Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-02-17T15:40:22Z No. of bitstreams: 1 2013_RodrigoArbeyMunozMeneses.pdf: 34814480 bytes, checksum: 92ff2f60af17ea51c3c8aab6ebc696ee (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-02-18T16:03:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_RodrigoArbeyMunozMeneses.pdf: 34814480 bytes, checksum: 92ff2f60af17ea51c3c8aab6ebc696ee (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-18T16:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_RodrigoArbeyMunozMeneses.pdf: 34814480 bytes, checksum: 92ff2f60af17ea51c3c8aab6ebc696ee (MD5) / Neste trabalho são realizadas a síntese e caracterização da zircônia totalmente estabilizada para possível uso em sensores de oxigênio, utilizando-se como métodos de sínteses o método Pechini e a precipitação heterogênea. Como precursor de ítria foi usado um carbonato de terras raras produzido no Brasil, pela NUCLEMON, a partir da monazita brasileira. A vantagem de utilizar este carbonato é o baixo custo em relação às terras raras de alta pureza. O método Pechini permitiu obter pós com tamanho de partícula submicrométrico. Por outro lado, a precipitação heterogênea permitiu obter uma mistura de óxidos homogênea, estruturas do tipo core-shell. Em ambos os casos se garantiu a estabilização da fase cúbica da zircônia após sinterização. Corpos de prova foram confeccionados via prensagem uniaxial a frio e posteriormente sinterizados usando dois cronogramas de aquecimento, S1 e S2. Em todas as cerâmicas em estudo verificou-se que o tamanho de grão foi dependente do cronograma usado na sinterização. Por outro lado, diagramas de impedância evidenciam que as fases presentes, assim como o tamanho de grão, têm influencia direta sobre o comportamento elétrico das cerâmicas. A amostra mais condutora, independente do método de síntese, foi obtida com adição de 10 % mol de ítria, confirmando que o excesso de dopagem em sistemas baseados em zircônia, neste trabalho dopagens de 12 e 14% mol, gera vazios de oxigênio que não participariam de forma efetiva no processo de condução, dando origem a defeitos mais complexos como clusters de vacâncias ou pares ordenados impureza/vazio da forma [Y_Zr^''-V_O^(oo) ]^x, [Y_Zr^'-V_O^(oo) ]^o ou [Y_Zr^'-V_O^(oo)-Y_Zr^' ]^x os quais dificultam a mobilidade dos portadores de carga. O valor de condutividade total à temperatura de 600 °C desta amostra foi de 2,85x10-3 ?-1 cm-1. Ao realizar uma comparação direta destes valores com os reportados na literatura, identifica-se semelhança com o sistema tradicional zircônia-ítria, o mais usado comercialmente como eletrólito em sensores de oxigênio, confirmando o potencial uso deste sistema para esta aplicação especifica. As vantagens de usar os sistemas baseados em zirconia terras raras obtidos neste trabalho são: baixo custo de fabricação, controle estequimetrico e reprodutivilidade do processo por poder controlar todas as variáveis no processo de produção da matéria prima. Finalmente, com a matéria prima que permitiu obter a amostra mais condutora, foi confeccionado um protótipo de sensor de oxigênio tipo sonda lambda (STSL). Este protótipo foi testado de forma preliminar, utilizando-se um dispositivo projetado no laboratório fixado na saída do escapamento de automóvel, na presença de gás veicular. Os resultados destes testes preliminares evidenciaram que o dispositivo é sensível às variações no teor de oxigênio no gás, ao se excitar o carro com pulsos no acelerador. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work synthesis and characterization of fully stabilized zirconia were carried out aiming possible application as oxygen sensors. Synthesis methods were in this case the Pechini and the heterogeneous precipitation. The rare earth carbonate produced in Brazil by Nuclemom was used as yttria precursor, from Brazilian monazite. The advantage of this carbonate is its low cost compared to high purity rare earth. Pechini method allowed synthesis of powder with sub-micrometric particle size. The heterogeneous precipitation produced a homogeneous mixture of core-shell structures. In both cases it was guaranteed stabilization of zirconia cubic phase after sintering. Samples were cold uniaxial pressureless sintered at resistive furnace. Two sintering schedules were used, S1 and S2, independently of powder synthesis method. For all evaluated ceramics it was observed grain size dependence on the used sintering schedule. Impedance diagrams demonstrated direct influence of electric behavior with existing phases and grain sizes. The most conductive sample, independently of synthesis method, was those with 10% mol of yttria. This confirm theoretical explanation that exceeding doping at zirconia based systems, in this case 12% and 14% mol, causes excess of oxygen vacancies that do not participate at conduction process. It gives rise to complex defects such as clusters of vacancies or ordered pair impurity/vacancy with the form … −… ••_,… − ….. ou … − … •• −…. that impair charge mobility. Total conductivity at 600 0C was 2.85x10-3 Ω -1 cm-1 for Pechini powder. Obtained values for this system are similar to those of the traditional zirconia yttria system, largely used as electrolyte for oxygen sensors. Advantages of the system used in this work are low manufacturing costs, stoichiometric control of synthesis method and process reproductivity caused by control of variables at raw material production. Finally, with the most conductive material, one lambda sensor prototype was manufactured. The prototype was tested preliminarily, using device specially designed at the University and fixed to automotive exhaust pipe. Preliminary results showed that the oxygen sensor prototype is sensitive to oxygen content at exhaust gas during accelerator pulses. These results confirm the potential of the system used in this work, for application at gas sensors.

Orientador: Yoshitaka Gushikem / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T00:56:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peixoto_CarlosRobertodeMenezes_M.pdf: 2209866 bytes, checksum: 2e80ccd9cdc2cd37d15655c333d9aaa7 (MD5) Previous issue date: 1992 / Mestrado

Orientador: Gelson Luis Adabo / Coorientador: Renata Garcia Fonseca / Banca: Carlos Alberto dos santos Cruz / Banca: Igor Studart Medeiros / Resumo: O lascamento e a delaminação da porcelana de cobertura são considerados problemas técnicos frequentes em restaurações cerâmicas com infraestrutura em zircônia Y-TZP. O reparo intraoral com resina composta pode ser uma alternativa de tratamento para solucionar esse problema. Esse estudo avaliou o efeito de diferentes tratamentos de superfície e agentes de união sobre a união entre resina composta e zircônia Y-TZP envelhecida. Corpos-de-prova de zircônia Lava (n=14) foram confeccionados em forma de blocos (7,0 x 7,0 x 1,7 mm). Metade dos espécimes foi submetida ao envelhecimento hidrotérmico em autoclave a 134°C, 3 bar e 8 horas, enquanto a outra metade não sofreu envelhecimento (grupo controle). Difração de raios-X mostrou picos característicos das fases tetragonal e monoclínica, após a zircônia ser submetida ao tratamento em autoclave. As amostras foram subdivididas, de acordo com o tratamento de superfície: jateamento com partículas de alumina 50 μm, deposição triboquímica de sílica 30 μm (Rocatec Soft) ou sem tratamento abrasivo. Microscopia eletrônica de varredura, Espectroscopia por Dispersão de Energia (EDS) e Difração de raios-X foram utilizados para caracterização das amostras após os tratamentos. Clearfil Porcelain Bond Activator + Clearfil SE Bond; fina camada dos cimentos resinosos Panavia F ou RelyX U100 foram utilizados como agentes de união, antes da aplicação da resina composta Filtek Z350 XT, na forma de um cilindro (4,0 x 2,0 mm). Os nove subgrupos experimentais foram submetidos à ciclagem térmica (6.000 ciclos, 5 e 55°C, 30 segundos de imersão) antes do ensaio de resistência de união ao cisalhamento, em máquina de ensaios mecânicos EMIC DL2000 a uma velocidade de 0,5 mm/min. Os valores de resistência de união foram avaliados por meio da Análise de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Chipping and adhesive failure of the veneer porcelain are considered frequent technical problems in zirconia YTZP-based ceramics restorations. The intraoral repair with composite resin become as an alternative treatment to solve this problem. This study evaluated the effect of different surface treatments, hydrothermal aging and bonding agent about the union Y-TZP zirconia/composite resin. 360 Lava zirconia specimens were made in the form of blocks (7.0 x 7.0 x 1.7 mm). Half of the specimens were subjected to hydrothermal aging by autoclaving at 134°C, 3 bar and 8 hs, while the other half were not subjected to aging (control group). X-ray diffraction analysis showed characteristic peaks of tetragonal and monoclinic phase, after the zirconia be subjected to autoclave treatment. The samples were subdivided according to the surface treatment: Sandblasting with 50 μm alumina particles, tribochemical silica coating 30 μm (Rocatec Soft) or without abrasive treatment. Scanning electron microscopy, Energy-dispersive spectroscopy (EDS) and x-ray diffraction were used for surface characterization. After the surface treatment 3 different bonding agents were applied: Clearfil Porcelain Bond Activator + Clearfil SE Bond; thin layer of luting cements Panavia F or RelyX U100. A cylinder (2.0 x 4.0 mm) of composite Filtek Z350 XT was built on the prepared zirconia to simulate the repairing. The nine experimental subgroups (n = 14) were thermal cycled (6,000 cycles, 5 and 55°C, 30-second dwell time) before the test of shear bond strength in mechanical testing machine EMIC DL2000 (0.5 mm/min). Bond strength values were evaluated using 2-way ANOVA and Tukey's test (α = 5%). The fracture analyzed as adhesive failure, cohesive or mixed. All specimens without abrasive surface treatment debonded during thermal cycling. The results... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2011. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-04-09T11:26:31Z No. of bitstreams: 1 2011_ClaudineiFabianoDeOliveira.pdf: 3656720 bytes, checksum: 8867c7b5aebb64a6df5fc6ce61e84310 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-09T12:37:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_ClaudineiFabianoDeOliveira.pdf: 3656720 bytes, checksum: 8867c7b5aebb64a6df5fc6ce61e84310 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-09T12:37:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_ClaudineiFabianoDeOliveira.pdf: 3656720 bytes, checksum: 8867c7b5aebb64a6df5fc6ce61e84310 (MD5) / Óxidos mistos do tipo CexZr1-xO2 (0,1 ≤ x ≤ 0,9) foram preparados pelo método sol-gel em solução aquosa de NH3, usando como precursores ZrOCl2•8H2O e CeCl3•7H2O e empregados em combustão de particulados de diesel. Os catalisadores foram caracterizados por FRX/EDX, adsorção de nitrogênio, TG/DTG, DRX de pó, FTIR/DRIFTS e Raman. Em adição, a acidez foi avaliada por adsorção e desorção de piridina. Os resultados de DRX indicaram a formação de soluções sólidas que progressivamente distorceram da simetria de rede cúbica para tetragonal. Os estudos de Raman confirmaram que a ligação Ce-O era mais forte na série de óxidos mistos do que no CeO2, por causa da contração da cela em consequência da inserção de zircônio. O Ce0,8Zr0,2O2 foi o material mais ácido e mais ativo, deslocando a temperatura de combustão (Tm) de 622 para 547 ºC (contato fraco) ou 404 ºC (contato forte). A energia de ativação calculada para a combustão catalítica deste óxido otimizado confirmou que a temperatura de combustão era mais baixa em todas as situações, quando comparada a do processo térmico. O catalisador foi utilizado cinco vezes sem nenhuma perda considerável de atividade e manteve suas propriedades estruturais. Em adição, estes óxidos mistos foram utilizados como suportes para o ácido 12-tungstofosfórico (H3PW12O40, H3PW) por impregnação aquosa em solução de HCl 0,1 mol L-1 nas proporções de: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 e 60% em massa. Os dados de FTIR, DRX e MAS-RMN de 31P confirmaram que não houve decomposição da estrutura de Keggin durante a preparação. O H3PW suportado aumentou significativamente a acidez destes materiais e dispersou o poliácido na superfície, o qual tornou todos os prótons disponíveis, acessíveis à molécula de piridina. A monocamada do xH3PW/Ce0.8Zr0.2O2 ficou em torno de 15 a 20% em massa, de acordo com os cálculos teóricos e do TOF para a reação de esterificação do ácido oléico com etanol. A conversão para o melhor catalisador (20%H3PW/Ce0.8Zr0.2O2) foi de 87,5%, na razão molar 1:6 (ácido oléico:etanol), em 4 h de reação e com 10% em massa do catalisador (relativo ao ácido oléico). _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Mixed oxides of CexZr1-xO2 (0.1 ≤ x ≤ 0.9) were prepared by sol-gel method, in aqueous ammonia solution with CeCl3•7H2O and ZrOCl2•8H2O as precursors and employed in diesel soot combustion. The catalysts were characterized by XRF/EDX, nitrogen adsorption, TG/DTG, powder XRD, FTIR/DRIFTS and Raman. In addition, the acidity was evaluated by adsorption and desorption of pyridine. XRD indicated the formation of solid solutions that progressively distorted the lattices from cubic symmetry into tetragonal. Raman studies confirmed that the Ce-O bonding was stronger in the mixed oxide series than in CeO2 because of the cell contraction, as a result of the zirconium insertion. Ce0.8Zr0.2O2 was the most acidic and active material, shifting the combustion temperature (Tm) from 622 to 547 ºC (loose contact) or 404 ºC (tight contact). The calculated activation energy for the catalytic combustion of this optimized oxide attested that the combustion temperature was lower under all conditions, compared to the thermal process. The catalyst was utilized five times without any appreciable loss of activity and maintained its structural properties. In addition, these mixed oxides were used as support for 12-tungstophosphoric acid (H3PW12O40, H3PW) via impregnation in aqueous solution of HCl 0.1 mol L-1; with 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 and 60 wt%. The FTIR, XRD and P31 MAS-NMR data confirmed that no decomposition of the Keggin structure occurred. The supported H3PW increased significatively the acidity of the materials and dispersed the polyacid in the surface, which made all available protons accessible to pyridine probe. The monolayer for xH3PW/Ce0.8Zr0.2O2 was about 15 to 20 wt% of H3PW, according to theoretical and TOF calculation for the esterification of oleic acid with ethanol. The conversion to the best catalyst (20%H3PW/Ce0.8Zr0.2O2) was 87.5%, at ratio of acid:ethanol = 1:6, for 4 h reaction and 10 wt% of catalyst (related to oleic acid).

Orientador: Yoshitaka Gushikem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T09:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguesFilho_UbirajaraPereira_D.pdf: 3024859 bytes, checksum: 4ba16e948d2b1f5bed41f6c1182ac3f1 (MD5) Previous issue date: 1996 / Doutorado

Orientador : Yoshitaka Gushikem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T15:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Borgo_ClaudemirAdriano_D.pdf: 2562371 bytes, checksum: 8a12020bc264844d688fcb569839b552 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Orientador: Guilherme de Siqueira Ferreira Anzaloni Saavedra / Co-orientador: Flávia Pires Rodrigues / Banca: Estevão Tomitsu Kimpara / Banca: Carlos Eduardo Francci / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do método de sinterização, convencional e por meio de energia micro-ondas, sobre as características microestruturais e propriedades mecânicas de cerâmicas à base de zircônia Y-TZP. A hipótese nula foi que a sinterização realizada por forno de micro-ondas não influencia na resistência à flexão biaxial de discos Y-TZP, tanto dos discos envelhecidos por meio de uma cicladora termomecânica, quanto nos grupos não-ciclados. Cem amostras em forma de discos de cerâmica VIPI Block Zirconn (12 x 1,2 mm) foram usinados de acordo com as normas ISO 6872 para o ensaio de flexão biaxial e foram separados em grupos de acordo com o método de sinterização e de envelhecimento termomecânico: Grupo I: Sinterização convencional e sem ciclagem mecânica; Grupo II: Sinterização convencional + ciclagem termomecânica; Grupo III: Sinterização em micro-ondas e sem ciclagem termomecânica; Grupo IV: Sinterização em micro-ondas + ciclagem termomecânica. Os corpos de prova foram submetidos à flexão biaxial após a sinterização para os grupos não ciclados e após a ciclagem para os grupos os quais foram submetidos ao envelhecimento (1.200.000 ciclos, carga de 45 N e frequência de 2,8 Hz, biaxial, imersos em água 37 °C). Foi realizada análise qualitativa das amostras por meio de um microscópio eletrônico de varredura e difração de raios-X em oito amostras (n = 2) para todos os grupos. Para a análise estatística foi utilizado o módulo Weibull (m), sendo que não houve diferença significativa quando comparado à ciclagem, porém houve quando comparado o método. O mesmo ocorreu quando foi aplicada a análise de variância (α = 5%). Conclui-se que o protocolo de sinterização praticado neste estudo não teve sucesso na sinterização da zircônia odontológica, e o termociclagem não afeta as características microestruturais e mecânicas da Y-TZP / Abstract: The objective of this study was to evaluate the impact of the sintering method, conventional and through microwave energy on the microstructural characteristics and mechanical properties of ceramics based on Y- TZP zirconia. The null hypothesis is that sintering is carried out by microwave oven has no effect on the biaxial flexural strength Y- TZP disc, both discs aged by means of a thermo cycler, and in the non- cycled groups. One hundred samples in the form of VIPI Block Zirconn ceramic discs (12 x 1.2 mm) were machined in accordance with ISO 6872 standards for biaxial bending test and were divided into groups according to the method of sintering and thermomechanical aging: Group I: conventional and without mechanical cycling sintering ; Group II : conventional + thermomechanical cycling sintering ; Group III: microwave sintering and without thermomechanical cycling ; Group IV: in microwave sintering + thermomechanical cycling . The specimens were subjected to biaxial bending after sintering for non-cycled groups and after cycling for groups which were submitted to aging ( 1,200,000 cycles, 45 N load and frequency of 2.8 Hz, biaxial, immersed in water 37 °C). Qualitative analysis was performed on samples using a scanning electron microscope and X-ray diffraction samples in eight samples(n = 2) for all groups. For statistical analysis the Weibull modulus (m) was used, and there was no significant difference when compared to cycling, but there was compared the method. The same happened when the analysis of variance (α = 5%) was applied. It follows that sintering protocol performed in this study had no success in dental zirconia sintering and thermal cycling does not affect the microstructure and mechanical properties of Y- TZP / Mestre

Neste trabalho foi investigada experimentalmente a nitretação da zircônia parcialmente estabilizada com ítria em um plasma de micro-ondas à pressão atmosférica. As características morfológicas, mecânicas e físico-químicas da camada resultante do processo de nitretação a plasma foram analisadas por diferentes métodos, tais como microscopia óptica e eletrônica de varredura, microdureza, difração de raios X, perfilometria química elementar por reação nuclear ressonante, por espectrometria de massas de espécies secundárias neutras e análise química composicional por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios X. A estrutura da camada nitretada a plasma é complexa, sendo composta de zircônia tetragonal e cúbica, bem como de nitreto e oxinitreto de zircônio. A taxa de crescimento da camada nitretada foi de aproximadamente 4 μm min-1, muito maior do que as obtidas por qualquer outro método relatado na literatura, enquanto que a dureza teve um aumento típico da ordem de 50% em relação à dureza da zircônia parcialmente estabilizada com ítria. A adesão da camada nitretada ao substrato de zircônia é assegurada pelo fato que a camada de ZrN cresce à partir do substrato por um mecanismo ativado termicamente, mediante o qual átomos de N substituem átomos de O na matriz da zircônia. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-23T18:50:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Raquel Milani.pdf: 3213741 bytes, checksum: 39678ad630a0c689b341c16c6926e37b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-23T18:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Raquel Milani.pdf: 3213741 bytes, checksum: 39678ad630a0c689b341c16c6926e37b (MD5) / High temperature plasma nitriding of yttria-partially stabilized zirconia in atmospheric pressure microwave plasma was investigated. The morphological, mechanical and physico-chemical characteristics of the resulting nitrided layer were characterized by different methods, like optical and scanning electron microscopy, micro-indentation, X-ray diffraction, narrow resonant nuclear reaction profiling, secondary neutral mass spectrometry, and X-ray photoelectron spectroscopy, aiming at investigating the applicability of this highly efficient process for nitriding of ceramics. The structure of the plasma nitrided layer was found to be complex, composed of tetragonal and cubic zirconia, as well as zirconium nitride and oxynitride. The growth rate of the nitrided layer, ~ 4 μm min-1, is much higher than that obtained by any other previous nitriding process, whereas a typical 50% increase in Vickers hardness over that of yttria-partially stabilized zirconia was observed. The adherence of the nitrided layer to the zirconia substrate is assured by the fact that the ZrN layer grows from the substrate through a thermally activated mechanism whereby N atoms replace O atoms in the zirconia network.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-03-15T11:33:10Z No. of bitstreams: 1 2012_PaolaCristinaCajasDaza.pdf: 2960480 bytes, checksum: 32a762810b84098b8a85014865a8dbfb (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-03-21T15:24:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_PaolaCristinaCajasDaza.pdf: 2960480 bytes, checksum: 32a762810b84098b8a85014865a8dbfb (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-21T15:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_PaolaCristinaCajasDaza.pdf: 2960480 bytes, checksum: 32a762810b84098b8a85014865a8dbfb (MD5) / Neste trabalho foram obtidos os sistemas ZrO2:3% Mol Y2O3:ƞ % Mol Re2O3 (ƞ=3,4,5,6) utilizando a zircônia comercial da Tosoh (TZ-3YB-E) e um concentrado de óxidos mistos de terras raras Re2(CO3)3 (onde majoritariamente Re= Y, Er, Ho) utilizando como método de síntese a precipitação controlada. O objetivo desta codopagem foi favorecer a formação da fase cúbica da zircônia que possui melhor condutividade iônica em temperaturas altas, quando comparada à fase tetragonal, após a sinterização. A justificativa da codopagem foi aprimorar as propriedades elétricas das amostras, concretamente a condutividade iônica, visando possíveis aplicações como eletrólito sólido em sensores de oxigênio e/ou células combustíveis. Os pós sintetizados foram tratados termicamente a 600 °C por uma hora e caracterizados por difração de raios X, espectroscopia infravermelha com transformada de Fourier e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para determinação das fases cristalinas presentes, grupos funcionais, tamanho e forma de partículas. Os pós obtidos, após desaglomeração por moagem manual em almofariz de ágata e paralelamente por moagem mecânica por moinho de atrição, foram compactados por prensagem uniaxial a frio e sinterizados a 1500°C durante duas horas. A caracterização dos corpos de prova sinterizados foi efetuada usando difratometria de raios-x para identificação das fases e seu percentual, microscopia eletrônica de varredura para observação microestrutural e finalmente a análise do comportamento elétrico com espectroscopia de impedância complexa. Quando comparada com a moagem manual em almofariz de ágata, a moagem de atrição favoreceu uma maior densidade após sinterização, beneficiando sua aplicação como eletrólitos sólidos. Foi possível, com o uso do refinamento de Rietveld do difratogramas, obter análises quantitativas e qualitativas das fases presentes nas amostras sinterizadas. Observou-se mistura das fases cúbica e tetragonal da zircônia em todas as amostras, registrando-se maior percentagem da fase cúbica na amostra A:ZrO2:3% molY2O3: 6 mol%Re2O3, de maior codopagem. A condutividade da amostra sem aditivo de terras raras, para temperatura de ensaio de 514°C com valor 7,33870968E-4 Ω-1 .cm-1 -1.cm-1 foi melhorada para 13,4612903E-4 Ω-1 .cm-1 -1.cm-1 com adição de 6% de concentrado de terras raras, indicando que o aditivo usado permite a estabilização da fase cúbica e conseqüentemente a condutividade iônica da Zircônia, favorecendo seu uso como eletrólito sólido para sensor de oxigênio e/ou célula combustível. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work systems ZrO2:3% mol Y2O3:ƞ % Mol Re2O3 (ƞ=3,4,5,6) were obtained with commercial Tosoh (TZ-3YB-E) and a mixture of mixed oxides of rare earth Re2(CO3)3, using controlled precipitation synthesis method. The main objective was to favor cubic zirconia formation with better ionic conductivity at intermediate temperatures. Electric properties were improved, mainly ionic conductivity, aiming future applications as solid electrolytes at oxygen sensors or fuel cells. Sintetized powders were thermally treated at 600 °C during 1h and characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy and scanning electron microscopy, aiming determination of, respectively, crystalline phases, functional groups and particle form and size. Powders obtained by manual and mechanical grinding were uniaxial cold pressed and sintered at 1500 0C for 2h. Characterization of sintered sample were carried out using x-ray diffraction for phase identification and its amount, scanning electron microscopy for microstructural observation and finally evaluation of electric behavior via complex spectroscopy impedance. Compared to manual grinding, the mechanical attrition grinding favored higher densities after sintering. Using Rietveld refinement, qualitative and quantitative analysis were obtained of existing phases at sintered samples. Mixture of cubic and tetragonal phases of zirconia was identified for all samples, with higher amount of cubic phase for sample A, co-doped with 6% mol of Re2O3. The ionic conductivity of sample without additive was 7,33870968E-4 Ω-1 .cm-1 at 514 0C, and increased to 13,4612903E-4 Ω-1 .cm-1 with 6% addition of rare earth concentrate.

Neste trabalho foi investigada experimentalmente a nitretação da zircônia parcialmente estabilizada com ítria em um plasma de micro-ondas à pressão atmosférica. As características morfológicas, mecânicas e físico-químicas da camada resultante do processo de nitretação a plasma foram analisadas por diferentes métodos, tais como microscopia óptica e eletrônica de varredura, microdureza, difração de raios X, perfilometria química elementar por reação nuclear ressonante, por espectrometria de massas de espécies secundárias neutras e análise química composicional por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios X. A estrutura da camada nitretada a plasma é complexa, sendo composta de zircônia tetragonal e cúbica, bem como de nitreto e oxinitreto de zircônio. A taxa de crescimento da camada nitretada foi de aproximadamente 4 μm min-1, muito maior do que as obtidas por qualquer outro método relatado na literatura, enquanto que a dureza teve um aumento típico da ordem de 50% em relação à dureza da zircônia parcialmente estabilizada com ítria. A adesão da camada nitretada ao substrato de zircônia é assegurada pelo fato que a camada de ZrN cresce à partir do substrato por um mecanismo ativado termicamente, mediante o qual átomos de N substituem átomos de O na matriz da zircônia. / High temperature plasma nitriding of yttria-partially stabilized zirconia in atmospheric pressure microwave plasma was investigated. The morphological, mechanical and physico-chemical characteristics of the resulting nitrided layer were characterized by different methods, like optical and scanning electron microscopy, micro-indentation, X-ray diffraction, narrow resonant nuclear reaction profiling, secondary neutral mass spectrometry, and X-ray photoelectron spectroscopy, aiming at investigating the applicability of this highly efficient process for nitriding of ceramics. The structure of the plasma nitrided layer was found to be complex, composed of tetragonal and cubic zirconia, as well as zirconium nitride and oxynitride. The growth rate of the nitrided layer, ~ 4 μm min-1, is much higher than that obtained by any other previous nitriding process, whereas a typical 50% increase in Vickers hardness over that of yttria-partially stabilized zirconia was observed. The adherence of the nitrided layer to the zirconia substrate is assured by the fact that the ZrN layer grows from the substrate through a thermally activated mechanism whereby N atoms replace O atoms in the zirconia network.