Cerâmica, Volume: 65, Número: 376, Publicado: 2019
  • Análise do desempenho de adensamento da massa refratária de sílica usada em fornos de indução Articles

    Bruno, M. B. A.; Pacheco, C.; Gomes, G.; Folgueras, M. V.

    Resumo em Português:

    Resumo As indústrias de fundição de ferro fundido usam em seu processo grande quantidade de sucata zincada, o que tem contribuído para a redução da campanha do revestimento refratário de fornos de indução a cadinho já que o vapor de zinco formado no aquecimento migra para o centro do refratário, condensando em regiões externas do forno, próximo à bobina refrigerada, gerando curto circuito entre as espiras. O revestimento refratário usado é uma massa seca à base de sílica conformada por vibração. Foram comparadas quatro massas de sílica, com base na morfologia e distribuição granulométrica, para explicar o comportamento de adensamento. Foram avaliadas também a porosidade aberta, absorção de água e retração linear das massas sinterizadas. A massa que apresentou maior densidade vibrada e sinterizada foi indicada para minimizar penetração de vapores e escórias. A única restrição seria a maior influência do processo de compactação sobre o adensamento deste material.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The cast iron foundry industries use a large amount of scrap zinc in their process which has contributed to the reduction of the refractory campaign on induction furnaces by the generation of zinc vapor that migrates to the center of the refractory lining, condensing in outer regions of the furnace which generates a short circuit between the turns. The refractory lining used in the furnaces is a dry mass based on silica conformed by vibration. Four silica refractories were compared, based on the morphology and particle size distribution to explain the densification behavior. Open porosity, water absorption and linear retraction of the sintered mass were also evaluated. The mass that presented a higher vibrated and sintered density would be indicated to minimize the penetration of vapors and slags. The only restriction would be the greater influence of the compaction process of this material.
  • Influência do tipo e teor de pigmento no estado endurecido de ladrilhos hidráulicos Articles

    Zveibil, F. N.; Romano, R. C. O.; Pileggi, R. G.

    Resumo em Português:

    Resumo A aplicação de ladrilhos hidráulicos voltou a ser valorizada nos últimos anos em função de sua beleza e versatilidade. O ganho de resistência sem necessidade de queima é uma considerável vantagem, mas o tempo e o custo de produção e a manutenção em estoque são algumas desvantagexns observadas. Como são materiais que permanecem expostos durante o uso, devem ter propriedades como estabilidade de cor, resistência à abrasão e estanqueidade controladas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do tipo e teor de pigmento (à base de óxido de ferro ou negro de fumo) no estado endurecido dos pisos. As misturas foram realizadas com diferentes teores de pigmento (0,05%, 0,30% e 0,60%) e os resultados avaliados em função da alteração da cor, absorção de água, resistência à abrasão/flexão, módulo elástico e permeabilidade indicaram que não houve um padrão com relação ao pigmento utilizado e cada propriedade foi alterada de forma distinta.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The application of hydraulic tiles has been valued in recent years due to its beauty and versatility. The gain of resistance without the need for burning is a considerable advantage, but the time and cost of production and maintenance of the product conformed in stock are some disadvantages observed. As these materials must remain exposed during the use, they must have properties like color stability, abrasion and stain resistance controlled. The main goal of this study was to evaluate the effect of the type and content of pigment (based on iron oxide or carbon black) on the hardened state properties of these tiles. Mixtures were carried out using different pigment content (0.05%, 0.30% and 0.60%) and the results evaluated as a function of color change, water absorption, resistance to abrasion/flexural strength, elastic modulus and permeability indicated that there was no correlation between the kind or content of pigment and the properties evaluated.
  • Estudo da obtenção de filmes finos de CeO 2 dopados com 2 e 4 %mol de európio, térbio e túlio por spin coating: propriedades fotocatalíticas Articles

    Dias, B. P.; Andrade, N. F.; Garcia, L. M. P.; Bomio, M. R. D.; Motta, F. V.

    Resumo em Português:

    Resumo Neste estudo, filmes finos de CeO2 dopados com Eu3+, Tb3+ e Tm3+ nas proporções de 2 e 4 %mol foram obtidos por spin coating e calcinados em 700 °C. Os filmes foram caracterizados pelas técnicas de DRX, MEV, MFA e UV-vis. As propriedades fotocatalíticas dos filmes finos foram determinadas pela degradação do corante azul de metileno (AM). Os filmes finos foram submetidos a 4 ciclos fotocatalíticos para analisar a capacidade de serem reusados. Os difratogramas de raios X mostraram que não houve a formação de fases secundárias, onde todos os picos foram referentes ao CeO2. As micrografias de MEV indicaram que a dopagem com 4 %mol promoveu a redução da espessura e porosidade superficial dos filmes finos. As imagens de MFA indicaram o aumento da rugosidade superficial com a dopagem utilizando terras raras. A dopagem com Eu3+, Tb3+ e Tm3+ aumentaram a atividade fotocatalítica em pelo menos 15% para os filmes dopados com 4 %mol. Os testes de reuso indicaram que a atividade fotocatalítica se manteve praticamente constante após a aplicação de quatro ciclos consecutivos.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this study, thin films of Eu3+, Tb3+ and Tm3+ doped CeO2 in the proportions of 2 and 4 mol% were obtained by spin coating and calcined at 700 °C. The films were characterized by XRD, SEM, AFM and UV-vis techniques. The photocatalytic activity of the thin films was measured by the degradation of the methylene blue (MB) dye. The thin films were submitted to 4 photocatalytic cycles to analyze the capacity to be reused. XRD patterns showed no secondary phase formation, where all characteristic peaks were related to CeO2. SEM micrographs indicated that doping at 4 mol% promoted the reduction in the thickness and surface porosity of the thin films. AFM images indicated the increase in surface roughness with rare earths doping. Doping with Eu3+, Tb3+ and Tm3+ increased the degradation of the methylene blue dye by at least 15% for thin films doped at 4 mol%. The reuse tests indicated that the photocatalytic activity remained practically constant even with the application of four consecutive cycles.
  • Conformação de β-fosfato tricálcico pelo método de réplicas Articles

    Porsani, N. K.; Trombini, V.; Ana, P. A.; Setz, L. F. G.

    Resumo em Português:

    Resumo Biomateriais, como o fosfato tricálcico, podem apresentar diferentes taxas de reabsorção no organismo que dependem das suas propriedades físico-químicas sendo que a condição superficial, tais como morfologia, tamanho de partículas e porosidade, é de fundamental importância. Assim, neste trabalho, estudou-se o recobrimento da matriz Luffa cylindrica com β-fosfato tricálcico, utilizando-se o método de conformação por réplica, de forma a adequar as condições superficiais para suprir a demanda de reabsorção óssea. Os materiais utilizados foram caracterizados em termos de área de superfície específica, forma das partículas, observação em microscópio eletrônico de varredura e potencial zeta em meio aquoso. As suspensões utilizadas nos recobrimentos das matrizes foram produzidas com água destilada e silicato de sódio como dispersante e carboximetilcelulose como elemento aglomerante. As medidas reológicas foram realizadas em viscosímetro e reômetro rotacional. Os produtos gerados com 2,5% de silicato de sódio e 0,75% de carboximetilcelulose, após sinterização, apresentaram tamanhos de poro consistentes com altas taxas de reabsorção e porosidade adequada para uso como biomaterial.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Biomaterials, such as tricalcium phosphate, can have different resorption rates in the organism that depend on their physicochemical properties, where the surface condition, such as morphology, size of particles and porosity, is important. In this work, we studied the coating of natural Luffa cylindrica matrix with β-tricalcium phosphate, using the dip replica forming method, in order to adjust the surface conditions to meet the demand of bone resorption. The materials were characterized in terms of specific surface area, particle shape, imaging in electronic scanning microscope, and zeta potential in water media. The suspensions used for coating of the matrices were produced with distilled water and sodium silicate as dispersant and carboxymethyl cellulose as a binder element. Rheological measurements were performed on rotational rheometer and viscometer. The products generated with 2.5 wt% of sodium silicate and 0.75 wt% of carboxymethyl cellulose, after sintering, had pore sizes consistent with high rates of reabsorption and porosity that suggest a future use as a biomaterial.
  • Influência da metodologia sobre a formação das membranas zeolíticas MCM-22 para a separação emulsão óleo/água Articles

    Barbosa, A. S.; Barbosa, A. S.; Rodrigues, M. G. F.

    Resumo em Português:

    Resumo Esse trabalho teve por objetivo produzir membranas zeolíticas MCM-22 utilizando dois métodos distintos de síntese, dip coating (DC) e transporte em fase vapor (VPT), para serem avaliadas no processo de separação emulsão óleo/água. As membranas foram preparadas a 150 °C por 10 dias, caracterizadas por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura e avaliadas em testes de permeação de água pura e testes de separação emulsão óleo/água de um efluente sintético, utilizando um módulo de aço inoxidável nas condições de concentração inicial da emulsão de 100 mg/L, temperatura de 25 °C e pressão de 2,0 bar. Os resultados mostraram que a membrana zeolítica MCM-22 por DC teve valor final da concentração no permeado de 3,2 mg/L e a membrana preparada por VPT apresentou valor final de 3,9 mg/L, que foram dentro dos padrões exigidos pela Resolução nº 392 do CONAMA que é de até 20 mg/L de óleos minerais.

    Resumo em Inglês:

    Abstract This work aimed to produce zeolite membranes MCM-22 using two methods of synthesis, dip coating (DC) and vapor phase transport (VPT), to be evaluated in the oil/water emulsion separation process. The membranes were prepared at 150 °C for 10 days and characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. They were evaluated in tests of pure water permeation and oil/water emulsion separation system of a synthetic effluent, using a stainless-steel module under the conditions of the initial concentration of the emulsion of 100 mg/L, temperature of 25 °C and pressure of 2.0 bar. The results showed that the MCM-22 zeolite membrane by DC had the final value of the permeate concentration of 3.2 mg/L and the membrane prepared by VPT presented a final value of 3.9 mg/L which were within the standards required by Resolution No. 392 of CONAMA which is up to 20 mg/L of mineral oils.
  • Ancoragem da prata em substratos cerâmicos para tratamento de água de consumo Articles

    Rosário, J. A. do; Machado, G. R.; Silva, J. M. M.; Souza, H. J. de; Hotza, D.; Boschi, A. O.

    Resumo em Português:

    Resumo A fabricação de vasos cerâmicos impregnados com prata possibilita o acesso à água potável de uma forma barata e com fabricação relativamente simples. Este estudo teve como objetivo promover a modificação superficial de filtros cerâmicos utilizando APTES e EDTA como agentes ancoradores para melhorar a impregnação da prata e a eficiência e durabilidade dos filtros, avaliando-se diferentes rotas de modificação superficial. A ancoragem e adsorção da prata foram analisadas por espectroscopia FTIR e absorção atômica, e a água filtrada foi analisada quanto à presença de Escherichia coli. Os resultados obtidos demonstraram que a ancoragem melhorou a captura da prata pela cerâmica, em especial com o EDTA, não importando a ordem nas etapas de impregnação. Todos os substratos impregnados com prata, ancorados ou não, apresentaram ausência de E. coli, demonstrando que o procedimento de impregnação atingiu o efeito bactericida esperado e que a ancoragem não interferiu na atuação microbiológica dos filtros.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The manufacture of ceramic vessels impregnated with silver enables access to drinking water in an inexpensive and relatively simple way. This study aimed to promote the surface modification of ceramic filters using APTES and EDTA as anchoring agents to improve the impregnation of silver and the efficiency and durability of the filters, evaluating different routes of surface modification. Silver anchoring and adsorption were analyzed by FTIR and atomic absorption spectroscopy, and the filtered water was analyzed for the presence of Escherichia coli. The results showed that the anchoring improved the silver capture by the ceramic, especially with the EDTA, regardless of the order in the impregnation steps. All substrates impregnated with silver, anchored or not, showed the absence of E. coli, demonstrating that the impregnation procedure reached the expected bactericidal effect and that the anchorage did not interfere in the microbiological performance of the filters.
  • Influência da radiação por micro-ondas nas propriedades termais e espectroscópicas de Na-birnessita Articles

    Lavra, T. C. C.; Silva, L. A.; Cavalcante, K. S. B.; Marinho, K. L. L.; Figueira, B. A. M.; Mercury, J. M. Rivas

    Resumo em Português:

    Resumo No presente trabalho, apresenta-se um estudo da influência da radiação micro-ondas nas propriedades térmica e espectroscópica, assim como estrutural (ordem-desordem) e morfológica, de óxido de Mn estruturado em camada tipo Na-birnessita. A rota empregada para obtenção da matriz lamelar foi a precipitação redox. Os produtos foram caracterizados por difração de raios X, análise térmica (TG-DTG-DSC), espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Raman, microscopia eletrônica de varredura e técnica de adsorção-dessorção de N2. Os resultados mostraram que a radiação por micro-ondas influenciou em um curto tempo (5 min) no ordenamento das folhas octaédricas de birnessita, assim como no aumento de tamanho de cristalito. Medidas de análise térmica revelaram que o comportamento termal da matriz lamelar birnessita foi diferente em relação à birnessita irradiada por micro-ondas. Após tratamento por radiação de micro-ondas, estudos por espectroscopias FTIR e Raman foram usadas para diferenciar birnessita ordenada de desordenada. A morfologia em placas dos produtos envolvidos não sofreu mudança após radiação por micro-ondas, mas o tamanho das partículas alterou.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The aim of this work was to study the effect of the microwave radiation on the thermal and spectroscopic features, as well as about arrangement (order-disorder) and morphological properties, of the layered manganese oxide with birnessite-type structure. The route employed to obtain Na-birnessite matrix was redox precipitation. The products were characterized by X-ray diffraction, thermal analysis (TG-DTG-DSC), infrared (FTIR) and Raman spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and nitrogen adsorption-desorption technique. The results showed that microwave radiation influenced in a short time (5 min) the octahedral ordering of birnessite, as well as in increasing the crystallite size. Thermal analysis showed that the thermal behavior of the lamellar matrix was different from that of birnessite under microwave radiation. After microwave-assisted hydrothermal treatment, FTIR and Raman spectroscopy investigations were used to differentiate ordered and disordered birnessites. Otherwise, there were no changes in SEM morphology of the lamellar-type phases, but the particle size changed.
  • Caracterização e aplicação de membranas cerâmicas preparadas a partir de caulim argelino Articles

    Aissat, M.; Hamouda, S.; Bettahar, N.; Tarboush, B. J. Abu; Bahmani, A.

    Resumo em Português:

    Resumo Neste estudo, um novo tipo de membrana cerâmica foi usado para a filtração de água com cor. A membrana foi preparada a partir de caulim argelino KT2 do tipo Milia. A escolha desta matéria-prima foi ditada pela sua abundância natural, para formar o suporte macroporoso preparado pela técnica de colagem. Uma camada de película fina funcional (com tamanho de poro de cerca de 0,2 μm) produzida pelo método sol-gel foi depositada no suporte para reduzir a porosidade. Um estudo detalhado foi conduzido por causa da importância desta camada e da melhoria que trouxe para o processo de filtração. As membranas cerâmicas foram testadas para a remoção do vermelho de bromofenol (BR) sob pressão de filtração de 3 bar e duração de 2 h de tratamento. Os resultados revelaram uma taxa de rejeição de 100% para o BR, especialmente após a adição da camada inorgânica. O material foi caracterizado por ATD, ATG, DRX e MEV. A retenção e a permeabilidade do BR também foram estudadas.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this study, a new ceramic membrane type was used for the filtration of colored water. The membrane was prepared from local Algerian kaolin KT2 of Milia-type. The choice of this raw material was dictated by its natural abundance, to form the macroporous support prepared by the slip casting technique. A functional thin film layer (with a pore size of about 0.2 μm) produced by the sol-gel method was deposited on the support to reduce the porosity. A detailed study was conducted because of the importance of this layer and the improvement which brought to the filtration process. Ceramic membranes were tested for the removal of bromophenol red (BR) under a filtration pressure of 3 bar and a duration of 2 h of treatment. The results revealed a rejection rate of 100% for BR, especially after the addition of the inorganic layer. The material was characterized by DTA, TGA, XRD and SEM. The retention and the permeability of BR were also studied.
  • Síntese de pigmentos de níquel utilizando areia descartada de fundição como fonte de sílica Articles

    Martin, A. C.; Schabbach, L. M.; Folgueras, M. V.

    Resumo em Português:

    Resumo Sintetizaram-se pigmentos do sistema Zn2-xNixSiO4 variando a proporção molar de zinco e níquel, partindo da estrutura willemita (Zn2SiO4) à olivina (Ni2SiO4), usando areia descartada de fundição (ADF) e sílica comercial como fontes de SiO2. A ADF foi caracterizada por análise química e DRX. A síntese dos pigmentos seguiu rota cerâmica, com x = 0, 0,5, 1, 1,5 e 2,0 mol e calcinação a 1200 °C. Os pigmentos foram caracterizados mediante DRX e medidas colorimétricas. Os resultados mostraram que, apesar da presença de alumina e ferro na ADF, as fases cristalinas e cor dos pigmentos foram similares para ambas as fontes de sílica. Teores menores de níquel favoreceram a formação de willemita e maiores a de olivina. Todos os pigmentos (com e sem ADF) dispersos em dois esmaltes e queimados em forno semi-industrial desenvolveram coloração marrom, indicando instabilidade destes nas matrizes usadas, mas confirmando a viabilidade de substituição da sílica comercial por ADF.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Pigments of Zn2-xNixSiO4 system were synthesized varying molar ratio of zinc and nickel, starting from willemite (Zn2SiO4) to olivine (Ni2SiO4) structure, using waste foundry sand (WFS) and commercial silica as sources of SiO2. WFS was characterized by chemical analysis and XRD. The synthesis of pigments was performed by ceramic route with x = 0, 0.5, 1, 1.5 and 2.0 mol and calcination at 1200 ºC. They were characterized by XRD and colorimetric measurements. Results showed that, despite the presence of alumina and iron traces in the WFS composition, the crystalline phases of pigments and their colors were similar for both silica sources. Also, lower additions of nickel favored the willemite formation, while higher ones favored the olivine formation. The brown color was noticed when the pigments were dispersed in two types of ceramic glazes and fired in a semi-industrial oven; as a result, instability was identified. However, the feasibility of obtaining pigments by replacing commercial silica with WFS was confirmed.
  • Produção, caracterização e avaliação in vitro de partículas de quitosana e hidroxiapatita para substituição óssea Articles

    Almeida, R. S.; Peniche, C. A.; Solís, Y.; Peniche, H.; Rigo, E. C. S.; Rosa, F. P.

    Resumo em Português:

    Resumo Objetivou-se desenvolver, caracterizar e avaliar in vitro biomateriais compósitos de quitosana com hidroxiapatita (CHI/HA) para atuarem como substitutos ósseos. As quitosanas de baixa (L-CHI) e média (M-CHI) massa molecular foram previamente caracterizadas por gravimetria, viscosimetria e espectrofotometria ultravioleta. Os compósitos de CHI/HA foram produzidos por precipitação in situ, seguida de centrifugação (micropartículas) ou spray drying (nanopartículas), e caracterizados por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e difração de raios X. A citotoxicidade in vitro foi determinada por teste de viabilidade celular. L-CHI e M-CHI apresentaram, respectivamente, 15,7% e 16,4% de umidade, 0,51% e 0,18% de cinzas, 79,5% e 77,7% de grau de desacetilação e 4,18.104 e 17,3.104 de massa molecular média viscosimétrica. Os compósitos exibiram grupos característicos dos materiais de origem e escassa citotoxicidade. Concluiu-se que as técnicas foram eficazes para produção dos biomateriais, com características físico-químicas e biológicas adequadas para utilização nas terapias ósseas.

    Resumo em Inglês:

    Abstract It was aimed to develop, characterize and evaluate in vitro the biomaterial composites of chitosan with hydroxyapatite (CHI/HA) to be applied as bone substitutes. Chitosans of low (L-CHI) and medium (M-CHI) molecular weight were previously characterized by the gravimetry, viscosimetry and ultraviolet spectrophotometry. The composites of CHI/HA were produced by in situ precipitation, followed by centrifugation (microparticles) or spray drying (nanoparticles), and characterized by scanning electron microscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy and X-ray diffraction. In vitro cytotoxicity was determined by the cell viability test. The L-CHI and M-CHI presented, respectively, 15.7% and 16.4% of humidity, 0.51% and 0.18% ash, 79.5% and 77.7% deacetylation degree, and 4.18x104 and 17.3x104 mean molecular weight by viscosimetry. The composites exhibited characteristic groups of the source materials and scarce cytotoxicity. It was concluded that the techniques were effective for the production of biomaterials, with adequate physicochemical and biological characteristics for use in bone therapies.
  • Caracterização de argilas plásticas do Nordeste brasileiro Articles

    Laursen, A.; Santana, L. N. L.; Menezes, R. R.

    Resumo em Português:

    Resumo Argilas plásticas são uma das principais matérias-primas usadas em tecnologia cerâmica. No entanto, há uma escassez dessas argilas no mundo para o uso em tecnologia de porcelanas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar argilas plásticas do nordeste brasileiro. Composições química e mineralógica, distribuição do tamanho de partículas, plasticidade e resistência à verde dessas argilas foram determinadas. As argilas analisadas foram constituídas predominantemente por caulinita e quartzo e algumas contiveram esmectita. A quantidade de óxido de ferro nessas argilas foi maior que 1,0% e em algumas alcançou valores superiores a 3%; os limites de liquidez e plasticidade variaram de 22% a 48% e 10% a 32%, respectivamente. De acordo com os dados de caracterização, três argilas plásticas apresentaram potencial para serem usadas como ‘ball clay’ alternativa de acordo com a plasticidade e características mineralógicas.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Plastic clays are one of the main raw materials used in ceramic technology. However, there is a shortage of good quality plastic clays in the world for use in porcelain technology. The aim of this study was to characterize plastic clays from Northeastern Brazil. Chemical and mineralogical composition, particle size distribution, plasticity and green strength of the clays were determined. The analyzed clays were predominantly composed of kaolinite and quartz, and some contained smectite. The amount of iron oxide in the clays was higher than 1.0% and for some of them the values were higher than 3%; the liquid and plastic limits ranged from 22% to 48% and 10% to 32%, respectively. According to characterization data, three plastic clays had potential to be used as alternative ball clay, due to their plasticity and mineralogical characteristics.
  • Síntese e caracterização de materiais mesoporosos de estruturas dos tipos SBA e MCM Articles

    Sacramento, R. A.; Cysneiros, O. M. S.; Silva, B. J. B.; Silva, A. O. S.

    Resumo em Português:

    Resumo Materiais mesoporosos são estruturas promissoras para aplicação em catálise e adsorção devido à elevada área superficial e grande tamanho dos poros. Materiais mesoporosos foram sintetizados pelo método hidrotérmico com novos surfactantes, distintos daqueles observados na literatura, a fim de realizar um estudo de sua estrutura e obter materiais com melhores propriedades texturais. As estruturas sintetizadas com os surfactantes Igepal CO630 e Brij O20 apresentaram os melhores resultados de área superficial específica, 1074 e 1075 m2.g-1, respectivamente. Os materiais obtidos foram caracterizados por meio das técnicas de DRX, TG/DTG, adsorção/dessorção de N2 e FTIR. Os padrões de DRX indicaram a obtenção de estruturas de sílica mesoporosas altamente ordenadas, tais como a MCM-41 e MCM-48, utilizando CTMABr como agente direcionador de estrutura e as estruturas SBA-15, SBA-16 e outras estruturas SBA utilizando diferentes copolímeros em bloco. As isotermas de adsorção/dessorção de N2 apresentaram isotermas do tipo IV, atribuídas a materiais mesoporosos. Os espectros de FTIR apresentaram comportamentos semelhantes com bandas vibracionais características dos materiais do tipo MCM e SBA.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Mesoporous materials are promising structures for application in catalysis and adsorption due to high surface area and large pore size. Mesoporous materials were synthesized by the hydrothermal method with novel surfactants, distinct from those observed in the literature, in order to carry out a study of its structure and to obtain materials with better textural properties. The structures synthesized with the surfactants Igepal CO630 and Brij O20 presented the best results of specific surface area, 1074 and 1075 m2.g-1, respectively. The obtained materials were characterized by XRD, TG/DTG, N2 adsorption-desorption, and FTIR techniques. XRD patterns indicated that the highly ordered mesoporous silica structures, such as MCM-41 and MCM-48, using CTMABr as the structure-directing agent and the SBA-15, SBA-16 and other SBA structures using different block copolymers were obtained. Through N2 adsorption-desorption isotherms, it was observed type IV isotherms, attributed to mesoporous materials. The FTIR spectra presented similar behaviors with characteristic vibrational bands of MCM and SBA type materials.
  • Propriedades físicas e mecânicas de concretos refratários de baixo, ultrabaixo e sem cimento contendo nanopartículas de MgO desenvolvidas in situ por meio de resinas poliméricas Articles

    Alves, J. A.; Baldo, J. B.

    Resumo em Português:

    Resumo A introdução de nanopartículas de MgO desenvolvidas in situ na matriz de concretos refratários de baixo teor de cimento, ultrabaixo e sem cimento foi feita por meio de uma resina polimérica aquosa de baixa viscosidade, produzida pelo método Pechini. A adição da resina líquida aos concretos desempenhou dois papéis: primeiro serviu como fornecedor de água de mistura e segundo como precursor de nanopartículas de MgO, que foram formadas in situ nas matrizes de concretos durante a queima. Os resultados confirmaram os benefícios trazidos pelas nanopartículas de MgO desenvolvidas in situ nas propriedades refratárias dos concretos investigados.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The introduction of MgO nanoparticles developed in situ in the matrix of high-alumina low cement, ultra-low and no cement refractory castables was made by means of a low viscosity containing aqueous polymeric resin, produced by the Pechini method. The addition of the liquid resin to the castables played two roles: first to serve as a supplier of mixing water and second as a precursor of nanoparticles of MgO, which were formed in situ in the castables matrices during firing. The results confirmed the benefits brought by the developed in situ MgO nanoparticles on the refractory properties of the investigated castables.
  • Preparação e caracterização de microesferas de a -fosfato tricálcico obtidas por spray drying Articles

    Renó, C. O.; Carrodeguas, R. G.; Motisuke, M.; Rodríguez, M. A.

    Resumo em Português:

    Resumo Microesferas de α-TCP foram obtidas atomizando uma suspensão aquosa contendo 50% em massa de α-TCP com baixa cristalinidade e 1% em massa de ácido cítrico. Poli(etileno glicol) e poli(álcool vinílico) foram testados como ligantes. O processo de spray drying resultou em microesferas com diâmetros médios de aproximadamente 20 μm e esfericidade (razão de comprimentos na horizontal e na vertical) próxima a um, características essenciais para várias aplicações, como a liberação controlada de drogas e cimentos ósseos injetáveis. A adição dos ligantes foi necessária para reduzir a quantidade de partículas soltas e aumentar a fluidez do pó, mas também resultou em uma redução na molhabilidade e na área superficial das microesferas. Os melhores resultados foram obtidos com 3% de PVA já que as microesferas apresentaram a maior área superficial, molhabilidade e esfericidade. As microesferas preparadas neste estudo podem ser utilizadas como precursoras de cimentos ósseos injetáveis, já que a sua geometria esférica e sua fluidez favorecem a homogeneidade e injetabilidade das pastas sobrepujando as principais dificuldades dos cimentos injetáveis atuais.

    Resumo em Inglês:

    Abstract a-TCP microspheres were obtained by atomizing aqueous slurries containing 50 wt% of low crystallinity α-TCP and 1 wt% of citric acid. Poly(ethylene glycol) and poly(vinyl alcohol) were tested as a binder. The spray drying process yielded to microspheres with mean diameter around 20 μm and sphericity (horizontal and vertical length ratio) closest to one, which is essential to many applications, such as drug delivery and injectability of cements. The addition of binders was necessary to decrease the amount of loose particles and to improve powder flowability but it also caused a reduction in wettability and surface area. Best results were achieved with 3 wt% of PVA, as the microspheres presented the highest specific surface area, wettability, and sphericity. The microspheres prepared in this study may be used as injectable bone cements precursor since their geometry and flowability would favor paste homogeneity and injectability overcoming many drawbacks of today’s injectable bone cements.
  • Estimativa da redução da temperatura de queima de porcelanatos com adição de fundentes enérgicos através do uso do modelo de Fluegel Articles

    Contartesi, F.; Melchiades, F. G.; Boschi, A. O.

    Resumo em Português:

    Resumo Reduzir a temperatura de queima e acelerar o processo de densificação implicam em benefícios econômicos e ambientais. Este estudo utilizou o modelo de viscosidade de Fluegel, desenvolvido para vidros, para estimar a diminuição da temperatura de queima produzida pela introdução de fundentes enérgicos em porcelanatos. Os resultados experimentais confirmaram a predição do modelo para a adição de wollastonita, uma redução de 30 °C na temperatura. No entanto, para a adição de espodumênio, a redução foi ligeiramente maior do que a prevista. Estes resultados sugeriram que o modelo de Fluegel pode ser usado para estimar os efeitos da introdução de fundentes enérgicos em composições de porcelanato. No entanto, as previsões devem ser vistas como uma orientação geral. Entre as limitações do modelo estão a extrapolação dos valores limites estabelecidos pelo modelo para a composição e, sobretudo, a hipótese inicial de que a composição química da fase vítrea em porcelanato é constante.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Reducing the firing temperature and accelerating the densification process bring economic and environmental benefits. This study used Fluegel’s viscosity model, developed for glasses, to estimate the decrease of the firing temperature produced by the introduction of energetic fluxes in a porcelain body. The experimental results confirmed the prediction of the model, a 30 ºC reduction in the temperature, for the addition of wollastonite. However, for the addition of spodumene, the reduction was slightly higher than the predicted. These results suggested that Fluegel’s model may be used to estimate the effects of the introduction of energetic fluxes in porcelain tile compositions. However, the predictions should be seen as a general orientation. Among the limitations of the model were the extrapolation of limit values established by the model for the composition and, above all, the initial hypothesis that the chemical composition of the vitreous phase in porcelain tiles is constant.
  • Caracterização e aproveitamento dos resíduos de argila e argilito provenientes da extração de gipsita no município de Araripina-Brasil como matérias-primas para cerâmica vermelha Articles

    Cipriano, P. B.; Ferraz, A. V.

    Resumo em Português:

    Resumo O objetivo deste trabalho foi a caracterização e o aproveitamento dos resíduos de duas argilas (B e C, coletadas em diferentes camadas do capeamento) e argilito, gerados da extração da gipsita no município de Araripina, para a aplicação em cerâmica vermelha. Foram preparados os corpos de prova cerâmicos utilizando as argilas residuais com a incorporação de 40%, 50% e 80% de argilito, moldados por compressão, secos a 110 °C e sinterizados a 850, 950 e 1050 °C durante 2 h. Em seguida, foram avaliadas a absorção de água, retração linear, perda ao fogo, porosidade aparente, massa específica aparente, resistência à flexão em três pontos e microestrutura da superfície de fratura. O uso das argilas residuais com o teor máximo de 50% de argilito mostrou-se viável em cerâmica vermelha. Os melhores resultados foram obtidos nos corpos cerâmicos com a argila B (contendo montmorilonita) com adição de 40% e 50% de argilito em relação à argila C.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The objective of this study was to characterize and explore wastes of two clays (B and C, collected at different soil layers) and argillite, generated during the extraction of gypsum in the municipality of Araripina-Brazil, for application in red ceramics. Ceramic samples were prepared using residual clays with additions of 40%, 50% and 80% of argillite, compression-molded, dried at 110 ºC and sintered at 850, 950 and 1050 ºC for 2 h. Then, water absorption, linear retraction, loss on ignition, apparent porosity, apparent specific gravity, three-point flexural strength and microstructure of fracture surface were evaluated. The use of residual clays with a maximum content of 50% of argillite showed feasible in red ceramics. The best results were obtained in the ceramic bodies with clay B (containing montmorillonite) with addition of 40% and 50% of argillite in relation to clay C.
  • Preparação de membranas cerâmicas de baixo custo para microfiltração usando cinza de bagaço de cana de açúcar como agente porogênico Articles

    Andrade, R. M.; Jaques, N. G.; Sousa, J.; Dutra, R. P. S.; Macedo, D. A.; Campos, L. F. A.

    Resumo em Português:

    Resumo Membranas cerâmicas são de grande interesse industrial em processos de separação. Elas são caracterizadas por elevada estabilidade química/térmica e capacidade de filtração em temperaturas acima de 500 °C em uma larga faixa de valores de pH. Entretanto, a grande desvantagem das membranas cerâmicas é o elevado custo de produção envolvendo matérias-primas sintéticas, geralmente alumina e zircônia. Nesse contexto, membranas cerâmicas de baixo custo foram preparadas por sinterização reativa usando uma mistura de argila caulinítica e cinza de bagaço de cana de açúcar. Análises de distribuição de tamanho de partícula, térmica, mineralógica e de composição química foram realizadas para estudar as matérias-primas. As propriedades tecnológicas e de permeabilidade à água foram determinadas em amostras queimadas entre 800 e 1000 °C. A eficiência de filtração foi medida através de análises comparativas entre a água bruta e o filtrado. O tamanho médio dos poros entre 2,5 e 6,0 µm viabiliza o uso das membranas derivadas de cinza de bagaço de cana de açúcar em processos de microfiltração.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Ceramic membranes are of great industrial interest in separation processes. They are characterized by high chemical and thermal stabilities and filtration capacity at high temperatures (>500 °C) in a wide range of pH values. However, the major disadvantage of ceramic membranes is the high-cost of production involving synthetic raw materials, usually alumina and zirconia. In this work, low-cost ceramic membranes were prepared by solid-state reactive firing using a mixture of kaolinite clay and sugarcane bagasse ash. Particle size distribution, thermal, mineralogical, and chemical composition analyses were carried out to study the raw materials. Technological properties and water permeability were investigated in samples fired between 800 and 1000 °C. The filtration efficiency was measured by comparative analyses between the raw water and the filtrate. The mean pore size ranging from 2.5 to 6.0 μm makes the sugarcane bagasse ash derived ceramic membranes suitable for microfiltration processes.
  • Avaliação da capacidade de adsorção de sulfametoxazol em argila Pirangi do estado de Sergipe, Brasil, modificada por aquecimento e adição de cátion orgânico Articles

    Rezende, J. C. T. de; Ramos, V. H. S.; Silva, A. S.; Santos, C. P.; Oliveira, H. A.; Jesus, E. de

    Resumo em Português:

    Resumo O sulfametoxazol (SMX) é um antibiótico amplamente usado no tratamento de doenças e infecções e é frequentemente detectado em ecossistema de águas superficiais. Assim, este trabalho avaliou a capacidade de remoção deste antibiótico de sistemas aquosos utilizando argila Pirangi (PIR) do estado de Sergipe (Brasil). Amostras de argila Pirangi foram tratadas termicamente a 100, 400 e 600 °C e posteriormente modificadas com surfactante catiônico HDTMA. A modificação realizada baseou-se na organização em camadas da argila mineral possibilitando intercalação de surfactante catiônico, atribuindo caráter hidrofóbico à argila. A argila Pirangi tratada termicamente a 100 °C organofílica (org-PIR-100) apresentou maior capacidade máxima de adsorção de 27,3 mg.g-1 com remoção de 90% do SMX em 100 min e pH 6, seguindo o modelo de pseudossegunda ordem e isoterma de Langmuir. As argilas foram caracterizadas por FRX, FTIR, DRX, TG/DTG e BET, confirmando que as moléculas do surfactante foram incorporadas na superfície da argila e que a org-PIR-100 apresentou potencial para o uso em filtros de estações de tratamento de água.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Sulfamethoxazole (SMX) is a widely-used antibiotic in human and veterinary medicine for treating diseases and infections and is often detected in the surface water ecosystem. Thus, this study evaluated the capacity of removing SMX from aqueous systems using Pirangi clay (PIR) from the state of Sergipe (Brazil). Pirangi clay samples were treated at 100, 400 and 600 °C and modified with hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) cationic surfactant. The modification process used was based on the layered organization of the mineral clay, allowing the intercalation of cationic surfactant, giving a hydrophobic character to the clay. The Pirangi clay treated at 100 °C and modified with HDTMA (org-PIR-100) showed adsorption capacity of 27.3 mg.g-1 with 90% removal of the SMX in 100 min and pH 6, following the pseudo-second-order model and Langmuir isotherm. Different characterization methods were employed to characterize the clays, such as XRF, FTIR, XRD, thermogravimetric analyzes (TG/DTG) and BET method, confirming that the surfactant molecules were incorporated on the clay surface and that org-PIR-100 showed potential for use in water treatment plant filters.
  • Influência da radiação de micro-ondas de alta frequência nos parâmetros estruturais da montmorilonita Articles

    Chetverikova, A. G.; Filyak, M. M.; Kanygina, O. N.

    Resumo em Português:

    Resumo A influência da radiação micro-ondas nas alterações estruturais das partículas de montmorilonita foi estudada em uma amostra de argila montmorilonítica. Processos de longo alcance em múltiplas escalas foram induzidos nos aluminossilicatos naturais por radiação de micro-ondas de baixa e média potência (2,45 Hz, 750 W, 10 min). Amostras em pó tratadas com radiação micro-ondas demonstraram redução da intensidade relativa dos picos de difração e redução do espaçamento interplanar da rede de montmorilonita (d001* de 1,220 a 0,945 nm, d001 de 0,642 a 0,627 nm, d002 de 0,318 a 0,314 nm e d003 de 0,214 a 0,213 nm). O efeito foi devido à extração de moléculas de água contidas em empacotamentos de três camadas. A extração de água ocorreu em etapas com o aumento da temperatura, indicando processos de longo alcance com efeito retardado. O aquecimento das amostras em pó até 200 °C resultou na destruição de metade do volume da rede da montmorilonita; a 400 °C cerca de 70% da rede foi destruída. Fragmentos de células da rede formaram aglomerados por meio de um mecanismo de duas etapas. O grau de aglomeração foi proporcional à amorficidade da amostra de montmorilonita.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Influence of microwave radiation on structure changes of montmorillonite particles was studied on a montmorillonite clay sample. Multi-scale long-range processes were induced in the nature-occurring aluminosilicates by microwave radiation of low and medium power (2.45 Hz, 750 W, 10 min). Powdered samples treated with microwave radiation demonstrated reduction of the relative intensity of diffraction peaks and reduction of interplanar spacing of montmorillonite lattice (d001 * from 1.220 to 0.945 nm, d001 from 0.642 to 0.627 nm, d002 from 0.318 to 0.314 nm and d003 from 0.214 to 0.213 nm). The effect was due to extraction of water molecules contained in three-layer packages. Water extraction occurred stepwise with the temperature rise which pointed on long-range processes with a delayed effect. Heating of powdered samples up to 200 °С resulted in the destruction of half of the montmorillonite lattice volume; at 400 °С about 70% of the lattice was destroyed. Fragments of lattice cells formed agglomerates via two-step mechanism. The degree of agglomeration was proportional to the montmorillonite sample amorphicity.
  • Preparação de novos pigmentos azuis de fosfato imitando turquesa Articles

    Onoda, H.; Sasaki, R.

    Resumo em Português:

    Resumo Como novo pigmento azul, vários fosfatos hidratados de cobre e alumínio imitando turquesa, CuAl6(PO4)4(OH)8.4H2O, foram preparados misturando solução de nitrato de cobre, solução de nitrato de alumínio, ácido fosfórico e solução de hidróxido de sódio. Amostras com composição química semelhante à turquesa foram preparadas. Os pós obtidos foram avaliados com difração de raios X, espectros de infravermelho, espectros de refletância no ultravioleta-visível e espaço de cores L*a*b*. Além disso, outras composições relacionadas também foram investigadas. Amostras aquecidas a baixas temperaturas resultaram em pós de cor azul claro. Ao aquecer a 700 ºC, a cor dos materiais mudou para verde intenso. Amostras com alta proporção de cobre indicaram menor valor de L* e pequenos valores de a* e b*. A baixa proporção de cobre foi adequada para obter pigmentos de fosfato azul claro e verde escuro.

    Resumo em Inglês:

    Abstract As a novel blue pigment, various hydrated copper aluminum phosphate imitating turquoise, CuAl6(PO4)4(OH)8.4H2O, were prepared by mixing copper nitrate solution, aluminum nitrate solution, phosphoric acid, and sodium hydroxide solution. Samples with similar chemical composition with turquoise were prepared. The obtained powders were evaluated with X-ray diffraction, infrared spectra, ultraviolet-visible reflectance spectra, and L*a*b* color space. Further, other related compositions were also investigated. Samples heated at low temperature were light blue powder. By heating at 700 ºC, the color of materials changed to deep green. Samples with high copper ratio indicated lower L* value and small a* and b* values. The low copper ratio was suitable to obtain light blue and deep green phosphate pigments.
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