Resumo em Português:

Resumo As cerâmicas celulares são materiais frágeis de elevada porosidade e área superficial. O grande interesse por esta classe de materiais está relacionado às suas propriedades específicas e a sua permeabilidade com substâncias líquidas e gasosas. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um suporte cerâmico poroso a partir de resíduo da terra diatomácea e ignimbrita pelo método de réplica a fim de atenuar os poluentes emitidos pela queima de tijolos e telhas provenientes da indústria da cerâmica vermelha. Para a fabricação do suporte cerâmico foram preparadas espumas cerâmicas pelo método da réplica. Para sua obtenção foi usado resíduo da terra diatomácea coletado em uma indústria cervejeira, ignimbrita (rocha vulcânica) e, como aglomerante, bentonita de Boa Vista (PB). Foram preparadas quatro formulações com duas variáveis, tamanho de grão e composição. Para analisar a estrutura morfológica do suporte cerâmico foram realizados ensaios de absorção de água, massa específica aparente, porosidade e microscopia eletrônica de varredura. Após a aplicação do suporte cerâmico em uma indústria cerâmica, observou-se uma redução de material particulado cujos valores ficaram dentro dos padrões estabelecidos pela Resolução n° 382/2006 do CONAMA.

Resumo em Inglês:

Abstract Cellular ceramics are brittle materials of high porosity and surface area. The great interest in this class of materials is related to their specific properties and permeability to liquid and gaseous substances. In this study, ceramic foams were prepared by replication method in order to produce the ceramic support. The aim of this study was to develop a porous ceramic support from residue of diatomaceous earth and ignimbrite by replication method to mitigate the pollutants emitted by the burning of bricks and tiles from the clay industry. Thus, diatomaceous earth residue collected in a brewing industry, ignimbrite, a volcanic rock, and bentonite (as a binder) from Boa Vista city (PB) were used to obtain such ceramic support. Four formulations were prepared with two variables, size of grain and composition. Tests of water absorption, apparent density, porosity, and scanning electron microscopy were conducted to analyze the morphological structure of the ceramic support. Applying the ceramic support in a ceramic industry, the reduction of particulate materials was in agreement with the standards established by the Resolution No. 382/2006 of CONAMA.

Resumo em Português:

Resumo Neste trabalho uma rota alternativa de síntese, o método de Pechini modificado, foi utilizada para obter nanopartículas do composto BiFeO3-PbTiO3 (BFPT). As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura revelaram tamanhos de partículas inferiores a 120 nm. Análises estruturais apontaram a organização estrutural do composto (formação de estruturas com simetria tetragonal) como função da temperatura de síntese. Cálculos da polarização espontânea indicaram a intensidade alcançada no composto BFPT. As análises de densidade eletrônica obtidas pelo método da máxima entropia indicaram a configuração das ligações químicas presentes no composto.

Resumo em Inglês:

Abstract In this work an alternative synthesis route, the modified Pechini method, was used to obtain nanoparticles of the BiFeO3-PbTiO3 (BFPT) compound. The scanning electron microscopy images revealed particle sizes below 120 nm. Structural analysis showed the structural organization of the compound (structure formation with tetragonal symmetry) as function of synthesis temperature. Calculations indicate spontaneous polarization intensity achieved in the BFPT compound. The analysis of electron density obtained by the maximum entropy method indicated the configuration of the chemical bonds present in the compound.

Resumo em Português:

Resumo O estudo objetivou verificar a resistência flexural biaxial (RFB) de uma vitrocerâmica reforçada por leucita totalmente sinterizada, após desgaste com brocas diamantadas de diferentes granulações, e analisar a correlação desses valores com a rugosidade gerada na superfície desgastada. Para isso, 104 pastilhas obtidas a partir de blocos cerâmicos para CAD/CAM foram divididas em 4 grupos (n=26) de acordo com as diferentes granulações dos instrumentos de desgaste: extrafina, fina, média e grossa. Os parâmetros de rugosidade Ra e RyMax foram medidos e as amostras foram mantidas a seco por 7 dias. Ensaio de flexão foi realizado conforme a ISO 6872 e a RFB foi calculada. Dados de RFB, Ra e RyMax foram submetidos à análise de variância Kruskal-Wallis e teste LSD para comparação das médias. Análise de Weibull foi realizada para comparação da resistência característica e módulo de Weibull (confiabilidade). Análise de regressão foi feita para RFB vs. Ra e RyMax. A granulação das brocas apresentou efeito negativo sobre a RFB da cerâmica (117 MPa para extrafina e 83 MPa para grossa). A correlação (r) entre rugosidade superficial e RFB foi de 0,78 para RyMax e de 0,73 para Ra. A granulação das brocas tem um efeito significativo na resistência flexural de cerâmicas vítreas totalmente sinterizadas. Logo o corte deve ser realizado com instrumentos de menor granulação possível, a fim de minimizar irregularidades superficiais e otimizar a resistência estrutural.

Resumo em Inglês:

Abstract The purpose of the present study was to determine the biaxial flexural strength (BFS) of a CAD/CAM leucite reinforced glass-ceramic ground by diamond burs of different grit sizes and the influence of surface roughness on the BFS. For this, 104 plates were obtained from CAD/CAM ceramic blocks and divided into 4 groups (n = 26), according to bur grit size: extra-fine, fine, medium and coarse. Roughness parameters (Ra, RyMax) were measured, and plates were kept dry for 7 days. The flexural test was carried out and BFS was calculated. Ra, RyMax and BFS data were subjected to analysis of variance and post-hoc test. Weibull analysis was used to compare characteristic strength and Weibull modulus. Regression analysis was performed for BFS vs. Ra and RyMax. When burs with coarse grit were used, higher surface roughness values were found, causing a negative effect on the ceramic BFS (117 MPa for extra-fine, and 83 MPa for coarse). Correlation (r) between surface roughness and BFS was 0.78 for RyMax and 0.73 for Ra. Increases in diamond grit size have a significant negative effect on the BFS of leucite-reinforced glass-ceramics, suggesting that grinding of sintered glass-ceramic should be performed using burs with the finest grit possible in order to minimize internal surface flaws and maximize flexural strength.

Resumo em Português:

Resumo O presente trabalho descreve um estudo comparativo das propriedades química e mineralógica de birnessita natural (BIR-AZ) proveniente da mina do Azul (Província Mineral de Carajás, Brasil) e seu análogo sintético obtido pelo método sol-gel (K-OL-SG). As caracterizações foram realizadas por difração de raios X, espectroscopia FT-Raman, análise térmica (TG-DTA), microscopia eletrônica de varredura e análise química. Os resultados confirmam a presença das fases lamelares com sistema monoclínico, grupo espacial C2/m e com os seguintes parâmetros de cela unitária: BIR-AZ, a = 5,148 Å; b=2,843 Å, c=7,175 Å e β = 100,75º; K-OL-SG, a = 5,150 Å; b = 2,846 Å, c = 7,214 Å e β = 101,29º. Birnessita possui estabilidade térmica próxima a 600 ºC, enquanto seu análogo sintético acima de 900 ºC. Bandas obtidas por espectroscopia Raman foram observadas a 635, 570 e 410 cm-1 e atribuídas às deformações Mn-O e K-O na estrutura lamelar. O estudo da morfologia dos produtos revela que birnessita se apresenta como folhas tabulares de 1 a 5 µm, enquanto que o composto sintético possui morfologia em glóbulos (< 1 μm) dispostos aleatoriamente.

Resumo em Inglês:

Abstract This paper presents a comparative chemical and mineralogical study of birnessite (BIR-AZ) collected from Azul mine (Carajás Province, Brazil) and its synthetic analogous synthesized by sol-gel method. The products were characterized by X-ray diffraction, FT-Raman spectroscopy, thermal analysis (TG-DTA), scanning electron microscopy (SEM) and ICP-MS techniques. The results obtained confirm the presence of well-defined layer structures having monoclinic system, C2/m space group and the unit cell parameters are: BIR-AZ, a = 5.148 Å; b=2.843 Å, c=7.175 Å, and β = 100.75º; K-OL-SG, a = 5.150 Å; b = 2.846 Å, c = 7.214 Å, and β= 101.29º. The birnessite from Azul mine ores shows thermal stability up to 600 ºC, whereas its synthetic analogous, above 900 ºC. FT-Raman bands at 635, 570 and 410 cm-1 were identified and attributed to the Mn-O and K-O bond deformations in the birnessite structure. SEM images reveals that the manganese oxide mineral consist of platy packed particles of about 1 to 5 µm. By contrast, the morphology of the synthetic compound displays randomly arranged globules (<1 µm).

Resumo em Português:

Resumo Uma argila montmorilonita sódica (Na+MMT) foi modificada com diferentes teores de um sal quaternário de amônio reativo, derivado de tiofeno, brometo de (3-tienil)-2-etiltrimetilamônio (TMETA). O sal de tiofeno intercalado na argila foi polimerizado in situ por via oxidativa, originando uma argila montmorilonita intercalada com um sal de politiofeno (xpoltioMMT). A análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier mostra a diferença entre as maneiras de organização do sal no espaçamento interlamelar das argilas, antes e após a polimerização do sal. A análise de difração de raios X indicou que independente do sal se encontrar na forma polimérica ou monomérica, este se arranja na forma de monocamada para todas as composições de sal intercalado. Diferente do esperado, a estabilidade térmica da argila organofílica diminui após a polimerização do sal orgânico intercalado, sugerindo que ocorreu degradação do TMETA durante a reação de polimerização.

Resumo em Inglês:

Abstract A sodium montmorillonite clay (Na+MMT) was modified with different contents of a reactive salt derived from thiophene (trimethyl-(2-thiophen-3-yl-ethyl)-ammonium bromide) (TMETA). The thiophene salt in the organoclay (xtioMMT) was oxidatively polymerized in situ, giving rise to montmorillonite clay intercalated with a polythiophene salt (xpoltioMMT). Analysis by Fourier transform infrared spectroscopy shows a difference in organization of the salt inside the clay lamellae, before and after its polymerization. X-ray diffraction indicates that the salts, whether polymeric or not, are arranged as a monolayer for all compositions. Differently to the expected, the thermal stability of the organoclays decreases upon polymerization suggesting degradation of TMETA in the polymerization reaction.

Resumo em Português:

Resumo O cimento é um dos materiais de construção mais utilizados no mundo, sendo o tipo mais comum conhecido como cimento Portland. O processo de fabricação do cimento envolve numerosas e complexas reações endotérmicas e exotérmicas que ocorrem a diferentes temperaturas, o que o torna não trivial. Dessa forma, há um grande interesse na otimização do processo de produção de cimento. A clinquerização é uma das principais etapas da fabricação de cimento e ocorre dentro de forno rotativo. Neste estudo, o processo de produção de clínquer é analisado em um forno rotativo de via seca que atua em contracorrente. Os principais fenômenos envolvidos na obtenção do clínquer são: evaporação da água livre residual da matéria-prima; decomposição do carbonato de magnésio; descarbonatação; formação da fase líquida composta por C3A e C4AF; formação do silicato dicálcico e silicato tricálcico. O principal objetivo deste estudo é a proposta de um modelo matemático que descreve de forma realística o perfil de temperatura e de concentração dos componentes do clínquer ao longo do forno rotativo, desenvolvido a partir de mudanças propostas a um trabalho da literatura. O modelo, composto por equações diferenciais parciais, foi adaptado e implementado em linguagem computacional no programa Mathcad. O modelo proposto foi satisfatório para a descrição do perfil de temperatura e concentração dos componentes do clínquer ao longo de um forno rotativo.

Resumo em Inglês:

Abstract Cement is one of the most widely used building materials in the world. The best known type of cement is called Portland. The process of cement production involves numerous and complex endothermic and exothermic reactions. This process is non-trivial and occurs under different temperatures. Thus, the optimization of the cement manufacturing is interesting to the industry. Clinkerization is one of the main steps of cement production and it occurs inside the rotary kiln. In this article, the dry process of clinker production is analyzed in a rotary kiln that works in counter flow. The main phenomena involved in the clinker production are: free residual water evaporation of raw material; decomposition of magnesium carbonate; decarbonation; formation of C3A and C4AF; formation of dicalcium silicate and tricalcium silicate. The main objective of this study is to propose a mathematical model that realistically describes the temperature profile and the concentration of clinker components in a rotary kiln. For this, a mathematical model composed of partial differential equations available in the literature has been adapted. The model was solved using the software Mathcad. The proposed model is satisfactory to describe the temperature profile and the concentration profile of the clinker components inside the rotary kiln.

Resumo em Português:

Resumo O presente trabalho tem por objetivo caracterizar quatro argilas diferentes utilizadas na produção de revestimento cerâmico do tipo BIIb no Estado de Sergipe, Brasil. As argilas foram caracterizadas por difração de raios X, fluorescência de raios X, análise termogravimétrica, análise térmica diferencial, distribuição de tamanho de partículas, limites de Atterberg e dilatometria. A partir dos resultados obtidos foi possível detectar concentrações de calcita entre 1,1 e 13,7%, a depender da origem da argila. Esta informação é determinante para ajustes no ciclo de queima e previsão da energia mínima para que a sinterização ocorra. Foram produzidos corpos de prova por prensagem uniaxial em matriz retangular de 120 mm x 56 mm x 6 mm a uma pressão de 28 MPa, os quais foram queimados a 1130 oC com ciclo de queima de 23 min e patamar de 3 min. Os corpos de prova foram caracterizados quanto à absorção de água e módulo de ruptura à flexão, e sua microestrutura foi investigada por microscopia eletrônica de varredura. Através dos resultados, foi possível confirmar a correlação entre a formação de fase líquida e redução de porosidade nos corpos cerâmicos sinterizados a 1150 oC. As energias de ativação para o processo de sinterização foram determinadas a partir dos ensaios dilatométricos e os resultados mostraram que, à medida que se diminui o teor de calcário combinado com o aumento do teor de materiais fundentes, a sinterização ocorre em temperaturas mais baixas, resultando em menores gastos energéticos no processo de produção.

Resumo em Inglês:

Abstract This work aims to evaluate four different clays used in the production of BIIb type ceramic tiles in Sergipe State, Brazil. The clays were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, thermogravimetric analysis, differential thermal analysis, particle size distribution, Atterberg limits and dilatometry. From the results, it was possible to detect calcite concentrations between 1.1 and 13.7% depending on the origin of the material. This information is essential for adjustments in the firing cycle and to predict the minimum energy for sintering. Ceramic bodies were formed by uniaxial pressing of 28 MPa into rectangular bodies with dimensions of 120 mm x 56 mm x 6 mm. These ceramic bodies were then fired at 1130 °C using a 23 min firing cycle and 3 min of soaking time. Water absorption and modulus of rupture in bending were measured and the microstructure was investigated by electron scanning microscopy. From the results, it was possible to observe a correlation between liquid phase formation and reduction of porosity in ceramic bodies sintered at 1150 ºC. Activation energies of the sintering process were determined from the dilatometric tests and the results showed that the decrease of calcareous content combined to the increase of flux content results in lower sintering temperatures, which can lead to lower energy costs.

Resumo em Português:

Resumo Atualmente, os códigos ambientais restringem a emissão de material particulado, resultando em um resíduo coletado por filtros. Este resíduo basáltico é proveniente de plantas de produção de agregados para construção, situadas na Região Metropolitana de Londrina, PR (Brasil). Inicialmente, o resíduo basáltico foi submetido a peneiramento (< 75 µm) e o pó obtido foi caracterizado em termos de distribuição do tamanho das partículas. A plasticidade de massas cerâmicas contendo 0, 10, 20, 30, 40 e 50% de resíduo basáltico foi medida pelo método de Atterberg. A composição química de formulações cerâmicas contendo 0 e 20% de resíduo basáltico foi determinada por meio de fluorescência de raios X. Corpos de prova prismáticos foram moldados por extrusão e queimados a 850 °C, e determinadas a densidade, a absorção de água, as retrações na secagem e na queima, a resistência à tração na flexão e o módulo de Young das amostras. A microestrutura foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e porosimetria de intrusão de mercúrio. O pó de basalto apresenta características físicas e químicas similares quando comparado às outras matérias-primas, e contribui para o processamento cerâmico pela redução das retrações na secagem e na queima. O desempenho mecânico da mistura contendo pó basáltico é equivalente à mistura sem pó. Aspectos microestruturais, como a distribuição do tamanho dos poros, são modificados pelo pó basáltico; a fase albita relacionada ao pó de basalto foi identificada por meio de difração de raios X.

Resumo em Inglês:

Abstract Nowadays, environmental codes restrict the emission of particulate matters, which result in these residues being collected by plant filters. This basaltic waste came from construction aggregate plants located in the Metropolitan Region of Londrina (State of Paraná, Brazil). Initially, the basaltic waste was submitted to sieving (< 75 μm) and the powder obtained was characterized in terms of density and particle size distribution. The plasticity of ceramic mass containing 0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50% of basaltic waste was measured by Atterberg method. The chemical composition of ceramic formulations containing 0% and 20% of basaltic waste was determined by X-ray fluorescence. The prismatic samples were molded by extrusion and fired at 850 °C. The specimens were also tested to determine density, water absorption, drying and firing shrinkages, flexural strength, and Young's modulus. Microstructure evaluation was conducted by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and mercury intrusion porosimetry. Basaltic powder has similar physical and chemical characteristics when compared to other raw materials, and contributes to ceramic processing by reducing drying and firing shrinkage. Mechanical performance of mixtures containing basaltic powder is equivalent to mixtures without waste. Microstructural aspects such as pore size distribution were modified by basaltic powder; albite phase related to basaltic powder was identified by X-ray diffraction.

Resumo em Português:

Resumo O problema da estabilidade do poço em formações expansivas frustrou os engenheiros de campos de petróleo desde o início da exploração de petróleo e gás natural. A estabilidade de folhelhos ricos em argila é profundamente afetada por suas interações físicas e químicas complexas com fluidos de perfuração. Assim, estas rochas com alto teor de argila mostraram alterações significativas, tais como inchaço ou expansão, quando colocadas em contato com fluidos aquosos para a adsorção de moléculas polares de água ou íons hidratados dissolvidos no meio. Essas mudanças podem causar colapso da rocha durante a perfuração com fluidos de perfuração à base de água. Para uma melhor compreensão dos fenômenos de interação entre a rocha e o fluido de perfuração, este trabalho objetiva a análise da reatividade de folhelhos provenientes do Recôncavo Baiano por meio da sua caracterização. Para isto, os folhelhos foram submetidos a ensaios de CTC, FRX, DRX e inchamento de Foster. Foi possível detectar que os folhelhos apresentaram significativos valores de CTC, bem como FRX com composição próxima da esmectita e padrão de DRX com picos característicos da esmectita. Em relação ao inchamento de Foster, o folhelho com maior CTC também apresentou o maior valor de inchamento indicando que a CTC pode ser aplicada como parâmetro indicativo da reatividade.

Resumo em Inglês:

Abstract The problem of wellbore stability in expansive formations has frustrated engineers of oil fields since the start of oil and gas well perforation. The stability of shales rich in clay are deeply affected by its complex physical and chemical interactions with drilling fluids. Thus, these rocks with a high content of clay have shown significant changes, such as swelling or expanding, when placed in contact with aqueous fluids due to the adsorption of polar molecules of water or hydrated ions dissolved in the medium. These changes may cause collapse of the rock during drilling with water-based drilling fluids. For a better understanding of the phenomenon of interaction between the rock and the drilling fluid, this study aims to analyze reactivity of shales from the Recôncavo Baiano through their characterization. For this, the shales were characterized by CEC, XRF, XRD and Foster swelling. The results indicated that the shales showed significant values of CEC, FRX composition close to that of smectite, and XRD pattern with characteristic peaks of smectite. Regarding to Foster swelling, the shale of higher CEC also presented the higher value of swelling, indicating that the CEC can be applied as a parameter indicative of the reactivity.

Resumo em Português:

Resumo A geração de resíduos é cada vez maior e o destino adequado desses tornou-se crucial para a preservação do meio ambiente. Portanto, a utilização de alguns resíduos sem massas utilizadas nas indústrias da cerâmica tradicional, além de ser uma solução ambientalmente correta, pode vir a reduzir os custos de processamento. Este trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade da incorporação do resíduo de quartzito em uma massa que é utilizada na fabricação de produtos de cerâmica estrutural. As matérias-primas foram submetidas à caracterização física, química e mineralógica. Foram formuladas massas com 5, 10 e 15% em massa de resíduo de quartzito e, posteriormente, conformadas por prensagem uniaxial, e queimadas a 800, 900 e 1000 ºC. Após queima dos corpos de prova, foram determinadas as propriedades físico-mecânicas: absorção de água, retração linear, porosidade aparente e resistência à flexão. Foi avaliada também a cor e fases mineralógicas formadas. O resíduo e as massas foram analisados quanto às características de toxicidade. Os resultados evidenciaram que, para a massa estudada, poderá ser adicionado até 15% do resíduo de quartzito.

Resumo em Inglês:

Abstract The waste generation is increasing and the appropriate destination of these became crucial for the preservation of the environment. Therefore, the use of some residues in masses that are used in industries of traditional ceramics, in addition to be an environmentally friendly solution, can reduce processing costs. This work aims to study the feasibility of incorporating quartzite residue in a mass that is used in the manufacture of structural ceramic products. The raw materials were subjected to physical, chemical and mineralogical characterization. The masses were formulated with 5, 10 and 15 wt% of quartzite residue and subsequently molded by uniaxial pressing, and sintered at 800, 900 and 1000 ºC. After sintering, the samples were subjected to the physico-mechanical properties: water absorption, apparent porosity, linear shrinkage and bending strength. The color and mineralogical phases formed were also evaluated. The toxicity characteristics of residue and masses were analyzed. The results showed that, for the studied mass, it is possible to add up to 15% of the residue of quartzite.

Resumo em Português:

Resumo Os pigmentos inorgânicos são os mais utilizados industrialmente, pois apresentam maior estabilidade química e térmica e podem ser produzidos com um elevado grau de pureza e uniformidade. Essas características levaram ao desenvolvimento de diferentes cores intensas, estáveis e adequadas ao uso como pigmentos. O presente trabalho tem por objetivo sintetizar materiais cerâmicos com estrutura espinélio para uso como pigmento cerâmico e aplicá-los em fritas cerâmicas. O processo de síntese foi realizado pela rota da gelatina e com os pós obtidos foram conduzidos um estudo de evolução de fases cristalinas por meio de difração de raios X, refinamento das estruturas por meio do método Rietveld, espectroscopia na região do infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia na região do UV-visível e colorimetria. Foram observadas nos difratogramas reflexões características da estrutura espinélio. O tamanho médio de cristalito e a cristalinidade aumentou com o aumento da temperatura de calcinação. A coloração dos pigmentos variou do azul claro ao violeta azul.

Resumo em Inglês:

Abstract Inorganic pigments are the most widely used in industries, since they have greater chemical and thermal stability and can be produced with high purity and uniformity. These characteristics led to the development of different intense, stable and suitable colors for use as pigments. This paper aims to synthesize ceramic materials with spinel structure for use as ceramic pigment and apply them in ceramic frits. The synthesis procedure was performed by gelatin method and the powders were studied in terms of evolution of crystalline phases by X-ray diffraction (XRD), refinement of the structures through the Rietveld method, spectroscopy in the infrared region, scanning electron microscopy, UV-visible spectroscopy and colorimetric analysis. XRD patterns showed the characteristic reflections of the spinel structure. The average crystallite size and crystallinity increased with increasing calcination temperature. The color of pigments ranged from pale blue to blue violet.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi preparar um suporte cerâmico com membrana. Suportes cerâmicos tubulares preparados com caulim (DD3) e carbonato de cálcio com 6 e 10 mm de diâmetros interno e externo, respectivamente, foram extrudados e sinterizados a 1200 °C. Foi observado que os suportes sinterizados apresentaram características interessantes: tamanho médio de poro de cerca de 5 µm, porosidade de cerca de 50% e distribuição de tamanho de poro monomodal. Este suporte foi usado como substrato para uma camada de membrana de microfiltração. Esta camada de membrana foi elaborada com óxido de zinco, usando a técnica de colagem. Na sequência, as amostras foram sinterizadas a 1000 °C. A microestrutura e porosidade, assim como a permeabilidade, foram também investigadas. Observou-se que o tamanho médio de poro foi cerca de 1,2 µm, a espessura da camada foi de ~33 µm e a permeabilidade à água medida foi de cerca de 880 L.h-1.m-2.bar-1.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of the present paper was to prepare a ceramic support with membrane. Tubular ceramic supports prepared from kaolin (DD3) and calcium carbonate with 6 and 10 mm inner and outer diameters, respectively, were extruded and sintered at 1200 °C. It has been found that sintered supports had interesting characteristics: average pore size of about 5µm, porosity of about 50%, and monomodal pore size distribution. This support was used to be substrate for a membrane layer of microfiltration. This membrane layer was elaborated from zinc oxide, using slip casting technique. The specimens were subsequently sintered at 1000 °C. The microstructure and porosity as well as the permeability have also been studied. It has been found that the average pore size was about 1.2µm, the layer thickness was ~33µm, and the water permeability measured was about 880 L.h-1.m-2.bar-1.

Resumo em Português:

Resumo Nos últimos anos a técnica de combustão assistida por micro-ondas vem recebendo uma atenção especial, por ser uma técnica rápida, de baixo custo e de fácil manuseio, que permite obter materiais com boa homogeneidade química. O aluminato de magnésio (MgAl2O4) é um dos mais bem conhecidos materiais cerâmicos devido às suas excelentes propriedades, como alto ponto de fusão, elevada resistência mecânica em altas temperaturas, boa resistência ao choque térmico e resistência a ácidos e bases. O propósito deste trabalho é avaliar a influência da razão combustível/oxidante (Rco), temperatura de calcinação (Tcal) e da potência do micro-ondas (Pmic) na formação e na estrutura cristalina do MgAl2O4. Para realizar a reação de combustão foram utilizadas três potências (450, 675 e 900 W) e três razões combustível/oxidante (0,8:1, 1:1 e 1,2:1). O material foi calcinado em três temperaturas (700, 800 e 900 ºC) e foram realizadas análises de difração de raios X e microscopia eletrônica por varredura. Um planejamento fatorial 23 foi utilizado para avaliar a influência da Rco, Tcal e Pmic nos parâmetros como a cristalinidade e o tamanho de cristalito. Os resultados mostram que para os MgAl2O4 sintetizados com Rco maiores que 1:1 e Pmic menores que 675 W são obtidos tamanhos de cristalito entre 10 e 20 nm quando calcinados a 700 e 800 ºC. Com relação ao grau de cristalinidade, somente a Tcal exerce uma influência significativa.

Resumo em Inglês:

Abstract In recent years, microwave combustion has received special attention because it is a quick, low cost and easy method that produces materials with good chemical homogeneity. Magnesium aluminate (MgAl2O4) is one of the most well-known ceramic materials because of their excellent properties, such as high melting point, high mechanical strength at high temperatures, good resistance to thermal shock, and resistance to acids and bases. The purpose of this study was to evaluate the influence of three parameters on the formation and crystal structure of MgAl2O4: (1) fuel/oxidizer ratio (Rco), (2) calcination temperature (Tcal), and (3) microwave power (Pmic). To carry out the combustion reaction, three different power levels (450, 675 and 900 W) and three fuel/oxidant ratio (0.8:1, 1:1 and 1.2:1) were used. The materials were calcined at three different temperatures (700, 800 and 900 °C) and characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. A factorial design 23 was used to evaluate the influence of the three parameters on the crystallinity and crystallite size of the MgAl2O4 powders obtained. The results show that for MgAl2O4 synthesized with Rco larger than 1:1 and Pmic lower than 675 W small crystallite sizes between 10 and 20 nm were obtained when calcined at 700 and 800 ºC. Regarding the degree of crystallinity, only the Tcal has significant influence.

Resumo em Português:

Resumo Estudos recentes relativos à presença de fluxos de poeiras que entram na atmosfera atestam que eles podem ser até oito vezes maiores do que as estimativas até então consolidadas. Com origem atribuída principalmente às novas demandas de usos dos solos, combustíveis e rochas, essa concentração pode modificar globalmente os principais componentes do Geossistema Climático e colocar em risco os limites ecossistêmicos que suportam a vida no planeta. Em que pese a relevância do Brasil como produtor de commodities minerais e agrícolas e, portanto, um grande produtor de poeiras minerais, poucos estudos dessa natureza têm sido realizados. O presente estudo aborda esse tema em uma região conhecida como Polo Cerâmico de Santa Gertrudes que, além de abrigar as maiores indústrias cerâmicas do Brasil, destaca-se pela sua grande produção agrícola. Técnicas de difração de raios X e difração a laser foram utilizadas para caracterizar a composição mineralógica e granulométrica relativamente dos solos (fonte pedológica), minério de argila (fonte litológica) e seus produtos de transformação (fonte terrígena e industrial), considerados como principais fontes emissoras de poeiras dessa região. A presença de uma assembleia de minerais silicatados ricos em alumínio e ferro que predominam nessas fontes de poeiras explica os altos teores de SiO2, Al2O3 e Fe2O3 encontrados no minério, solos e na atmosfera da região. O predomínio de argilas cauliníticas pode ser considerado como diagnóstico de fonte pedológica, enquanto que o predomínio de argilas ilíticas caracteriza a fonte litológica. Os estudos granulométricos revelaram que, entre as diferentes fontes, a pedológica é a que possui maior volume de materiais argilosos na fração MP10 e, portanto, a que mais tem condição de contribuir com os processos de ressuspensão que são eficientes na transferência de poeiras minerais da superfície para a atmosfera.

Resumo em Inglês:

Abstract Recent studies on the presence of dust flows into the atmosphere show that they can be up to eight times higher than the previously consolidated estimates. With origin mainly attributed to the new demands of uses of soils, fuels and rocks, this concentration can globally modify the main components of the Climate geosystem, and endanger the ecosystem limits which support life on the planet. Despite the importance of Brazil as a producer of mineral and agricultural commodities, and therefore a major producer of mineral dust, few such studies have been conducted. This study is related with this issue in a region known as Ceramic Cluster of Santa Gertrudes that have the largest ceramics industries of Brazil and also large agricultural production. X-ray diffraction and laser diffraction techniques were used to characterize the mineralogical composition and particle size distribution of soil (pedological source), clay mineral (lithological source) and their transformation products (terrigenous and industrial source), considered as the main emission sources of dust in this region. The presence of an assembly of silicate minerals rich in aluminum and iron that prevails in these sources of dust explains the high SiO2, Al2O3 and Fe2O3 contents found in the ore, soil and the atmosphere of the region. The predominance of minerals such as kaolinite clays can be considered as pedological source diagnostic, while the predominant illitic clays characterize the lithology source. The granulometric studies revealed that, among the various sources, the pedological is the one with the highest fraction of clay materials in MP10, and therefore has the higher potential to contribute with the resuspension processes that are efficient to transfer mineral dusts of surface to the atmosphere.

Resumo em Português:

Resumo Amostras de feldspatos foram submetidas a ensaios tecnológicos de calcinação, possibilitando avaliar as modificações nas propriedades físicas e químicas desses minerais, identificando eventuais problemas tecnológicos e compreendendo as mudanças que ocorrem na estrutura cristalina durante a calcinação. Amostras de feldspatos provenientes do Pegmatito Córrego Boa Vista, localizado no Distrito Pegmatítico de Conselheiro Pena (MG), foram calcinadas em diferentes temperaturas (1100, 1150, 1200 e 1250 °C) e posteriormente caracterizadas por microssonda eletrônica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia no infravermelho, espectroscopia Raman e também por microscopia óptica. Desta forma, foi possível avaliar os feldspatos estudados como matéria-prima para possível ou não aplicação nas indústrias de cerâmica de revestimento e vidreira.

Resumo em Inglês:

Abstract Samples of feldspar were submitted to technological tests of calcination, allowing the assessment of the changes in the physical and chemical properties of these minerals, identifying technological problems, and understanding the changes that occur in crystal structure during the calcination. The feldspar samples from the Pegmatite Córrego Boa Vista, located in the Pegmatite District Conselheiro Pena (MG), were calcined in different temperatures (1100, 1150, 1200 and 1250 ºC) and subsequently characterized by electron probe microanalysis, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, Raman spectroscopy, and optical microscopy. Therefore, it was possible to evaluate the feldspars studied as raw material for possible applications in ceramic tile and glass industries.