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Open-access Cerâmica

Publication of: Associação Brasileira de Cerâmica
Area: Engineering ISSN printed version: 0366-6913
ISSN online version: 1678-4553

Table of contents

Cerâmica, Volume: 51, Issue: 317, Published: 2005

Cerâmica, Volume: 51, Issue: 317, Published: 2005

Document list

Editorial

Influence of steel fiber on the mechanical behavior of refractory castables upon drying Peret, C. M. Pandolfelli, V. C.

Abstract in Portuguese:

A adição de fibras poliméricas pode auxiliar no aumento da resistência à explosão de concretos refratários por meio de dois mecanismos principais: aumento de permeabilidade ou reforço mecânico. Já as firas metálicas apresentam um potencial de reforço para a secagem, por manterem valores altos de resistência mecânica e de módulo de elasticidade na faixa de temperaturas crítica, entre 150 e 200 ºC. Neste trabalho, estudou-se o comportamento mecânico e de secagem de concretos contendo fibras metálicas curtas e longas, comparando-os com fibras poliaramídicas (PAr). As fibras metálicas aumentaram consideravelmente a energia de fratura, porém foram pouco eficientes na contenção do dano de secagem. O volume unitário dessas fibras, três ordens de grandeza superior ao da PAr, resulta em uma menor quantidade de fibras por unidade de volume. Por isso, solicitações mecânicas na matriz são menos beneficiadas pelo reforço gerado por essas fibras. Os resultados mostram a importância de considerar a escala das solicitações para definir a geometria dos elementos de reforço, a fim de otimizar seu desempenho.

Abstract in English:

The addition of fibers to refractory castables can improve their dry-out behavior by two main mechanisms: permeability increase or mechanical reinforcement. Steel fibers present a great potential as reinforcement, because their tensile strength and modulus of elasticity are maintained even at high temperatures. In this work, the mechanical behavior and the resistance to spalling on the drying of a refractory castable containing short and long steel fibers (from 2 to 25 mm long) were evaluated, and compared to the behavior of the same castable with polyaramid (PAr) fibers. The steel fibers improved the work-of-fracture but were not efficient in avoiding damage upon drying. Their volume, about one thousand times that of the polymeric fibers, results in a lower number of fibers per unit volume of the castable. Therefore, localized stress fields in the matrix cannot have full benefit from the reinforcement provided by these fibers. The results attested the need of taking into account the magnitude of the expected stress fields in order to define the size and shape of the reinforcement particles that will lead to an optimum performance.

Dispersion of nanoparticles of ZrO2 for the production of ZrO2 nanocomposites in Al2O3 matrix Pierri, J. J. Maestrelli, S. C. Pallone, E. M. J. A. Tomasi, R.

Abstract in Portuguese:

Sistemas de materiais nanoestruturados são mais comumente definidos como aqueles que contêm pelo menos uma característica microestrutural com dimensões nanométricas (até 150 nm). O interesse em nanocompósitos de matriz cerâmica está associado à melhoria nas propriedades mecânicas e ao desgaste. Dispersões de pequenas quantidades de inclusões de zircônia nanométrica em corpo cerâmico de matriz de alumina, propiciam pelo menos um efeito benéfico: inibir o crescimento de grãos durante a sinterização. Um problema enfrentado para essa dispersão é decorrente da tendência das partículas nanométricas formarem aglomerados. Neste trabalho foram utilizados dois procedimentos distintos de dispersão da zircônia na matriz de alumina. A zircônia foi adicionada nas proporções volumétricas de 1%, 3% e 5%. Amostras foram conformadas por prensagem uniaxial seguida de prensagem isostática. Após sinterização, foi determinada a densidade aparente e realizada a caracterização microestrutural das amostras. Os resultados mostram significativa diferença na dispersão das nanopartículas de ZrO2 resultante dos dois procedimentos empregados, sendo que a melhor dispersão aumenta o efeito de refino na microestrutura e permite a obtenção de maior densificação pelo processo de sinterização sem aplicação de pressão.

Abstract in English:

Nanostructured materials systems have at least one microstructural characteristic with nanometric dimensions (up to 150 nm). The interest on nanocomposites with ceramic matrix can be associated to the improvement of mechanical properties and wear resistance. Dispersion of the small quantities of zirconia provides at least one benefit: the inhibition of grain growth during sintering. One problem related to the dispersion process is the tendency of powder agglomeration. In this work different dispersion procedures of nanometric powders of zirconia in the alumina matrix were investigated. These powders were dispersed (1, 3 and 5% vol) in an alumina matrix. The samples obtained were uniaxial and isostatic pressed, sintered and characterized by measurements of their physical and microstructural properties. The results showed that the improved dispersion of the zirconia particles leads a refinement of the microstructure and densification upon pressureless sintering.

Microstructure engineering in the ZnO based varistor: evidence of homogeneity and correlation with chemical reactions Nobre, M. A. L. Dias, A. N. C. Balan, A. M. O. A. Lanfredi, S.

Abstract in Portuguese:

A influência de reações químicas específicas sobre o desenvolvimento microestrutural em varistores à base de ZnO é abordada a partir de um enfoque inovador. A relação entre alguns óxidos aditivos e suas reações com ZnO são revisitadas considerando o efeito dos produtos sobre a distribuição de fases na microestrutura. A formação de óxidos policátions e suas características com relação à habilidade em modificar o grau de homogeneidade microestrutural foram utilizadas para melhorar características microestruturais específicas. Nesta análise foram consideradas o ZnO, Bi2O3 e Sb2O3, bem como os produtos Zn2Bi3Sb3O14 e Zn7Sb2O12. Os óxidos ZnO e Zn2Bi3Sb3O14 foram classificados como sem atuação direta sobre o desenvolvimento microestrutural. A disponibilidade do óxido Bi2O3 foi considerada como um precursor de heterogeneidade, enquanto que o Zn7Sb2O12 foi considerado um precursor de homogeneidade. Neste sentido, um compósito cerâmica-cerâmica foi preparado por meio da adição (10% em peso) do óxido tipo espinélio com estequiometria Zn4MnCoCrSb2O12 ± delta a uma composição adequada ao desenvolvimento de varistores. O compósito foi sinterizado a 1160 ºC pôr duas horas, sendo resfriado a partir da temperatura de sinterização até à temperatura ambiente. Homogeneidade microestrutural e propriedades elétricas significativas são desenvolvidas, sendo que o número de grãos de ZnO contendo maclas é aumentado de forma substancial. A textura destes grãos foi investigada através da análise digital da imagem de micrografia eletrônica de varredura. A correlação entre a população de grãos contendo maclas com homogeneidade microestrutural é discutida.

Abstract in English:

The influence of specific chemical reactions on microstructural features in ZnO based varistors is reported from a new approach. These reactions are revisited taking into account their effects on the phase distribution in the microstructure. From this reaction, the formation of structures and its characteristics in according to its ability to form heterogeneous or homogeneous characteristics at microstructure were used to classify these oxides. In these analyses ZnO, Bi2O3, Zn2Bi3Sb3O14 and Zn7Sb2O12 were considered. ZnO and Zn2Bi3Sb3O14 oxides were classified as without a direct influence on the microstructural development. The disponibility of the Bi2O3 oxide was considered as a precursor of heterogeneity, while the Zn7Sb2O12 is considered a precursor of homogeneity. In this sense, a ceramic-ceramic composite was prepared through the addition (10 wt.%) of spinel type oxide with stoichiometry Zn4MnCoCrSb2O12± delta to an adequate composition for varistor development. The composite was sintered at 1160 ºC during 2 h, being cooled from the sintering temperature to room temperature. High microstructural homogeneity and excellent electrical properties are developed, since that the number of ZnO twinned grains is increased. The texture of these grains was investigated by digital analysis of the image of the scanning electron microscopy micrograph. The correlation between twinned ZnO grains and the degree of microstructural homogeneity of the composite is discussed.

Substitution of Pb2+ for the La3+ in the crystalline lattice of the PZT ferroelectric system (53/47): influence on the structural, micro-structural and electric properties de los Santos Guerra, J. Barranco, P. Calderón, F. Garcia, D. Eiras, J. A.

Abstract in Portuguese:

Propriedades estruturais, microestruturais e elétricas foram investigadas em cerâmicas ferroelétricas perovskitas do sistema PLZT em função do conteúdo de lantânio. Foi analisada a composição com razão Zr/Ti=53/47 que se encontra na região do contorno de fases morfotrópico. As cerâmicas foram obtidas pelo método convencional de mistura de óxidos utilizando reagentes de alta pureza. A análise por difração de raios X revelou a presença das fases tetragonal e romboédrica, com uma diminuição contínua do fator de tetragonalidade (c/a) com o aumento da concentração de La. Corpos cerâmicos com alta densificação foram obtidos como confirmado por microscopia eletrônica de varredura. A diminuição da temperatura de transição de fase ferroelétrica-paraelétrica (Tm), segundo o aumento da concentração de lantânio, é discutida em função da incorporação do cátion La3+ na rede cristalina do PZT.

Abstract in English:

Structural, micro-structural and electric properties were investigated in lanthanum modified PZT perovskite ferroelectric ceramics as a function of the lanthanum content near the morphotropic phase boundary composition Zr/Ti=53/47. Ceramic samples were obtained by the conventional solid state reaction using high purity reagents. The X-ray diffraction results revealed the presence of the tetragonal phase with a continuous decrease of the tetragonality factor (c/a) with increasing the La content. High density ceramic bodies were obtained as confirmed by scanning electron microscopy. A decrease of the ferroelectric-paraelectric phase transition temperature (Tm) with increasing lanthanum content was discussed with respect to the incorporation of the La3+ cation in the PZT crystalline lattice.

Time degradation of photoluminescence intensity of cerium doped aluminum oxide thin films Viana, C. C. B. Paes Jr., H. R.

Abstract in Portuguese:

Filmes finos de alumina dopados com cério depositados por spray-pirólise podem ser utilizados como emissores fotoluminescentes na faixa do violeta-azul (360 - 410 nm). Todos os espectros destes filmes apresentaram espectros assimétricos resultantes da superposição de dois picos centrados em 365 e 395 nm. Os filmes envelhecidos apresentaram intensidade de luminescência menor que a observada nas amostras como-depositadas. Além disto, foi observado nos espectros das amostras envelhecidas um desvio da banda de emissão para menores comprimentos de onda. O tratamento térmico a 300 ºC durante oito horas diminuiu a intensidade de luminescência tanto das amostras como-depositadas como envelhecidas. Os filmes tratados apresentaram ainda uma razão entre as áreas dos picos centrados em 365 e 395 nm, menor que a observada nos filmes não-tratados levando ao deslocamento da banda de emissão para maiores comprimentos de onda.

Abstract in English:

Thin films of alumina doped with cerium deposited by spray-pyrolysis can be used as photoluminescent emitters in the range of the violet-blue (360 - 410 nm). All of the spectra of these films presented asymmetrical features those are resultants of the overlap of two peaks centered in 365 and 395 nm. The aged films presented smaller luminescence than that observed in the as-deposited samples. Besides, it was observed in the spectra of the aged samples a deviation of the emission band for smaller wavelengths. The thermal treatment at 300 ºC for eight hours reduced the luminescence intensity of the as-deposited samples and of the aged samples. The treated films presented a ratio of peak areas centered in 365 and 395 nm smaller than observed in the non-treated films taking to the displacement of the emission band for larger wavelengths.

Study of polyacrylate adsorption in a commercial varistor system: characterization of the physical-chemistry properties Brito, S. L. M. Gouvêa, D. Ganzella, R.

Abstract in Portuguese:

Um dos grandes desafios no processamento cerâmico é a obtenção de dispersões de partículas estáveis e homogêneas contendo materiais com diferentes características físicas e químicas, como densidade, área de superfície específica, distribuição de tamanho de partículas e ponto isoelétrico. O comportamento de suspensões obtidas a partir da composição de um sistema varistor à base de ZnO (aditivos: Bi2O3, Sb2O3, Co3O4, Mn2O3, NiO, Cr2O3) em meio aquoso, utilizando o poliacrilato de amônio como dispersante foi avaliada para determinar a influência dos diferentes óxidos no processamento. Os óxidos foram caracterizados a partir das técnicas mobilidade eletroforética dinâmica, espectroscopia no infravermelho, distribuição granulométrica e área de superfície específica. Os óxidos aditivos apresentam características de superfície, como ponto isoelétricos (pie), distintos com relação ao óxido base (ZnO - pie 9.4). Os dois mais importantes, devido às fortes diferenças de pie foram o Sb2O3 e o Cr2O3, pie = 3,4 e 4,4, respectivamente. Esta diferença de pie entre o ZnO e os aditivos promovem uma mudança no pH quando em dispersão aquosa, que passa a ser de aproximadamente 8,0 e que pode comprometer a estabilidade da dispersão em algumas etapas do processo de dispersão.

Abstract in English:

One of the greatest challenges of ceramic processing is to obtain a stable and homogeneous dispersion of particles when the components present different physical and chemical characteristics, such as density, specific surface area, size distribution and isoelectric point (iep). The ZnO varistor composition contains 7 different oxides (additives: Bi2O3, Sb2O3, Co3O4, Mn2O3, NiO, and Cr2O3) and the stability of the aqueous dispersion strongly depends on the specific surface area, the iep and the dispersant choice. In this work we evaluated the ammonium polyacrylate (PAA-NH4) as a dispersant to determine the influence of the different oxides on the processing. The oxides have been characterized by electrophoretic mobility, particle size distribution and specific surface area. Some of varistor oxides additives present isoelectric point (iep) distinct from the ZnO (iep = 9,4). Among them, Sb2O3 (iep = 3.4) and Cr2O3 (iep = 4.4) have been considered. This difference between the ZnO and these additives promotes a change in the pH dispersion that could compromise the dispersion stability.

Infiltration of aluminum salt into sisal to produce alumina fibers Andrade Jr., T. E. Martinelli, A. E. Melo, D. M. A. Nascimento, R. M. Rambo, C. Sieber, H. Greil, P.

Abstract in Portuguese:

O sisal é um recurso estratégico para a região Nordeste e, particularmente, para o estado do Rio Grande do Norte, por ser uma cultura renovável e adaptada às condições do semi-árido. Em virtude das condições adversas de clima e solo, o sisal é, em algumas regiões, o único produto agrícola rentável passível de plantio. Agregar valor aos produtos manufaturados a partir do sisal contribui não só para o desenvolvimento científico e tecnológico da região, como também para a geração de renda para a população dos municípios potiguares produtores de sisal. Da planta extraem-se fibras ligninocelulósicas utilizadas na produção artesanal de cordas e industrial de mantas e tapetes. Uma outra alternativa é o aproveitamento da estrutura da fibra para a produção de fibras de alumina (Al2O3) pela biomodelagem. Este processo consiste na reprodução da estruturas natural do material de partida. O objetivo deste trabalho foi estudar as condições de infiltração da fibra de sisal com sal de alumínio para posterior conversão da estrutura em fibras de alumina. Inicialmente, as fibras de sisal foram pré-tratadas com hidróxido de sódio, infiltradas com uma solução saturada de sal de alumínio (Al2Cl6) e sinterizadas entre 1400 °C e 1650 °C. A caracterização das fibras de alumina foi feita por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram a conversão completa apenas da superfície da fibra de sisal em alfa-Al2O3, resultando em baixa resistência ao manuseio. Novos métodos de infiltração são propostos com o objetivo de reproduzir-se a estrutura interna da fibra de sisal, resultando em fibras materiais com melhor resistência mecânica.

Abstract in English:

Sisal is a renewable agricultural resource adapted to the hostile climatic and soil conditions particularly encountered in the semi-arid areas of the state of Rio Grande do Norte, located in Northeastern Brazil. Consequently, sisal has played a strategic role in the economy of the region, as one of few options of income available in the semi-arid. Find new options and adding value to products manufactured from sisal are goals that contribute not only to the scientific and technological development of the Northeastern region, but also to the increase of the family income for people that live in the semi-arid areas where sisal is grown. Lignocellulosic fibers are extracted from sisal and commonly used to produce both handcrafted and industrial goods including ropes, mats and carpets. Alternatively, added-value products can be made using sisal to produce alumina fibers (Al2O3) by biotemplating, which consists in the reproduction of the natural fiber-like structure of the starting material. The objective of the study reported herein was to evaluate the conditions necessary to infiltrate aluminum salt (Al2Cl6) into sisal fibers and heat-treat the structure to convert it into alumina fibers. The sisal fibers were pre-treated in NaOH, immersed in a saturated solution of (Al2Cl6) and sintered between 1400 °C and 1650 °C. The resulting fibers were then characterized by X-ray diffraction and scanning electronic microscopy. The results revealed the transformation only of the surface of the fiber into alpha-Al2O3 which yielded limited resistance to handling. Improved infiltration methods have been studied to allow transformation of the bulk structure of sisal into alumina thus increasing the mechanical strength of the resulting alumina fibers.

Ceramic tapes of Si-Al-O-N-C compounds using mixtures of polyssiloxane and Si-Al2O3 fillers Rocha, R. M. Scheffler, M. Greil, P. Bressiani, J. C. Bressiani, A. H. A.

Abstract in Portuguese:

A técnica de processamento de colagem por fita (tape casting) tem sido amplamente utilizada na obtenção de cerâmicas para diferentes aplicações: substratos cerâmicos e estruturas planares em multicamadas para circuitos integrados e capacitores; eletrólitos sólidos para células a combustível e sensores; cerâmicas piezoelétricas para atuadores e transdutores; membranas de separação para micro-filtragem; compósitos estruturais e trocadores de calor. Neste trabalho, a técnica convencional de colagem por fita foi adaptada com a utilização do processo de pirólise controlada de misturas de polímeros e carga, empregando-se polissiloxanos e cargas de silício e alumina nas suspensões. Foram preparadas suspensões com 60% vol. de fase polimérica (polissiloxanos e metil-trietoxi-silano) e 40% vol. de carga (Si e Al2O3), com diferentes concentrações dos polímeros e das cargas. As amostras na forma de substratos foram pirolisadas em atmosfera de nitrogênio a 1400 °C/2 h e 1500 °C/2 h, sendo convertidas em materiais cerâmicos no sistema Si-Al-O-N-C. O processo de pirólise foi caracterizado até a temperatura de 1000 ºC por análise termogravimétrica. As cerâmicas foram caracterizadas quanto às fases formadas, microestrutura, massa específica aparente e condutividade térmica. Os substratos cerâmicos apresentaram porosidade relativamente alta (entre 12 e 22%) e baixa condutividade térmica (entre 3 e 8 W/m.K), sendo constituídos por fases cristalinas de beta-SiC, Si2ON2, O'-SiAlON, Al2O3, mulita e fase amorfa de SiOC; o Si foi observado nas amostras pirolisadas a 1400 ºC.

Abstract in English:

The tape casting technique has been widely used to prepare ceramic tapes for different applications: ceramic substrates and multilayer planar structures for integrated circuits and capacitors, solid electrolytes for fuel cells and sensors, piezoelectric ceramics for actuators and transducers, membrane systems for micro-filtration, structural composites and heat exchanger. In this work the conventional tape casting technique was adapted to utilize the active filler controlled polymer pyrolysis process making use of polyssiloxanes and fillers in the initial suspension. Suspensions were prepared with 60 vol. % of polymeric phase (polyssiloxanes and methyl-trietoxy-silane) and 40 vol. % of fillers (Si and Al2O3) with different contents of polymer and fillers. The cured tapes were pyrolysed In nitrogen atmosphere at 1400 ºC/2 h and 1500 ºC/2 h, converting the material to ceramic tapes in the Si-Al-O-N-C system. The pyrolysis process was characterized by thermogravimetry up to 1000 ºC and pyrolyzed tapes were characterized according to phase formation, microstructure, density and thermal conductivity. The converted tapes showed relatively high porosity (between 12 and 22%) and low thermal conductivity (between 3 and 8 W/m.K.). The tapes are mainly composed by crystalline phases of beta-SiC, Si2ON2, O'SiAlON, Al2O3 and mullite and a SiOC amorphous phase; Si was observed in tapes pyrolysed at 1400 ºC.

Sol-gel modified method for obtaining alpha-alumina nanocoated with rare earth Maciel, A. P. Leite, E. R. Longo, E. Varela, J. A.

Abstract in Portuguese:

Neste trabalho, alfa-alumina foi nanoencapsulada com óxido de lantânio usando um método sol-gel modificado. Um precursor polímero de lantânio foi usado para encapsular a alfa-Al2O3, dispersa em água. A influência da nanocápsula de óxido de lantânio na sinterização e microestrutura da alfa-alumina foi investigada usando-se técnicas de microscopia eletrônica. A microscopia eletrônica de varredura dos grãos nanoencapsulados revelou que compostos de lantânio precipitam no contorno de grão da alfa-Al2O3. A microscopia eletrônica de alta resolução mostrou claramente a formação de uma camada de La2O3 na superfície da alumina. A camada de La2O3 modifica o processo de sinterização da alumina pura. Em temperaturas elevadas ocorrem mudanças significativas na morfologia e microestrutura da alfa-alumina. Verificou-se que a camada amorfa de La2O3 reage com a alumina, resultando em LaAlO3, aumentando a temperatura de sinterização. A fase La2Al24,4O39,6 foi observada no material sinterizado.

Abstract in English:

alpha-alumina powder was nanocoated with lanthanum oxide by sol-gel like method. A lanthanum polymeric precursor was used to coat the alpha-Al2O3 dispersed in water. The influence of the lanthanum oxide nanocoating on the sintering and microstructure of alpha-alumina was investigated using electron microscopy techniques. Scanning electron microscopy (SEM) of these nanocoated grains revealed that the lanthanum oxide precipitates on the grain boundary of the alpha-alumina, at high temperature. High-resolution electron microscopy (HREM) observations clearly showed the formation of a La2O3 layer on the surface of the alpha-alumina. The La2O3 layer modified the sintering process of the pure alumina. At high temperatures significant modifications on the grain morphology and microstructure was observed. It was verified that an amorphous La2O3 layer reacts with the alpha-alumina grain, resulting in LaAlO3 and increasing the sintering temperature. The La2Al24,4O39,6 phase was observed.

Sintering studies of the Si3N4/TiC composite Coutinho, A. C. S. Bressiani, J. C. Bressiani, A. H. A.

Abstract in Portuguese:

A busca por melhores propriedades mecânicas e maior confiabilidade de cerâmicas à base de Si3N4 faz com que seus compósitos sejam desenvolvidos e intensivamente estudados. A maioria das pesquisas realizadas foca as interações e propriedades mecânicas obtidas, mas interações químicas entre as fases foram pouco estudadas. O objetivo deste trabalho é estudar as interações químicas que ocorrem durante a sinterização do compósito Si3N4-20%vol. TiC. A cinética de sinterização foi estudada por dilatometria, com patamar a 1750 °C/1 h em atmosfera dinâmica de N2. Os resultados de dilatometria indicam alterações na cinética de sinterização, quando comparado ao Si3N4 monolítico. Para avaliar as fases que se formam em temperaturas intermediárias, os compósitos foram tratados termicamente entre 1400 °C e 1850 °C. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X. Foi observada a formação da solução sólida TiCN e da fase SiC.

Abstract in English:

During the last years much attention was given towards the better properties and reliability of Si3N4 based composites. Most of the research focus on the improvement of the mechanical properties but not on the chemical interaction between the phases of the composite. The purpose of this work is to study the chemical interactions between Si3N4 and TiC during the sintering process. The kinetics of sintering was studied by means of dilatometry, at 1750 °C/1 h in a dynamic atmosphere of N2. Thermal treatments were carried out in the temperature range 1400 - 1850 °C to analyze the reactions. The phases were determined by X-ray diffraction. Alterations on the sintering kinetics due to the presence of the second phase were observed. These alterations must be related to the formation of the TiCN solid solution and SiC, observed in X-ray diffraction.

Luminescence and morphology of zinc aluminate doped with Eu3+ nanoparticles Barros, B. S. Melo, P. S. Gama, L. Alves-Jr, S. Fagury-Neto, E. Kiminami, R. H. G. A. Costa, A. C. F. M.

Abstract in Portuguese:

Este trabalho reporta a obtenção de nanopartículas de aluminato de zinco dopado com Eu3+, por meio do método de síntese por reação de combustão. Foram preparadas quatro amostras com diferentes concentrações de dopante, para avaliar o efeito do teor de Eu3+ na luminescência dos pós obtidos. Os resultados de difração de raios X confirmaram a formação da fase espinélio ZnAl2O4 e também traços de fases secundárias identificadas como EuAlO3 e ZnO, em quantidade diretamente proporcional ao teor de dopante das amostras. O espectro de emissão foi excitado em 265 nm (lambdamax), o qual apresentou picos característicos do íon Eu3+ localizados em torno de 578, 591 613, 653 e 703 nm. Os resultados obtidos por microscopia eletrônica de varredura apresentam aglomerados em forma de placas irregulares formadas por nanopartículas com pontos dispersos de fase secundaria na superfície. Baseado nos resultados verificou-se a dependência da intensidade de luminescência com o teor e também com a forma de incorporação do íon Eu3+, inserido na rede hospedeira, adsorvido na superfície de nanopartículas ou formando uma segunda fase.

Abstract in English:

This paper reports how zinc aluminate nanoparticles doped with Eu3+ ions were obtained by the method of combustion reaction synthesis. Four samples were prepared with different amounts of dopant to evaluate the effect of the concentration of Eu3+ ions on the powders' luminescence. X-ray diffraction results confirmed the formation of the spinel phase, as well as secondary phases identified as EuAlO3 and ZnO, in amounts directly proportional to the content of dopant in the samples. An excitation wavelength of 265 nm was determined based on the excitation spectrum. This wavelength was used to obtain the emission spectrum, which revealed the presence of peaks characteristic of Eu3+ ions located at around 578, 591 613, 653 and 703 nm. SEM analysis indicated that the powder's morphology consisted of irregular plate-shaped agglomerates composed of nanoparticles with scattered points of secondary phase on their surface. These results indicate how the intensity of luminescence is dependent on the Eu3+ ion content and on how these ions are incorporated, i.e., inserted into the host lattice, adsorbed on the surface, or forming a secondary phase.

Evaluation of physical-mechanical properties of a ceramic paste for porous wall tile (BIII) Sousa, S. J. G. Holanda, J. N. F.

Abstract in Portuguese:

O presente trabalho teve por objetivo estudar as propriedades físico-mecânicas de uma massa para revestimento cerâmico poroso base vermelha a partir de matérias-primas da região Norte Fluminense. A massa cerâmica preparada pelo processo via seca foi caracterizada quanto a composição química, análise de tamanho de partícula, difração de raios X e comportamento térmico. Os corpos cerâmicos foram prensados sob 35 MPa e sinterizados entre 1080 e 1200 ºC usando um ciclo de queima rápido. A microestrutura sinterizada foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura. Os corpos cerâmicos sinterizados exibiram baixos valores de retração linear, resultando em boa estabilidade dimensional. A microestrutura é caracterizada por alta porosidade. Além disso, foram atingidas as especificações para revestimento poroso (NBR 13818) em termos da tensão de ruptura à flexão e da absorção de água dos corpos cerâmicos sinterizados, indicando o potencial das matérias-primas cerâmicas do Norte Fluminense para este tipo de aplicação.

Abstract in English:

The present work aimed at studying the physical-mechanical properties of a ceramic paste for red porous wall tile using raw materials from the Northern Fluminense region. The ceramic paste was prepared by dry process and characterized regarding chemical composition, particle size analysis, X-ray diffraction and thermal behavior. The ceramic bodies were pressed under 35 MPa and sintered from 1080 to 1200 ºC in a fast-firing cycle. The sintered microstructure was evaluated by scanning electron microscopy. The results showed that the sintered ceramic bodies exhibited low values of linear shrinkage, resulting in good dimensional stability. The microstructure was characterized by high porosity. In addition, the specifications for porous wall tiles (NBR 13818) were achieved in terms of the flexural strength and water absorption of the sintered ceramic bodies, indicating the potential of the ceramic raw materials of the region for this application.
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