Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 15, Issue: 4, Published: 2010
  • The expansion of the Materials Science area

    Miranda, Paulo Emílio V. de
  • Selection of high strength natural fibers

    Monteiro, S.N.; Satyanarayana, K.G.; Ferreira, A.S.; Nascimento, D.C.O.; Lopes, F.P.D.; Silva, I.L.A.; Bevitori, A.B.; Inácio, W.P.; Bravo Neto, J.; Portela, T.G.

    Abstract in English:

    By means of dimensional selection of natural lignocellulosic fibers, based on precise diameter measurements, it was recently possible to obtain fibers with relatively higher tensile strength. The present article overviews works on the statistical evaluation, through the Weibull analysis, of the ultimate tensile stress of eight lignocellulosic fibers: sisal, ramie, curaua, jute, bamboo, coir, piassava and buriti. It is shown that, for all of these fibers, the tensile strength holds an inverse relationship with the fiber diameter. Statistically this relationship conforms to a hyperbolic type of analytical equation, which discloses the possibility of unusually high strength fibers to be selected in association with very small diameters. A structural analysis using scanning electron microscopy offered an explanation to the strengthening mechanisms responsible for the superior performance of these dimensionally selected fibers.
  • Efecto del pH en la síntesis de hidroxiapatita en presencia de microondas

    Rivera, J.A; Fetter, G.; Bosch, P.

    Abstract in Spanish:

    La hidroxiapatita sintética, Ca10(PO4)6(OH)2, es un biomaterial que se emplea para reconstruir tejido óseo dañado o como recubrimiento de prótesis, ya que su composición química y su estructura se asemejan a la fase mineral contenida en el esqueleto; esta similitud favorece la formación de enlaces con el hueso, siendo por consiguiente un material biocompatible. La hidroxiapatita se puede obtener a partir de huesos, pero hoy en día se sintetiza mediante diferentes procedimientos químicos, como las reacciones en estado sólido, el método sol-gel, la reacción por doble descomposición, la neutralización o el método hidrotérmico. El método hidrotérmico es el más empleado por su simplicidad, pero los inconvenientes del proceso son las altas temperaturas (600-1000 ºC) y los largos tiempos (2-14 días) necesarios para obtener los cristales de hidroxiapatita. Por otro lado, una mejora novedosa en la síntesis de sólidos como las arcillas pilareadas, las hidrotalcitas o las zeolitas es la irradiación con microondas que tiene la particularidad de reducir los tiempos y las temperaturas de cristalización. En este trabajo se presenta la síntesis de hidroxiapatita por medio de irradiación con microondas en una autoclave a 80 ºC, por 10 minutos, 1 atm y una potencia de 200 W. Además, se estudió la influencia del pH en la preparación. El tratamiento con microondas redujo considerablemente el tiempo de síntesis en comparación con otros métodos y las propiedades, la textura y la morfología de la hidroxiapatita obtenida resultaron ser significativamente diferentes.

    Abstract in English:

    Synthetic hydroxyapatite, Ca10(PO4)6(OH)2, is a biomaterial used to reconstruct damaged bone tissue or to recover protheses. Indeed, the chemical composition and structure is similar to the mineral phase contained in the scheleton. This similarity favors the formation of bonds with the bone, it becomes then a biocompatible material. Hydroxyapatite may be obtained from bones, but, nowadays, it is synthesized through various chemical procedures such as: solid state, sol-gel, double decomposition, neutralization and hydrothermal reactions. The hydrothermal method is the most employed due to its simplicity but it presents the disadvantage of the required high temperatures (600-1000 °C) and very long times (2-14 days) to obtain hydroxyapatite crystals. A recent improvement in the synthesis of solids as pillared clays, hydrotalcites or zeolites has been the microwave irradiation, as it reduces time and crystallization temperature. In this work, hydroxyapatite is synthesized in presence of microwave irradiation in an autoclave at 80 °C for 10 minutes, 1 atm and 200 W power. The influence of pH is studied. The microwave treatment reduced considerably the synthesis time if compared to the other methods. The properties, texture and morphology of the obtained compounds were significantly modified.
  • Influencia de la temperatura de curado: hidratación y resistencia de pastas de cemento con escoria

    Castellano, C. C.; Bonavetti, V. L.; Irassar, E. F.

    Abstract in Spanish:

    Actualmente son muy conocidos los beneficios tecnológicos, económicos y el menor impacto medioambiental que produce el empleo de adiciones minerales como reemplazo del cemento portland. Estas razones, han consolidado el uso de muchas adiciones como: escoria granulada de alto horno, ceniza volante, material calcáreo, humo de sílice, etc. En los últimos años, los cementos presentan un importante aumento en el contenido de las adiciones; el cual influye sobre la distribución de partículas, sobre la velocidad y naturaleza de las reacciones de hidratación y en consecuencia en su ganancia de resistencia. El presente trabajo evalúa la influencia de la temperatura en el curado (20, 40 y 60 ºC) de pastas con contenido variable de escoria granulada de alto horno (0 a 80 %) elaboradas con relación agua/material cementante de 0,40, sobre la resistencia mecánica. La evolución de la hidratación se estudió a través del análisis de los compuestos de hidratación por DRX y el contenido de agua no evaporable. La resistencia mecánica se evaluó empleando un diseño de experimentos central compuesto centrado. Los resultados obtenidos indican que a medida que la temperatura de curado aumenta con el incremento del contenido de escoria en el cemento mezcla, se aumentan la resistencia y el contenido de agua no evaporable, y disminuye la cantidad de hidróxido de calcio de la pasta.

    Abstract in English:

    Nowadays it is well known that using blast furnace slag as partial replacements for Portland cement adds technological, economic and environmental benefits. Those are some of the reasons why cements containing several additions (blast furnace slag, fly ash, calcareous material, etc) are commonly used. In recent years, blended cements started to increase amounts of additions as replacement of Portland cement; in this regard these variations influence the rate and the mechanism of hydration and, consequently, strength development. The present work evaluated the effect of different curing temperatures (20, 40 and 60 ºC) on the mechanical strength of cement paste with different proportions of granulated blast-furnace slag (0 to 80 %). Pastes were prepared with water/cementitious material ratio (w/cm) equal to 0,4. The hydration evolution was determinated following the hydration products using XRD analysis and evaluated the content of non evaporable water. Mechanical strength was evaluated trough central composite experimental design. When granulated blast-furnace slag content increases with curing temperature, the results show that mechanical strength and non evaporable water increases, while the calcium hydroxide content decreases.
  • Cerium-doped SrHfO3 sol-gel films

    Villanueva-Ibáñez, M.; Flores-González, M.A.; LE Luyer, C.

    Abstract in English:

    SrHfO3 presents high density, which makes it interesting for host lattice when it is doped with rare earths for luminescent materials. The optical and structural studies of Ce3+-doped strontium hafnate films prepared by the sol-gel process are presented in this work. Crack-free films with waveguiding performances were obtained with heat-treatments between 400°C and 700°C. The total elimination of organic compounds occurs above 800°C as indicated by Fourier transform infrared spectroscopy. The optogeometric properties (refractive index and thickness) are investigated by m-lines spectroscopy. Films structure is analysed using X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The films crystallise from amorphous phase to pure SrHfO3 orthorhombic phase at 750°C. The HfO2 monoclinic phase superposes to SrHfO3 orthorhombic phase after heat treatment performed at 1000°C. Finally, the potentiality to prepare Ce3+ activated SrHfO3 sol-gel films with scintillation properties is explored.
  • Microestructura y propiedades de compuestos de Fe3O4/BaTiO3/epoxi

    Ramajo, Leandro Alfredo; Crstóbal, Adrian Alberto; Lopez, Jose Manuel Porto; Botta, P. M.; Reboredo, M. M.; Castro, M. S.

    Abstract in Spanish:

    Con el objetivo de estudiar nuevos materiales multipropósito, en este trabajo se analizó la influencia de las partículas de Fe3O4 y BaTiO3 sobre las propiedades magnéticas y dieléctricas de los sistemas Fe3O4/BaTiO3/epoxi. A tal efecto se analizaron los sistemas bifásicos Fe3O4/epoxi y BaTiO3/epoxi y a partir del análisis de los resultados se conformaron los compuestos Fe3O4/BaTiO3/epoxi. En todos los casos los valores de permitividad y pérdidas dieléctricas fueron altamente influenciados por el contenido de carga. En este sentido, los materiales procesados con Fe3O4 presentaron muy elevadas pérdidas dieléctricas para altas concentraciones de carga debido a efectos de percolación y a las propiedades semiconductoras del Fe3O4.

    Abstract in English:

    The influence of Fe3O4 and BaTiO3 on dielectric and magnetic properties of Fe3O4/BaTiO3/epoxy composites was studied. Initially, biphasic Fe3O4/epoxy and BaTiO3/epoxy composites were analyzed, and based on these results Fe3O4/BaTiO3/epoxy composite were conformed. In all the cases, dielectric properties were influenced by the frequency and filler concentration. In this way, Fe3O4/epoxy composites with high filler concentration showed high dielectric loss due to percolation effects and semiconducting properties of Fe3O4.
Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro, em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 Av. Moniz Aragão, 207, 21941-594, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, Tel: +55 (21) 3938-8791 - Rio de Janeiro - RJ - Brazil
E-mail: revmateria@gmail.com