Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGPM.pdf: 4573989 bytes, checksum: 67ae03252a925de4848c34f350a64381 (MD5) Previous issue date: 2004-08-06 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work reports a systematic study on the deposition and characterization of LaNiO3 thin films. This material is a ceramic conductor and presents a near metallic behavior, and is interesting for capacitor electrodes application in memories systems, because of the reduction of fatigue behavior. The synthesis of the precursor resin was realized by the polymeric precursor method. The films were deposited with the spin-coating technique on five different substrates: Si(100), Safire(0001), MgO(100), LaAlO3(100) and SrTiO3(100), and after they were crystallized at 700ºC for two hours in a conventional furnace or at 700ºC for ten minutes in a microwave oven. After that, the films were characterized by X ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy and measurements of electrical resistivity as a function of temperature. The films deposited on Si(100) were tested as electrodes for SrTiO3 capacitors, deposited with the same method. Polycrystalline and single phase LaNiO3 thin films were obtained on Si(100), Safire(0001) and MgO(100) substrates, whereas the films deposited on LaAlO3(100) and SrTiO3(100) substrates were epitaxial. The method enable a good thickness control and allows the deposition of films without cracks and very homogeneous. Electrical measurements shown a metallic behavior between 20 and 300K, and the epitaxial films have a smaller electrical resistivity, in comparison with the polycrystalline ones. The best result was obtained with the deposition on strontium titanate substrate and the measured resistivity was 250µΩcm, lower than that obtained with others methods reported in the literature. The crystallization in a microwave oven was not so satisfactory, since films with higher resistivity than that crystallized in conventional furnaces were obtained, because their morphology. However, these films are still good for an application in capacitors systems. The system Au/SrTiO3/LaNiO3/Si(100) was also studied being the lanthanum nickelate a good electrode for this system. Dielectric constant of 250 at 10 kHz was obtained which is about the same reported in the literature for this system with Pt electrodes. Dielectric constant measurements as a function of the applied potential of work shown an asymmetric behavior because the difference between the two electrodes of the capacitor. The charge imprisonment in the ceramic/electrode interface causes a reduction in the capacitance with applied potential. In this manner, a simple methodology for preparation of thin films was used resulting in good characteristics and promising for application in DRAM systems. THIN FILMS DEPOSITED ON SINGLE CRYSTAL SUBSTRATES BY THE POLIMERIC PRECURSOR METHOD: This work reports a systematic study on the deposition and characterization of LaNiO3 thin films. This material is a ceramic conductor and presents a near metallic behavior, and is interesting for capacitor electrodes application in memories systems, because of the reduction of fatigue behavior. The synthesis of the precursor resin was realized by the polymeric precursor method. The films were deposited with the spin-coating technique on five different substrates: Si(100), Safire(0001), MgO(100), LaAlO3(100) and SrTiO3(100), and after they were crystallized at 700ºC for two hours in a conventional furnace or at 700ºC for ten minutes in a microwave oven. After that, the films were characterized by X ray diffraction, scanning electron microscopy, atomic force microscopy and measurements of electrical resistivity as a function of temperature. The films deposited on Si(100) were tested as electrodes for SrTiO3 capacitors, deposited with the same method. Polycrystalline and single phase LaNiO3 thin films were obtained on Si(100), Safire(0001) and MgO(100) substrates, whereas the films deposited on LaAlO3(100) and SrTiO3(100) substrates were epitaxial. The method enable a good thickness control and allows the deposition of films without cracks and very homogeneous. Electrical measurements shown a metallic behavior between 20 and 300K, and the epitaxial films have a smaller electrical resistivity, in comparison with the polycrystalline ones. The best result was obtained with the deposition on strontium titanate substrate and the measured resistivity was 250µΩcm, lower than that obtained with others methods reported in the literature. The crystallization in a microwave oven was not so satisfactory, since films with higher resistivity than that crystallized in conventional furnaces were obtained, because their morphology. However, these films are still good for an application in capacitors systems. The system Au/SrTiO3/LaNiO3/Si(100) was also studied being the lanthanum nickelate a good electrode for this system. Dielectric constant of 250 at 10 kHz was obtained which is about the same reported in the literature for this system with Pt electrodes. Dielectric constant measurements as a function of the applied potential of work shown an asymmetric behavior because the difference between the two electrodes of the capacitor. The charge imprisonment in the ceramic/electrode interface causes a reduction in the capacitance with applied potential. In this manner, a simple methodology for preparation of thin films was used resulting in good characteristics and promising for application in DRAM systems. / Este trabalho apresenta um estudo sistemático sobre a deposição e caracterização de filmes finos de LaNiO3. Este material é um condutor cerâmico e apresenta um comportamento próximo ao metálico, sendo interessante para aplicações como eletrodos para capacitores em dispositivos de memória, promovendo a diminuição da fadiga nestes sistemas. A síntese da resina precursora foi realizada a partir do método dos precursores poliméricos. Os filmes foram depositados pela técnica de spin-coating sobre cinco diferentes substratos monocristalinos: Si(100), safira(0001), MgO(100), LaAlO3(100) e SrTiO3(100), e depois foram cristalizados a 700ºC por duas horas em forno convencional ou a 700ºC por dez minutos em forno de microondas. Em seguida, foram caracterizados por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e medidas de resistividade como função da temperatura pelo método das quatro pontas. Os filmes depositados sobre Si(100) foram também testados como eletrodos em capacitores de filmes finos de SrTiO3 obtidos pelo mesmo método. Foram obtidos sistemas monofásicos policristalinos quando depositados sobre Si(100), safira(0001) e MgO(100), enquanto que para filmes depositados sobre LaAlO3(100) e SrTiO3(100) a cristalização se mostrou epitaxial. O método possibilitou um bom controle na espessura dos filmes e produziu filmes com microestrutura sem trincas e bastante homogênea. As medidas de resistividade elétrica mostraram o comportamento metálico dos filmes no intervalo de 20 a 300K, sendo que os filmes epitaxiais têm valores menores de resistência que os filmes policristalinos. O melhor resultado foi obtido com a deposição sobre titanato de estrôncio monocristalino, com valor de resistividade de 250µΩcm, que é um valor menor que a maioria daqueles apresentados na literatura para o mesmo sistema depositado por outros métodos. A cristalização em forno de microondas não se mostrou tão satisfatória quanto a realizada em forno convencional, levando a filmes com maior resistividade devido à morfologia dos mesmos, porém, ainda uma resistividade que possibilita uma aplicação bem sucedida em capacitores. Também foi estudado o sistema Au/SrTiO3/LaNiO3/Si(100); o niquelato de lantânio se mostrou um bom eletrodo para o sistema em questão, obtendo-se um valor de constante dielétrica por volta de 250 em freqüências da ordem de kHz, semelhante ao obtido com eletrodos de platina. A medida de constante dielétrica como função do potencial de trabalho mostrou um comportamento assimétrico devido à diferença entre os eletrodos do capacitor formado; o aprisionamento de cargas no eletrodo cerâmico causa uma diminuição da capacitância em certos potenciais. Assim, utilizou-se uma metodologia simples que resultou em filmes com boas características e promissores na aplicação em sistemas de memória do tipo DRAM.

Este trabalho investigou a previsão do tempo de secagem de uma massa cerâmica à base de argila vermelha, proveniente de uma indústria situada na região de Gravataí-RS. O material foi misturado nas composições de 0%, 5% 8% e 10% em peso em relação à argila de sua chamota (queima a 950°C), e caracterizado quanto à composição química, mineralógica e granulométrica. À massa cerâmica foi adicionada água até o limite de plasticidade mais 3% (base seca), sendo, então, homogeneizada, conformada por extrusão (a vácuo) e submetida à secagem por convecção em uma atmosfera psicrometricamente controlada As condições praticadas são as típicas de processos de secagem industrial: temperaturas de 40ºC, 50ºC e 60ºC, umidade relativa de 40% e velocidade do ar de 1,5 m/s. Para tanto, foi desenvolvido um aparato experimental de bancada que controlou, monitorou e registrou as perdas de massa (água) em tempo real. Foram elaboradas curvas de perda de massa pelo tempo e determinada a umidade crítica, através das diferenciais da perda de massa pelo tempo baseando-se nas curvas de Bigot e calculada a velocidade de perda de massa instantânea. Foram determinadas curvas de regressão linear, e a estimativa do tempo de secagem, em função da temperatura do ar de secagem e da quantidade de chamota. Os corpos-de-prova foram ainda caracterizados em função de sua resistência mecânica, cuja variação foi quantizada pela estatística de Weibull. Foram realizados 30 ensaios para cada conformação, sendo que para cada batelada foram utilizados três corpos-de-prova por ciclo de secagem. Os resultados mostraram que à medida que se aumenta a proporção de chamota e a temperatura de secagem, aumenta a velocidade de secagem, tendo como consequência a diminuição do tempo de secagem. Esses fenômenos foram equacionados de acordo com cada formulação, servindo de base para um modelo de estimativa do tempo de secagem de argilas, nas mesmas condições aqui retratadas. Isso permite uma previsão de maneira otimizada, do tempo que o material fica submetido à secagem, antes do início do processo de queima, tendo como consequência economia de energia e tempo quando de sua utilização no processo industrial. / This study investigated the prediction of the drying time of a ceramic-based red clay, from an industry located in the region of Gravataí-RS .. The material was mixed in the compositions of 0% 5% 8% and 10% by weight in relation to its chamotte clay (firing at 950 ° C), and characterize d for chemical composition, mineralogical and particle size. In the ceramic body water was added to the plastic limit plus 3% (dry basis), and then homogenized, formed by extrusion (vacuum) and subjected to convective drying in a controlled environment psychrometric conditions applied are the typical industrial drying processes: temperatures of 40 º C, 50 º C and 60 º C, relative humidity of 40% and air velocity of 1.5 m / s. To this end, we developed an experimental apparatus who managed, monitored and recorded losses of mass (water) in real time. They have been drawn curves of mass loss over time and determined the critical moisture through the differential mass loss by the time in the Bigot curves and calculated the speed of instant weight loss. We determined linear regression curves and the estimation of drying time, depending on the temperature of the drying air and the amount of chamotte. The samples were further characterized according to their strength, whose variation was quantized by the statistical Weibull. 30 tests were performed for each conformation, and for each batch were used three bodies of test by drying cycle. The results showed that as increasing the proportion of chamotte and the drying temperature increases the drying rate, resulting in the decrease of drying time. These phenomena were equated according to each formulation serving of base for a model to estimate the drying time of clay under the same conditions depicted here, with an estimated optimally, the time that the material is subjected to drying before the beginning of the burning process of firing process, resulting in savings and time when its use in industrial process.

O objetivo deste estudo foi analisar as propriedades mecânicas de cerâmicas à base de alumina e alumina-feldspato quando expostas a um meio agressivo (ácido acético 4%). Os corpos cerâmicos de alumina, contendo diferentes quantidades de feldspato (0, 1, 5, 10, 40 ou 100%), foram sinterizados a 1160, 1300, 1600 ou 1700ºC. Os espécimes foram divididos em três grupos de acordo com o tamanho do entalhe infligido (0, 30 ou 50% da largura do corpo-de-prova). Metade dos corpos cerâmicos foi exposta a uma solução de ácido acético a 4%. Os corpos cerâmicos sem e após ataque foram submetidos a ensaios para a determinação da resistência mecânica e do KIC; (por flexão a 4-pontos), área superficial (BET) e porosidade (método de Arquimedes). A microestrutura foi investigada por microscopia óptica e eletrônica de varredura, incluindo mapeamento por EDS, para a determinação da presença e distribuição de elementos químicos de interesse (C, O, Al, Si, K, Na, Mg). A solução lixiviada pelo ataque por ácido acético foi analisa para a determinação da concentração dos íons (Na+, Al+3, Si+4 e K+). Os resultados mostraram que os corpos cerâmicos sinterizados a 1700ºC, quando expostos ao ácido acético, diminuem sua resistência mecânica. Para os corpos cerâmicos sinterizados a 1600ºC a resistência mecânica não foi alterada. Nessas amostras, o KIC até aumentou após a exposição ao ácido acético. O ataque por ácido acético causou aumento na área superficial específica e do volume total de poros, o que foi confirmado pela concentração de íons na solução lixiviada pelo ataque por ácido acético. A fase vítrea, mesmo em pequenas quantidades, auxilia os corpos cerâmicos à base de alumina-feldspato a adquirir as propriedades mecânicas similares, ou até melhores, do que os corpos cerâmicos de alumina, dependendo da temperatura de sinterização. Isso sugere que é possível aperfeiçoar a formulação e a temperatura de queima de cerâmicas baseado na introdução de fase vítrea na microestrutura dos materiais, a fim de enfrentarem o rigor do ambiente oral. / This study investigates the mechanical properties of alumina-feldspar based ceramics when exposed to an aggressive environment (acetic acid 4%). Alumina ceramics containing different concentrations of feldspar (0, 1, 5, 10, 40 or 100%) were sintered at one of the temperatures 1160, 1300, 1600, or 1700oC. The samples were divided according to the inflicted flaws (of height 0, 30, or 50%). Half of these ceramic bodies were exposed to 4% acetic acid. The ceramic bodies whether or not exposed to acetic acid were tested in order to determine mechanical resistance and KIC (4 point bending test), superficial area (BET) and porosity (Archimedes). The microstructure was analyzed by optical and scanning microscopy, including element mapping performed by EDS to determine the presence and distribution of specific chemical elements (C, O, Al, Si, K, Na, Mg). The leachate solution was evaluated to determine the concentration of ions (Na+, Al+3, Si+4 e K+). The results showed that the ceramic bodies sintered at 1700oC decrease their mechanical resistance when exposed to acetic acid. The mechanical resistance for ceramic bodies sintered at 1600ºC was not altered. In these samples, the KIC even increased after acetic acid exposure. The acetic acid attack increased specific superficial area and total pore volume, which was confirmed by the ion concentration on the leachate solution. The glassy phase, even in small amounts, aids the alumina-feldspar based ceramics in acquiring similar or even better mechanical properties than alumina ceramic bodies, depending of sintering temperature. This suggests that is possible to enhance both formulation and sintering temperature of ceramics based on the introduction of glassy phase into the microstructure in order to face the rigors of the oral environment.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-07-26T00:19:18Z No. of bitstreams: 1 MIRENIA TEIXEIRA DE BRITO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2934024 bytes, checksum: a97bbc89edeb4fcef99b50e06097f51e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T00:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MIRENIA TEIXEIRA DE BRITO – DISSERTAÇÃO (PPGEM) 2017.pdf: 2934024 bytes, checksum: a97bbc89edeb4fcef99b50e06097f51e (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / Capes / Na manufatura de materiais cerâmicos argilosos, o produto é submetido as etapas de moldagem, secagem e queima. A secagem é um processo termodinâmico, por meio do qual ocorre a redução do teor de umidade do sólido, mediante o fornecimento de energia ao mesmo. Durante a secagem, dependendo das condições operacionais, podem surgir trincas, deformações e empenamentos que contribuem para reduzir a qualidade do produto póssecagem. O transporte de umidade, do interior para superfície do material, pode ocorrer na forma líquida e/ou vapor, dependendo do tipo de produto e do percentual de umidade presente. Este trabalho apresenta um estudo analítico da secagem de sólidos paralelepipédicos. Foi desenvolvido um modelo matemático tridimensional transiente, baseado nas Leis de Fourier e de Fick, para predizer a transferência de calor e massa que ocorre no sólido, considerando propriedades termo físicas constantes e condições de contorno de 3ª espécie (convecção). Todo formalismo matemático e solução analítica via método de separação de variáveis das equações diferenciais parciais que compõem o modelo referenciado foram apresentadas. Para obtenção dos resultados, foi desenvolvido um código computacional no ambiente do software Mathematica®. Aplicação foi dada secagem de tijolos cerâmicos comuns. Resultados simulados das cinéticas de aquecimento e secagem do sólido paralelepipédico, bem como as distribuições do teor de umidade e temperatura durante o processo são apresentados e discutidos. Verificou-se que o coeficiente de difusão de massa se mostra dependente do tipo de argila, teor de umidade inicial da amostra e da temperatura e umidade relativa do ar de secagem, variando de 0,22x10 -8 a 2,73x10-8m2/s, quando a temperatura aumentou de 60 para 110ºC, respectivamente, e que os vértices do sólido cerâmico secam e se aquecem mais rápido, gerando nessa região tensões que podem provocar trincas e deformações que podem comprometer a qualidade final do produto. / In the manufacture of clay ceramic materials, the product undergoes the steps of molding, drying and firing. Drying is a thermodynamic process which occurs through the reduction of the moisture content of the solid by supplying energy thereto. During drying, depending on operating conditions may arise cracks, deformation and warping which contribute to reducing the quality of the product after drying. Moisture transport from the center to surface of the product can occur in liquid and/or vapor form, depending on the type of product and moisture content. This work presents an analytical study of the drying of a parallelepiped solid. It was developed a transient and three dimensional mathematical model based on Fourier and Fick's Laws to predict heat and mass transfer that occurs in the solid, considering constant thermo physical properties and boundary conditions of 3rd kind (convection). All mathematical formalism and analytical solution of the partial differential equations using the method of separation of variables of has been presented. For obtain the results, it was developed a computational code using the Mathematica ®commercial software. Application was done to ceramic brick drying. Simulated results of heating and drying kinetics of the parallelepiped solid, as well as of moisture content and temperature distributions during the process are presented and discussed. It was found that the mass diffusion coefficient is dependent on the chemical composition of clay (clay type), initial moisture content of the sample and temperature and relative humidity of drying air varying from 0.22x10-8 to 2.73x10 -8m2/s, when the temperature increased from 60 to 110ºC, respectively, and that the vertex of the ceramic solid dry and heat more fast generating stress in this region which can provokes cracks and deformation that can a affect the final quality of the product. The control of the drying process is extremely important, because depending on the material during the drying process, there may be considerable deformation in manufactured products, ranging from thermal and water stress, thereby increasing process costs and losses of companies.

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Compósitos de matriz cerâmica têm sido desenvolvidos nas últimas décadas como um meio eficiente de melhoramento da tenacidade à fratura de materiais cerâmicos. Neste cenário, os compósitos cerâmicos multicamada se destacam por seu relativo baixo custo e facilidade de obtenção. Estes compósitos são confeccionados com camadas alternadas de dois materiais cerâmicos, gerando interfaces fracas ou fortes, e têm como mecanismo de tenacificação o desvio de trajetória de trincas em propagação camada após camada no compósito, gerando fratura por etapas. No presente trabalho, foram estudadas composições a base de alumina e de vitrocerâmico LZSA para compor as camadas a fim de obter compósito multicamada com interfaces fortes. Assim, foi esperado obter tensões residuais compressivas nas camadas finas a base de LZSA intercaladas às camadas a base de Al2O3, sob leve tensão residual de tração. As composições foram definidas por planejamento experimental fatorial, gerando corpos de prova por prensagem os quais foram sinterizadas e caracterizados quanto ao coeficiente de expansão térmica e módulo de elasticidade. Estas caracterizações levaram à seleção de três composições (percentuais em massa) a base de alumina (CA1: 100% Al2O3; CA2: 90% Al2O3 e 10% ZrO2; CA-PC: 90% Al2O3, 5% ZrO2 e 5% SiCwhiskers) e três composições a base de frita LZSA (CF6: 70% LZSA, 10% Al2O3 e 20% SiCwhiskers; CF8: 50% LZSA, 10% Al2O3, 20% TiO2 e 20% SiCwhiskers). Estas composições estavam, teoricamente, hábeis a gerar tensões residuais de compressão nas camadas a base de LZSA (até -32,35 MPa) e de tração nas camadas a base de Al2O3 (mínimo de 0,27 MPa). Técnica de colagem de folha cerâmica foi empregada para produzir folhas das composições selecionadas, utilizando quantidades de ligantes e plastificantes indicadas na literatura. Percentual de dispersante (poliacrilato de amônia) foi determinada através de ensaio de tempo de escoamento, chegando à quantidade de 0,5% (em massa) do dispersante para as suspensões das composições de alumina e 1,0% para as suspensões das composições de frita LZSA. As folhas foram então preparadas, com aplicação manual, utilizando um binil. Foram obtidas folhas cerâmicas homogêneas, flexíveis e com resistência a verde suficiente para o manuseio. A espessura das folhas das composições de alumina variou de 130 a 210 μm e as folhas das composições de frita LZSA entre 180 e 230 μm.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3852.pdf: 6300005 bytes, checksum: 84c75c05126555f93fac2d43f164e72b (MD5) Previous issue date: 2011-08-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / The presence of iron oxide in ceramic tile mass contributes to the reddish color firing of the products leading to a lower aggregate value, not to be regarded as a "noble" ceramic. However, the use of raw materials with low levels of iron oxides (Fe2O3) is economically unfeasible in Brazil, since most of the deposits have iron compounds as mineral component. Thus, the objective of this work was that of studying the interaction of the iron element in the final color mechanism of the ceramic tile mass. For this purpose, we have employed several compositions of stoneware tile mass making use of natural raw materials, and a synthetic flow. This flow is constituted of a vitreous phase of the silicates family obtained by fusion/solidification of oxides and carbonates. Such flow influences the color ceramic mass during the process of sinterization modifying the red color firing into whiteness. That occurs when added in compositions containing clays with high levels of iron oxides. Beyond the physical properties obtained from the different employed compositions, we have also used other characterization techniques in order to study the phenomenon, such as: X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Mössbauer spectroscopy, Xray diffraction (XRD), quantitative analysis of phases by Rietveld method and scanning electron microscopy (SEM). The results have shown that the synthetic flow acts as a modifying agent for color when incorporated with values above 33%wt. in the compositions and temperature at 1,100°C . The color firing modification occurs because the chemical composition of the synthetic flow assists to form new iron compounds, thus making the final color firing light. By using this mechanism in the ceramic substrates, the stoneware tiles can be manufactured using low cost clays with high levels of iron oxides. This method proved to be an economical as well as commercial strategy for the ceramic tile industries. / A presença do óxido de ferro nas massas de revestimentos cerâmicos contribui para a cor de queima avermelhada dos produtos, levando a depreciação do seu valor agregado, por não ser considerado como um produto nobre . Porém, o uso de matérias-primas com baixos teores de óxidos de ferro (Fe2O3) é economicamente inviável no Brasil, pois a maior parte das jazidas brasileiras tem o ferro como componente mineral. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi estudar a interação do elemento ferro no mecanismo de coloração final das massas de revestimentos cerâmicos. Para esse propósito, foram empregadas várias composições de massas de porcelanatos, fazendo uso de matérias-primas naturais e de um fundente sintético. O fundente sintético é constituído de uma fase vítrea da família dos silicatos, obtido por fusão/solidificação de óxidos e carbonatos. Esse fundente influencia na coloração da massa cerâmica durante o processo de sinterização, modificando a cor de queima de vermelha para clara. Isso ocorre quando ele é adicionado em composições contendo argilas com elevado teor de óxido de ferro. Além das propriedades físicas obtidas das diferentes composições propostas, também foram utilizadas outras técnicas de caracterização com o intuito de estudar o fenômeno, tais como: espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS), espectroscopia Mössbauer, difratometria de raios X (DRX), análises quantitativas das fases presentes pelo método de Rietveld e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que o fundente sintético atua como agente modificador de cor quando incorporado com valores acima de 33% em peso nas composições, e com temperatura a partir de 1100°C. A alteração da cor de queima ocorre porque a composição química do fundente auxilia a formar novos compostos ferrosos durante a queima, tornando a coloração de queima final clara. Usando esse mecanismo nos suportes cerâmicos, é possível fabricar porcelanatos fazendo uso de argilas com elevados teores de óxidos de ferro e de baixo custo, tornando-se uma estratégia tanto econômica quanto comercial para as indústrias de revestimentos cerâmicos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCG.pdf: 2415650 bytes, checksum: 6d4f3400b231efd1461031a9b05312e8 (MD5) Previous issue date: 2004-08-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / Amongst the various types of ceramic tiles, the porcelainized stoneware tile stands out due to its technical properties (low water absorption, high mechanical strength and high abrasion, chemical attack and frost resistance). In this work, five compositions prepared by mixing ball clay, kaolin, feldspar, quartz and talc (a typical porcelainized stoneware tile composition, as found in the literature, and three new compositions) were studied, to observe the effect on the phase formation and final characteristics, of partial and total replacement of the feldspar by a lab-made vitreous phase former (flux agent). Samples were characterized in terms of physical properties (firing shrinkage, water absorption and flexural strength). The results obtained show that a typical porcelainized stoneware product can be made by replacing the feldspar by the alternative flux agent: partial replacement led to rather satisfying results in terms of apparent porosity, water absorption and mechanical strength; total replacement led to low apparent porosity and water absorption, and high flexural strength. These are very promising results, as they mean a 50 ºC reduction in the firing temperature (relative to the average 1200 ºC, commonly used in industrial practice), which translates into reduced energy consumption. Furthermore, a costly raw material the feldspar could be replaced by a lab-made inert vitreous phase former, with no sacrifice to the processing or the physical and aesthetical properties of the final product. / Dentre os vários tipos de placas para revestimentos cerâmicos, o grês porcelanato se destaca devido às suas propriedades técnicas (baixa absorção de água, alta resistência mecânica e à abrasão, elevada resistência química e ao gelo). Neste trabalho, foram preparadas cinco composições a partir da mistura de argila plástica, caulim, feldspato, quartzo e talco (uma composição típica de grês porcelanato, encontrada em literatura, uma composição obtida a partir da análise química de um produto comercial e três novas composições) com a finalidade de se estudar o efeito na formação de fases e características finais, da substituição parcial e total do feldspato por uma fase vítrea previamente obtida (fluxo). A caracterização das amostras foi realizada por análises físicas (retração linear de queima, absorção de água, resistência mecânica à flexão e à abrasão profunda). Os resultados obtidos mostram que um grês porcelanato típico pode ser produzido a partir da substituição do feldspato por um fundente alternativo: a substituição parcial permite a obtenção de resultados satisfatórios em termos da porosidade aparente, absorção de água e resistência mecânica; a substituição total resulta em uma baixa porosidade e baixa absorção de água e alta resistência mecânica à flexão. Os resultados foram muito promissores, pois se referem a uma diminuição de 50 ºC na temperatura de queima (relativamente a 1200 ºC, a temperatura genérica utilizada industrialmente), com a conseqüente redução no consumo de energia. Alem disso, a matéria-prima de maior custo o feldspato pode assim ser substituída por uma fase vítrea aparentemente inerte, sem comprometimento do processamento nem das propriedades físicas e estéticas do produto final.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-04T19:13:31Z No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T19:54:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-13T19:54:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-13T19:54:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCCDE.pdf: 2006360 bytes, checksum: 46f662cd87530824224a85a7adbdb646 (MD5) Previous issue date: 2013-03-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / This dissertation tries to understand the mechanisms involving damping phenomenon in ceramic refractory materials, using a dynamic technique. Damping proves to be an interesting parameter to analyze thermal shock damage in these sorts of materials. This technique would make possible to compare damping measurements with well-established techniques, such as the determination of modulus of elasticity modulus and modulus of rupture. Furthermore, this study attempts to understand the nonlinear phenomenon in damping and modulus of elasticity that depends on the vibrational amplitude. Aiming to understand how the variation on the vibration amplitude affects the mzasured values of damping and modulus of elasticity and how the nonlinear effect can be used in our advantage and in industrial daily routine, such as determining whether samples are damaged or not without a previous analysis or a standard material for reference. This study also approaches the influence of water in the nonlinear behavior of damping and modulus of elasticity. Thus, it would be possible to establish trustable and standardize procedures to measure those. In addition it would be possible to understand the drying process of ceramic refractory castables. / Esta dissertação consiste em compreender os mecanismos responsáveis pelo fenômeno de amortecimento de vibrações em materiais cerâmicos refratários, utilizando-se de uma técnica dinâmica de medida do mesmo. O amortecimento é uma característica interessante para ser analisada quando se deseja quantificar o grau de dano por choque térmico nestes materiais. Sendo, possível comparar a técnica de amortecimento com outras já bem estabelecidas, como a medida de módulo de elasticidade e módulo de ruptura. Além disso, o trabalho se estende a compreensão do fenômeno de não-linearidade do amortecimento e do módulo de elasticidade devido aos efeitos da amplitude de vibração. Visa-se compreender como a variação da amplitude de vibração altera os valores obtidos de módulo de elasticidade e de amortecimento e como isso pode ser aplicado na prática, utilizando-se da não- linearidade como uma forma de determinar se o material está ou não danificado, independentemente de análise prévia ou referência. Outra abordagem deste estudo consiste na compreensão da influência da umidade nas medidas de amortecimento e de módulo de elasticidade e como isto influencia o comportamento não-linear destas propriedades. Assim, seria possível estabelecer procedimentos padronizados e confiáveis de medida, além da caracterização e compreensão do processo de secagem de concretos refratários.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-06T12:39:07Z No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:29:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:30:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T14:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAVL.pdf: 1821668 bytes, checksum: 42db42e0bbdf294d1344ec7943e5d40d (MD5) Previous issue date: 2016-03-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Brazil plays an important role in the consumption and production of ceramic tiles nowadays. The decoration of tiles by digital inkjet printing, due to its technical and aesthetic advantages, is a spreading technology and has already been adopted in the national industry. Ink sets acquired from different manufacturers differ in their extension behavior on the ceramic surface, in the definition of the printed pattern, in the range of printable colors, and in the ink yield, square meters of a same decoration that can be printed for unit volume of ink. Due to the peculiarities of this technology, there is still no methodology for evaluating the performance of the inks and there is very little published on this topic. This paper proposes a methodology for a comparative evaluation of the performance of industrial inks, aiming to help in the selection of these inputs by ceramic tiles producers. Drops of the evaluated inks were applied on a defined ceramic substrate. The colorimetric behavior and the extension of the ink were assessed as indicative parameters of the image quality and yield of the inks. The colorimetric characteristics and the size of the points produced with inks from different suppliers were significantly different for all the four colors of the inks evaluated. For all these colors, the results point to similar conclusions, demonstrating the validity of the method. Some technical characteristics of the inks were studied to identify the reasons for the different behaviors observed. The color differences between inks of different suppliers are explained by the different pigment phases in each composition of ink. The extension of the inks were greatly influenced by its viscosities. The more viscous inks, due to greater difficulty in penetrating the ceramic substrate, expanded more over it. / O Brasil, atualmente, assume um papel de destaque no consumo e na produção de revestimentos cerâmicos. A decoração de revestimentos por impressão digital por jato de tinta, devido às vantagens técnicas e estéticas que apresenta, já foi adotada na indústria do país e se difunde cada vez mais. Conjuntos de tintas adquiridos de fabricantes distintos apresentam diferenças em seu comportamento de extensão na superfície da peça, na definição do desenho impresso, na paleta de cores fornecida e no seu rendimento (metros quadrados de uma mesma decoração impressos por unidade de volume da tinta). Devido às peculiaridades dessa tecnologia, ainda não há uma metodologia para a avaliação do desempenho das tintas e muito pouco foi publicado a respeito do tema. O presente trabalho propõe uma metodologia para avaliar comparativamente o desempenho de tintas industriais, visando auxiliar na seleção desses insumos pelos produtores de revestimentos. Gotas das tintas avaliadas foram aplicadas em um substrato fixo e o comportamento colorimétrico e o índice de extensão dos pontos resultantes foram avaliados como parâmetros indicativos da qualidade da imagem e do rendimento das tintas. As diferenças colorimétricas e o tamanho dos pontos para tintas de fornecedores distintos foram bastante significativas, e os resultados apontam para conclusões equivalentes para todas as cores avaliadas, o que demonstra a validade do método. Algumas características técnicas das tintas foram estudadas para identificação das razões para as diferenças de comportamento observadas. As diferenças de cor entre tintas de fornecedores diferentes são explicadas pelas diferentes fases pigmentantes em cada uma delas. Os índices de extensão foram bastante influenciados pelas viscosidades das tintas. As tintas mais viscosas, devido a maior dificuldade de penetração no substrato cerâmico, se estenderam mais sobre o mesmo.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-20T11:09:05Z No. of bitstreams: 1 TeseFF.pdf: 27812047 bytes, checksum: d614c00f45e5022ae17e6304ed5531be (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:34:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFF.pdf: 27812047 bytes, checksum: d614c00f45e5022ae17e6304ed5531be (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:34:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFF.pdf: 27812047 bytes, checksum: d614c00f45e5022ae17e6304ed5531be (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFF.pdf: 27812047 bytes, checksum: d614c00f45e5022ae17e6304ed5531be (MD5) Previous issue date: 2015-11-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A major problem in the production of ceramic tiles for coating is the variation of tonality. The determination of their origin within the entire production process and to minimize its occurrence by the manufacturer is essential. In 2014 the production was 903.3 million square meters, with an estimate production for 2015 of 969.3 million square meters, which justifies studies of varying shades in production lines ceramic tiles. For the execution of this work, some variables will be fixed without any loss in accuracy of the results to be obtained, if only because some of them are already inherent in the product development flow: ink (formulation); type of glaze and engobe, decorating cylinder characteristics (type of silicone, incisions, cylinder size), basic design, set-up decoration equipment and operating condition. The variables studied were: Density and viscosity of silkscreen ink; Temperature of the ceramic carrier; Production speed; Cylinder pressure on the tile; Blade Pressure on the cylinder; Blade angle of attack and support surface humidity. It was observed that the variables density and viscosity; Decorating speed and variation of blade height on the cylinder are the variables that most affect the tone variation factor within a production. For the three cases studied, none of the incisions resulted in filling and form an ideal decorated dot regarding to the expected geometry and desired for an ideal decoration (spherical points or ellipse) in any of the tested variables. In all cases there is a maximum point reached by the variables studied, which gave a better discharge and consequently a better decoration. In each tone range studied there is a combination of variables which best accomplishes the deposition points on the enamel. / Um dos principais problemas na produção de placas cerâmicas para revestimento é a variação de tonalidade. A determinação de sua origem dentro de todo o processo de produção e a minimização de sua ocorrência pelo fabricante é fundamental. Em 2014 a produção foi de 903,3 milhões de metros quadrados, com estimativa para 2015 de 969,3 milhões de metros quadrados, o que justifica a realização de estudos sobre variação de tonalidades em linhas de produção de revestimentos cerâmicos. Para a execução deste trabalho, algumas variáveis serão fixadas sem qualquer prejuízo na veracidade dos resultados que se pretende obter, mesmo porque algumas delas já são inerentes ao fluxo de desenvolvimento de produtos: tinta (formulação); tipo de esmalte e engobe, características do cilindro de decoração (tipo de silicone, incisões, dimensão do cilindro), desenho base, ajustes (set up) do equipamento de decoração e condição de operação. As variáveis testadas foram: densidade e viscosidade da tinta serigráfica; temperatura do suporte cerâmico; velocidade de produção; pressão do cilindro sobre a peça; pressão da lâmina sobre o cilindro; ângulo de ataque da lâmina e umidade superficial do suporte. Foi observado que as variáveis densidade e viscosidade; velocidade de decoração e variação da altura da lâmina sobre o cilindro são as que mais afetam o fator de variação de tonalidade dentro de uma produção. Para os três casos estudados, nenhuma das incisões apresentou o preenchimento e a formação de pontos com a geometria esperada e desejada para uma decoração ideal (pontos esféricos ou em elipse) em nenhuma das variáveis testadas. Em todos os casos existe um ponto máximo atingido pela variável estudada, o qual proporcionou uma melhor descarga e consequentemente uma melhor decoração. Em cada faixa de tons estudado existe uma combinação de variáveis que melhor realiza a deposição de pontos sobre o esmalte.