cerâmica vermelha foram produzidas por prensagem uniaxial e queimadas em temperaturas entre 700 e 1100 ºC. As propriedades tecnológicas das peças de cerâmica vermelha (retração linear, massa específica aparente, absorção de água e resistência à tração) como uma função da temperatura de queima e adição de resíduo de CBCA são investigadas. A evolução das fases durante o processo de queima foi acompanhada via difração de raios X. Os resultados mostraram que o resíduo de CBCA poderia ser incorporado em cerâmica vermelha (blocos cerâmicos e telhas) em substituição parcial do material de argila natural. Estes resultados confirmam a viabilidade de valorização do resíduo de CBCA em cerâmica vermelha. Este uso de resíduo de CBCA pode contribuir significativamente para redução dos problemas ambientais da indústria de cana-de-açúcar e, também, economizar as fontes de matérias-primas naturais usadas na indústria cerâmica.

    Resumo em Inglês:

    The sugarcane industry generates huge amounts of sugarcane bagasse ashes (SCBA). This work investigates the incorporation of a SCBA waste as an alternative raw material into a clay body, replacing natural clay material by up to 20 wt.%. Clay ceramic pieces were produced by uniaxial pressing and fired at temperatures varying from 700 to 1100 ºC. The technological properties of the clay ceramic pieces (linear shrinkage, apparent density, water absorption, and tensile strength) as function of the firing temperature and waste addition are investigated. The phase evolution during firing was followed by X-ray diffraction. The results showed that the SCBA waste could be incorporated into red ceramics (bricks and roofing tiles) in partial replacement for natural clay material. These results confirm the feasibility of valorisation of SCBA waste to produce red ceramic. This use of SCBA can also contribute greatly to reducing the environmental problems of the sugarcane industry, and also save the sources of natural raw materials used in the ceramic industry.
  • Preparação e caracterização de membranas cerâmicas tubulares de mulita

    Silva, F. A.; Lira, H. L.; Chaves, A. C.; Neves, G. A.; França, K. B.

    Resumo em Português:

    Os produtos cerâmicos são extremamente interessantes no campo das membranas por causa de sua resistência mecânica, inércia química, tempo de vida útil longa e estabilidade térmica. Atualmente as pesquisas estão sendo direcionadas para exploração destes materiais de baixo custo. Este trabalho consiste na preparação de membranas tubulares, obtidas a partir de composição contendo argila, caulim e óxido de alumínio, conformadas pelo processo de extrusão, utilizando diferentes temperaturas na etapa de sinterização para uso em microfiltração. Foi feita caracterização nas massas cerâmicas antes da sinterização, através dos ensaios de análise granulométrica, análise termogravimétrica, análise química e difração de raios X. A análise química mostrou altos teores de SiO2 e de Al2O3 e o ensaio de difração de raios X mostrou a presença de caulinita, quartzo e óxido de alumínio. Foi realizado ensaio de difração de raios X na massa após as sinterizações e os resultados mostraram a presença de mulita, óxido de alumínio e quartzo em todas as sinterizações efetuadas. Com relação ao tamanho e a distribuição destes poros nas membranas, os resultados da micrografia e de porosimetria por intrusão de mercúrio ilustraram a presença de poros em todas as temperaturas de sinterização, com dimensões na faixa de microfiltração. O ensaio de fluxo com escoamento tangencial utilizando água destilada mostrou que a membrana sinterizada a 1300 ºC obteve o maior valor, seguida da de 1250, 1200 e 1150 ºC.

    Resumo em Inglês:

    The ceramic products are extremely interesting in the field of the membrane supports because of their mechanical resistance, chemical inertia, long working life and thermal stability. Research is currently directed towards the exploitation of materials at a lower cost. The aim of this work is to prepare tubular ceramic membranes by extrusion using composition containing ball clays, kaolin and alumina and use different sintering temperatures, to be applied in microfiltration process. The characterization of the ceramic composition was performed before sintering: particles size, thermogravimetric analysis, chemical analysis and X-ray diffraction. The chemical analysis shows large content of SiO2 and Al2O3 and the X-ray result shows the presence of kaolinite, quartz and alumina. The results from X-ray diffraction of the ceramic body after sintering show the presence of mullite, alumina and quartz. The SEM images and the results from mercury porosimetry show the presence of pores for all sintering temperatures and pore size in the range of microfiltration. The results from pure water flux, at steady state, show that the membranes sintered at 1300 ºC present the highest value, followed by the ones sintered at 1250, 1200 and 1150 ºC.
  • Estudos de compósitos zircônia-mulita-alumina sinterizados por reação com titânia como aditivo

    Chandra, D.; Das, G. C.; Sengupta, U.; Maitra, S.

    Resumo em Português:

    Compósitos de zircônia-mulita-alumina foram preparados por sinterização com reação de alumina micro fina calcinada e zircão em diferentes proporções. TiO2 foi adicionado em diferentes proporções como aditivo, e os matérias de partida foram prensados isostaticamente. As proporções de Al2O3 / ZrO2 com teores significativos do aditivo adicionado TiO2 foram encontrados para influenciar nas propriedades físico-mecânicas dos compactos. Os compactos sinterizados apresentaram alta densidade, resistência mecânica e resistência à corrosão. Na análise micro estrutural dos compactos foi observado que o tamanho relativo dos grãos de ZrO2 e a fase t-ZrO2 no lote com aditivo TiO2 foi comparada com as amostras do lote sem aditivo TiO2.

    Resumo em Inglês:

    Zirconia-mullite-alumina composites were prepared by reaction sintering of micro fine calcined alumina and zircon flour in different ratios. TiO2 was added in different proportions as an additive and the starting materials were iso-statically pressed. The Al2O3 / ZrO2 ratios and the proportions of the TiO2 additive content were found to influence the physico-mechanical properties of the compacts significantly. The fabricated compacts exhibited exceptionally high sintered density, mechanical strength and corrosion resistance. From the micro-structural analysis of the sintered compacts it has been observed that the relative size of the ZrO2 grains and relative proportion of t-ZrO2 phase in the batches with TiO2 additive was more compared to batches without TiO2 additive.
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