Resumo em Português:

Atenuação e velocidade ultra-sônicas e, consequentemente, o módulo de Young de cerâmicas ferroelétricas com estrutura do tipo perovskita e tungstênio-bronze foram medidas entre 2,5 e 30 MHz, à temperatura ambiente, utilizando-se a técnica de pulso-eco. Composições com e sem chumbo foram testadas, mostrando que a presença do cátion Pb2+ representa fator importante no comportamento da atenuação. A dependência da atenuação com a freqüência é mais acentuada no caso dos ferroelétricos com estrutura perovskita. As discussões são baseadas nos modelos de espalhamento por grãos/poros em materiais policristalinos.

Resumo em Inglês:

Ultrasonic attenuation and velocity of ferroelectric ceramics with perovskite and tungsten-bronze structures were measured in a range of 2.5 to 30 MHz at room temperature, using the pulse-echo-overlap technique. Lead and non-lead compositions were analyzed, revealing that Pb2+ in the lattice affects the attenuation behavior. The frequency dependence of attenuation is clearly stronger for the lead materials with perovskite structure. The discussions are based on a qualitative analysis of grain/pore scattering models for polycrystalline materials

Resumo em Português:

A caracterização física de um material cerâmico auxilia na avaliação do seu processamento e desempenho em altas temperaturas. Dentre as técnicas de avaliação microestrutural, três delas foram estudadas neste trabalho: método de imersão (Arquimedes), de expulsão de água e de intrusão de mercúrio. O objetivo do estudo foi o de avaliar quais delas fornecem parâmetros mais representativos para estimar as constantes de permeabilidade de concretos refratários auto-escoantes de alta alumina. Os valores de permeabilidade foram calculados pela equação de Ergun e comparados com resultados de permeabilidade obtidos experimentalmente. A estimativa da permeabilidade a partir da utilização conjunta de parâmetros obtidos pelos métodos de imersão (porosidade aparente) e de expulsão de água (diâmetro máximo de poro) se mostrou mais adequada que a obtida a partir de resultados fornecidos pela técnica de porosimetria de mercúrio.

Resumo em Inglês:

For refractory castables, permeability is a key property that rules both drying behavior during processing and infiltration of corrosive fluids during use at high temperatures. However, for an accurate permeability prediction, it is important that the structural physical parameters reliably represent the dynamic interaction between the percolating fluid and the porous channels. In this context, the aim of this work was to estimate the permeability constants of high-alumina refractory castables using parameters obtained by three different porosimetry techniques: water immersion (Archimedes' method), water expulsion and mercury intrusion porosimetry. Permeability parameters were calculated through Ergun's equation and compared with values experimentally obtained under airflow. Results revealed that mercury porosimetry overestimates the pore fraction available for fluid flow and underestimates the effective pore channel size. The consequence was a poor correlation between experimental and calculated values of both constants k1 and k2 .The combination of water immersion and water expulsion techniques resulted, on the other hand, in a good estimate of the Darcian constant k1, even though it has overestimated the non-Darcian constant k2 .

Resumo em Português:

Bombeamento é o processo no qual o concreto é transportado através de tubulações, diretamente do local de mistura até o de moldagem a elevadas taxas de cisalhamento. Convencionalmente assume-se que concretos fluidos são os mais indicados para este tipo de aplicação. Contudo, esta afirmação não é necessariamente verdadeira, visto que estudos sistemáticos do comportamento reológico de concretos bombeáveis não são comuns em literatura. Além disso, as técnicas de caracterização reológica convencionais são incapazes de simular o material na condição de bombeamento, quando o mesmo está submetido a elevadas taxas de cisalhamento e a uma acentuada restrição volumétrica. Assim, este trabalho tem como objetivo utilizar uma nova técnica para caracterização reológica de concretos bombeáveis, a qual simula, utilizando um reômetro acoplado a um câmara de ensaios com restrição de volume, o fluxo do concreto dentro da tubulação. Adicionalmente, o trabalho também descreve a avaliação do comportamento reológico e do aquecimento de distribuições granulométricas distintas, baseadas no modelo de Andreasen com coeficientes de distribuição q = 0,21, 0,26 e 0,31, identificando a que melhor se comporta durante o bombeamento, em comparação com uma composição bombeável comercial. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência da técnica desenvolvida na simulação das condições de bombeamento e indicaram a composição, formulada de acordo com o coeficiente q = 0,26, como a mais adequada ao bombeamento.

Resumo em Inglês:

The growing demand for automatically transported refractory castables has stimulated the use of pumpable castables, which are usually specified as high fluidity compositions. However, this specification cannot be accepted as complete, since systematic studies are not commonly observed in the literature. Furthermore, the traditional techniques for rheological evaluation, which are based on flow measurements, cannot simulate the flow conditions of castables inside transporting pipes. Therefore, this work describes a new technique for the rheological characterization of pumpable castables, which is based on a rheometer for refractory castables combined with a device that simulates the flow conditions during the materials transportation. In addition, castables with distinct particle size distributions were rheologically evaluated based on this new technique. The results proved the high efficiency of this new method of rheological characterization, and the castable based on Andreasen's model, formulated using the distribution coefficient q = 0.26, was found to be the most suitable one for pumping.

Resumo em Português:

A história recente da indústria de refratários tem sido caracterizada pela contínua evolução dos concretos. Atualmente, são comuns os auto-escoantes, os bombeáveis, os de projeção, além dos tradicionais vibráveis, entre outros. Contudo, a classe reológica de um concreto define sua distribuição granulométrica, a qual também é responsável pelo comportamento de mistura, velocidade de secagem, consumo de água, fluência do material, etc. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um novo tipo de concreto, denominado de Alto Desempenho, o qual alia fácil mistura, fluidez elevada com baixo consumo de água, alta velocidade de secagem e reduzida deformação por fluência. As formulações estudadas foram projetadas no software PSDesigner, sendo misturadas e avaliadas em um reômetro para concretos. Os resultados demonstram que determinadas composições, baseadas no modelo de Andreasen com q = 0,26, resultam em concretos de alto desempenho.

Resumo em Inglês:

The recent history of refractory industry has been characterized by a continuous evolution in castables' technology. Nowadays, self-flowing, pumpable and shotcreting castables usually replace the traditional vibrated materials. However, the rheological specification of a castable determines its particle size distribution characteristics, what directly influences its mixing behavior, water consumption, creep rate, drying speed, etc. The present work describes the development of a new class of refractory named as high-performance castable. This kind of material simultaneously combines easy mixing behavior, high fluidity, low water content, superior drying speed and low creep rate. In order to develop this material, distinct particle size distributions were formulated using PSDesigner software and experiments were performed to evaluate the high-performance specified properties. The mixing behavior, the rheology, and the water consumption were measured in a rheometer for refractory castables, whereas traditional techniques were employed to determine the drying speed and the creep rate. The results demonstrated that castables formulated according to Andreasen's model (q = 0.26) reached all the specifications desired for high-performance castables.

Resumo em Português:

Em diversas aplicações as cerâmicas celulares são submetidas a tensões térmicas severas, tal como na filtração de metais fundidos. Contudo, há poucos estudos sobre o desempenho ao choque térmico destes materiais. Uma das razões é que a metodologia para análise desta classe de materiais deve ser distinta daquela utilizada para os materiais cerâmicos densos. Isto porque no caso dos materiais celulares para filtração de metais fundidos o meio causador do choque térmico infiltra-se rapidamente na estrutura reticular de poros, reduzindo o gradiente de temperatura entre a superfície externa e a do interior do corpo. Neste contexto, a proposta do presente trabalho é verificar os efeitos de algumas propriedades dos filtros cerâmicos em seu comportamento mecânico durante testes de choque térmico em água. As propriedades consideradas são a permeabilidade, a condutividade térmica e a área superficial específica dos filtros. Para isto foram utilizados os filtros cerâmicos do sistema de Al2O3-SiC de 8, 10, 20 e 30 ppi (poros por polegada linear).

Resumo em Inglês:

In many applications, open-cell ceramics are expected to undergo severe thermal stresses, for instance, in their use as molten metal filters. However, only a few studies have considered the thermal shock behavior of these materials. One of the main reasons is the theoretical approach used for dense ceramics which may not be valid for porous materials. In this context, the aim of this work is to analyze the effects of permeability, specific surface area and thermal conductivity on the mechanical behavior of ceramic filters subjected to water quenching tests. Al2O3-SiC filters with nominal cell sizes, expressed as the number of pores per linear inch (ppi), ranged from 8 to 30 ppi were used in the experimental tests.

Resumo em Português:

Fibras eutéticas de Al2O3/GdAlO3 livres de poros foram produzidas empregando-se a técnica de fusão a laser denominada Laser Heated Pedestal Growth - LHPG. A microestrutura analisada em microscópio eletrônico de varredura foi denominada como do tipo "escrita chinesa", com a presença de padrões fibrosos em algumas amostras. Resultados de espectroscopia microRaman possibilitaram indexar as fases presentes e revelaram uma maior continuidade da fase GdAlO3 fibrosa, em comparação à "escrita chinesa". Ensaios de flexão a três pontos resultaram em valores de módulo de ruptura no intervalo de 490 MPa a 1316 MPa.

Resumo em Inglês:

Pore-free eutectic fibers of Al2O3/GdAlO3 were produced by the laser melting technique named LHPG. The "chinese script" microstructure was observed using scanning electron microscopy. Fibrous pattern could be found in some of the samples. MicroRaman spectroscopy could index the eutectic phases and showed the continuity of the fibrous GdAlO3 when compared to the "chinese script" pattern. Three points bending measurements resulted in values of modulus of rupture varying from 490 MPa to 1316 MPa.

Resumo em Português:

A técnica de difração de raios X tem sido amplamente utilizada para a determinação de fases cristalinas em materiais cerâmicos. Em argilas, a grande quantidade de quartzo e seu elevado grau de orientação dificultam a identificação e caracterização das demais fases presentes. Baseando-se no princípio da sedimentação, é apresentado neste trabalho um método simples e confiável para a determinação de argilominerais em materiais argilosos.

Resumo em Inglês:

The X-ray diffraction technique has been widely used for the determination of crystalline phases in ceramic materials. The large content and high degree of orientation of quartz in clays pose a problem to the identification and characterization of the remaining phases. A simple and reliable method for the determination of clay minerals in clay materials, based on the sedimentation principle, is presented.

Resumo em Português:

A síntese de filmes finos de TiO2 foi feita pelo método de deposição química do vapor de organometálicos (MOCVD). Foi estudada a influência de parâmetros de deposição usados durante o crescimento, nas características estruturais finais. Foi feita uma combinação de vários parâmetros experimentais: temperatura do banho do organometálico, tempo de deposição, e temperatura e tipo do substrato. A forte influência destes parâmetros na microestrutura final do filme foi analisada por microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de raios X dispersiva de elétrons, microscopia de força atômica e difração de raios X.

Resumo em Inglês:

The synthesis of TiO2 thin films was carried out by the Organometallic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) method. The influence of deposition parameters used during growth on the final structural characteristics was studied. A combination of the following experimental parameters was studied: temperature of the organometallic bath, deposition time, and temperature and substrate type. The high influence of those parameters on the final thin film microstructure was analyzed by scanning electron microscopy with electron dispersive X-ray spectroscopy, atomic force microscopy and X-ray diffraction.