Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-16T14:58:40Z No. of bitstreams: 1 HÉBERT RODRIGUES PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 21337764 bytes, checksum: b4876f987ec18ec26560a742ef52fa37 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-16T14:58:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HÉBERT RODRIGUES PEREIRA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2002..pdf: 21337764 bytes, checksum: b4876f987ec18ec26560a742ef52fa37 (MD5) Previous issue date: 2002-02-18 / Capes / Na atual economia mundial globalizada, o Brasil se consolida como o maior mercado ocidental de revestimentos cerâmicos e como terceiro maior exportador mundial de revestimentos cerâmicos. Inserido neste cenário, o estado de Sergipe é hoje um dos pólos cerâmicos do país. Grande parte das argilas disponíveis no estado possui um elevado teor de carbonato de cálcio, que internacionalmente sofre restrições na sua utilização no processo de fabricação de revestimentos semiporosos e gressificados, por monoqueima rápida. O presente trabalho estudou composições de três argilas naturais vermelhas com diferentes teores de carbonato de cálcio utilizados por uma unidade industrial do estado de Sergipe. Uma ampla caracterização destas argilas foi realizada tanto na forma de pó, quanto nos corpos cerâmico sinterizados, onde se evidenciou a influência da composição mineralógica no fenômeno de expansão por umidade. A aplicação da dilatometria se mostrou viável como ferramenta para o desenvolvimento de formulações cerâmicas a partir de argilas naturais. Outro aspecto evidenciado no estudo é que um aumento nos teores de carbonato na formulação da massa cerâmica proporciona uma diminuição da expansão por umidade à medida que favorece a formação de fases cristalinas de aluminossilicatos de cálcio e uma menor formação de fases vítreas. Foi também verificado o efeito de aditivos, pressão de compactação e ciclo de queima na identificação da melhor formulação para utilização industrial. Definiu-se então uma composição que atendeu as exigências das normas, possibilitando o emprego destas argilas calcificas no processo de fabricação, com um ciclo de queima muito rápido, o que propiciará um forte retorno econômico para a unidade industrial. / In the world actual economy, Brazil appears as the biggest occidental market for ceramic tiles covers and as the third major world exporter of these products. Inserted in this scenery, the state of Sergipe is nowadays one of the ceramics polés of Brazil. A large quantity of available clay in Sergipe has a high percentage of calcium carbonate that is not well accepted in the manufacturing of semi porous and vitrified tiles covers, due to single fast firing. This report studied composition of three natural red clays with different rates of calcium carbonate used in one industrial plant in the state of Sergipe. A broad characterization of these clays has been made not only as a powdered shape but also as in the sinterized ceramics body, resulting the evidence of the influence of the mineralogical composition on the moisture expansion phenomena. The application of the dilatometer showed itself as a tool for the development of ceramics formulations based on the natural clays. Another aspect became evident on the studies, so as the increasing on the rates of carbonate in the ceramics mass provides a decrease in the moisture expansion while it enables the forming of crystalline phases of calcium aluminum silicates and a smaller formation of vitreous phase. Has been also observed that the effect of additives, compacting pressure and the firing cycle, during identification of the best formulation for industrial uses. Has been defined also a composition that attended the exigencies of normal standards, enabling the use of these calcites clays in the production process, deriving a very short firing cycle, which will provide a strong economical return rate for the industrial plant.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-17T14:43:01Z No. of bitstreams: 1 VILMA MARIA SUDÉRIO - TESE PPGEP 2005..pdf: 12935286 bytes, checksum: ccd0fd819e95bc329ddd0512bda79a48 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T14:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VILMA MARIA SUDÉRIO - TESE PPGEP 2005..pdf: 12935286 bytes, checksum: ccd0fd819e95bc329ddd0512bda79a48 (MD5) Previous issue date: 2005-04-29 / CNPq / A limitação de informações sobre os parâmetros de processamento na laminação de massas cerâmicas e seus efeitos nas propriedades de placas laminadas com espessura reduzida motivou o desenvolvimento deste trabalho que tem como objetivo estudar a influência dos parâmetros de processamento sobre as propriedades físicas e mecânicas de placas cerâmicas obtidas através do processo de compactação por rolos (laminação), como também comparar estas propriedades com as apresentadas por placas cerâmicas obtidas através dos métodos convencionais de prensagem e extrusão. Para este propósito foi utilizada uma massa cerâmica adequada para a fabricação de placas cerâmicas para revestimento, produzida industrialmente por via úmida. A umidade da massa foi corrigida para que a mesma apresentasse consistência adequada para os processos de laminação e extrusão. Foi realizada a caracterização física e mineralógica da massa. As propriedades físicas e mecânicas após secagem e queima das placas cerâmicas foram determinadas em função dos seguintes parâmetros de processamento estudados: teor de umidade, tempo de mistura, velocidade de mistura, velocidade de laminação, diâmetro dos rolos e abertura entre os rolos laminadores. Também foi estudado o efeito da adição de aditivo orgânico sobre as propriedades físico-mecânicas das placas cerâmicas laminadas e a influência de uma pré-extrusão seguida de laminação sobre as propriedades físico-mecânicas das placas cerâmicas laminadas. O estudo realizado mostrou que o processo de conformação por rolos é uma técnica promissora na fabricação de placas cerâmicas com espessura reduzida e que a determinação e o controle dos parâmetros de processamento são decisivos para a obtenção de uma placa cerâmica laminada de qualidade. / The lack of information about the processing parameters in the roll pressing process with ceramic paste and its effect on the properties of the laminated ceramic plates is the motivation of this research. The aim of this work is to study the influence of the processing parameters in the mechanical and physical properties of the ceramic plates made by roll pressing (laminating) ceramic processing. Also it was studied the comparison between the properties of the ceramic plate made by laminating with ones from conventional processing, such as, pressing and extrusion. It was used an industrial ceramic paste fit to produce ceramic tile by wet process. The humidity of the paste was adjusted to present appropriate consistence to the laminating and extrusion processes. It was done the physical and mineralogical characterization of the ceramic paste. Also, it was done the physical and mechanical! properties of the ceramic plates after dry and firing as a function of the following parameters: humidity content, mixture time, mixture velocity, laminating velocity, rolls diameter and opening between the rolls. In addition, it was studied the effect of the organic additive in the physical and mechanical properties of the laminating ceramic plates and the influence of the pre-extrusion followed by laminating in the properties of the ceramic plates. The results showed that the roll pressing (laminating) is a promise technique to produce ceramic plates with thin thickness and the control of the processing parameters is necessary to obtain a ceramic plate with good quality.

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Zirconia (ZrO2) is an important ceramic material with a broad range of applications. Due to its high melting temperature, low thermal conductivity, and high-temperature stability, zirconia based ceramics have been widely used for thermal barrier coatings (TBCs). When TBC is exposed to thermal cycling during real applications, the TBC may fail due to several mechanisms: (1) phase transformation into yttrium-rich and yttrium-depleted regions, When the yttrium-rich region produces pure zirconia domains that transform between monoclinic and tetragonal phases upon thermal cycling; and (2) cracking of the coating due to stress induced by erosion. The mechanism of erosion involves gross plastic damage within the TBC, often leading to ceramic loss and/or cracks down to the bond coat. The damage mechanisms are related to service parameters, including TBC material properties, temperature, velocity, particle size, and impact angle. The goal of this thesis is to understand the structural and mechanical properties of the thermal barrier coating material, thus increasing the service lifetime of gas turbine engines. To this end, it is critical to study the fundamental properties and potential failure mechanisms of zirconia. This thesis is focused on investigating the structural and mechanical properties of zirconia. There are mainly two parts studied in this paper, (1) ab initio calculations of thermodynamic properties of both monoclinic and tetragonal phase zirconia, and monoclinic-to-tetragonal phase transformation, and (2) image-based finite element simulation of the indentation process of yttria-stabilized zirconia. In the first part of this study, the structural properties, including lattice parameter, band structure, density of state, as well as elastic constants for both monoclinic and tetragonal zirconia have been computed. The pressure-dependent phase transition between tetragonal (t-ZrO2) and cubic zirconia (c-ZrO2) has been calculated using the density function theory (DFT) method. Phase transformation is defined by the band structure and tetragonal distortion changes. The results predict a transition from a monoclinic structure to a fluorite-type cubic structure at the pressure of 37 GPa. Thermodynamic property calculations of monoclinic zirconia (m-ZrO2) were also carried out. Temperature-dependent heat capacity, entropy, free energy, Debye temperature of monoclinic zirconia, from 0 to 1000 K, were computed, and they compared well with those reported in the literature. Moreover, the atomistic simulations correctly predicted the phase transitions of m-ZrO2 under compressive pressures ranging from 0 to 70 GPa. The phase transition pressures of monoclinic to orthorhombic I (3 GPa), orthorhombic I to orthorhombic II (8 GPa), orthorhombic II to tetragonal (37 GPa), and stable tetragonal phases (37-60 GPa) are in excellent agreement with experimental data. In the second part of this study, the mechanical response of yttria-stabilized zirconia under Rockwell superficial indentation was studied. The microstructure image based finite element method was used to validate the model using a composite cermet material. Then, the finite element model of Rockwell indentation of yttria-stabilized zirconia was developed, and the result was compared with experimental hardness data.