Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WagnerLT_TESE.pdf: 4295737 bytes, checksum: feb949970c7901b7da571339c28198a9 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Ceramic filters are cellular structures that can be produced by various techniques, among which we highlight the replication method, or method of polymeric sponge. This method consists of impregnating polymeric foam with ceramic slurry, followed by heat treatment, where will occur decomposition of organic material and the sinter of the ceramic material, resulting in a ceramic whose structure is a replica of the impregnated sponge. Ceramic filters have specific properties that make this type of material very versatile, used in various technological applications such as filters for molten metals and burners, make these materials attractive candidates for high temperature applications. In this work we studied the systems Al2O3-LZSA ceramic filters processed in the laboratory, and commercial Al2O3-SiC ceramics filters, both obtained by the replica method, this work proposes the thermal and mechanical characterization. The sponge used in the processing of filters made in the laboratory was characterized by thermogravimetric analysis. The ceramic filters were characterized by compressive strength, flexural strength at high temperatures, thermal shock, permeability and physical characterization (density and porosity) and microstructural (MEV and X-rays). From the results obtained, the analysis was made of the mechanical behavior of these materials, comparing the model proposed by Gibson and Ashby model and modified the effective area and the tension adjusted, where the modified model adapted itself better to the experimental results, representing better the mechanical behavior of ceramic filters obtained by the replica method / Filtros cer?micos processados pelo m?todo da r?plica tem sido objeto de crescentes pesquisas pela versatilidade da t?cnica. O m?todo consiste na impregna??o de uma esponja polim?rica em uma suspens?o cer?mica, seguido de tratamento t?rmico, onde ocorre a decomposi??o do material org?nico e a sinteriza??o do material cer?mico, resultando em um corpo cer?mico, cuja estrutura macrosc?pica ? uma r?plica da esponja impregnada. Filtros cer?micos possuem propriedades especificas que os tornam muito vers?teis, com diferentes aplica??es tecnol?gicas, tais como filtros para metais fundidos e queimadores, tornando esses materiais fortes candidatos para aplica??es ?s altas temperaturas. Neste trabalho foram estudados e desenvolvidos filtros cer?micos dos sistemas Al2O3-LZSA processados em laborat?rio, e de Al2O3-SiC comerciais, ambos obtidos pelo m?todo da r?plica, e caracterizados t?rmica e mec?nicamente. A esponja utilizada no processamento dos filtros feitos em laborat?rio foi caracterizada atrav?s de an?lises t?rmicas (ATG e DrATG). Os filtros cer?micos foram caracterizados mediante an?lises de resist?ncia a compress?o, resist?ncia ? flex?o a altas temperaturas, choque t?rmico, permeabilidade e caracteriza??o f?sica (densidade e porosidade), e microestrutural (MEV e raios X). A partir dos resultados obtidos, foi feita a an?lise do comportamento mec?nico desses materiais, comparando-se o modelo proposto por de Gibson e Ashby e o modelo modificado com a ?rea efetiva e a tens?o corrigida, onde o modelo modificado se adequou melhor aos resultados experimentais, representando melhor o comportamento mec?nico dos filtros cer?micos obtidos pelo m?todo da r?plica

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoGR_TESE.pdf: 4595986 bytes, checksum: 7a13884531d20feb0680378f1e5403df (MD5) Previous issue date: 2011-10-11 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Ceramics with porous cellular structure, called ceramic foams, have a potential use in several applications, such as: thermal insulation, catalyst supports, filters, and others. Among these techniques to obtain porous ceramics the replication method is an important process. This method consists of impregnation of a sponge (usually polymer) with ceramic slurry, followed by a heat treatment, which will happen the decomposition of organic material and sintering the ceramic material, resulting in a ceramic structure which is a replica of impregnated sponge. Knowledge of the mechanical properties of these ceramics is important for these materials can be used commercially. Gibson and Ashby developed a mathematical model to describe the mechanical behavior of cellular solids. This model wasn?t for describing the ceramics behavior produced by the replica method, because it doesn?t consider the defects from this type of processing. In this study were researched mechanical behavior of porous alumina ceramics obtained by the replica method and proposed modifications to the model of Gibson and Ashby to accommodate this material. The polymer sponge used in processing was characterized by thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. The materials obtained after sintering were characterized by mechanical strength tests on 4-point bending and compression, density and porosity and by scanning electron microscopy. From these results it was evaluated the mechanical strength behavior compared to Gibson and Ashby model for solid cellular structure and was proposed a correction of this model through a factor related to struts integrity degree, which consider fissures present in the structure of these materials besides defects geometry within the struts / Cer?micas com estrutura celular porosa, denominadas espumas cer?micas, possuem o potencial de utiliza??o em uma vasta gama de aplica??es, tais como: isolamento t?rmico, suporte catal?tico, filtros, dentre outras. Dentre as t?cnicas para obten??o destas cer?micas porosas podemos destacar o m?todo da r?plica. Este m?todo consiste na impregna??o de uma esponja (geralmente polim?rica) com uma barbotina cer?mica, seguindo-se um tratamento t?rmico, onde ocorrer? a decomposi??o do material org?nico e sinteriza??o do material cer?mico, resultando em uma cer?mica cuja estrutura ? uma r?plica da esponja impregnada. O conhecimento das propriedades mec?nicas destas cer?micas ? importante para que estas possam ser utilizadas comercialmente. Gibson e Ashby desenvolveram um modelo matem?tico para descrever o comportamento mec?nico de s?lidos celulares, por?m este modelo n?o se mostrou satisfat?rio para descrever o comportamento das cer?micas obtidas pelo m?todo da r?plica, pois o mesmo n?o leva em considera??o os defeitos provenientes deste tipo de processamento. Neste trabalho estudou-se o comportamento mec?nico de cer?micas porosas de alumina obtidas pelo m?todo da r?plica, e a partir desta an?lise se prop?s modifica??es no modelo de Gibson e Ashby para se adequar a este material. A esponja polim?rica utilizada no processamento foi caracterizada atrav?s de an?lise termogravim?trica e microscopia eletr?nica de varredura. Os materiais obtidos ap?s sinteriza??o foram caracterizados atrav?s de testes de resist?ncia mec?nica, tens?o de ruptura ? flex?o (4 pontos) e compress?o, densidade, porosidade e por fim, an?lise microsc?pica por microscopia eletr?nica de varredura. A partir destes resultados avaliou-se o comportamento da resist?ncia mec?nica em compara??o ao modelo de Gibson e Ashby para s?lidos com estrutura celular e foi proposta uma corre??o deste modelo atrav?s de um fator relacionado com o grau de integridade dos filamentos, que considera as trincas presentes na estrutura destes materiais, al?m da geometria dos defeitos no interior dos filamentos

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandoBMS.pdf: 3386932 bytes, checksum: 168cdc99a75d4f1724f61a337a6c9569 (MD5) Previous issue date: 2008-09-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Porous ceramics have many applications: thermal insulation, catalytic support, materials to fire protection, filters, and others. There are many techniques to production of ceramic filters. One technique to obtain ceramic filters is the replication method. This method consists in the impregnation of polymeric foam with ceramic slurry followed by a heating treatment that will burn out the organic elements and sintering of the material, resulting of a replication of the original foam. To perform their functions ceramic filters must satisfy mechanical requirements and permeability parameters (darcian k1 and no-darcian k2). The permeability and the strength of the ceramic material are dependent of the pore size and pore distribution. To the use at high temperatures the evaluation of mechanical properties in these temperatures is necessary. In this work the mechanical behavior of two commercial porous ceramics (10 and 40 poros per inch) was studied these materials were submitted to compression and four-point flexure test (room temperature, at 1000 ?C, after thermal shock). Density and porosity measurements, permeability tests and microstructural analysis by scanning electronic microscopy (SEM) were realized. The Results showed that the decrease of mechanical strength of these materials, when submitted to thermal shock, occur for propagation of new cracks from cracks pre-existing and the permeability depends of the pore size / As cer?micas porosas possuem uma vasta gama de aplica??es, tais como: isoladores t?rmicos, suporte catal?tico, materiais para prote??o contra fogo, filtros, dentre outras. Existem v?rias t?cnicas para a produ??o de filtros cer?micos, dentre as quais pode-se destacar o m?todo da r?plica, o qual consiste basicamente na impregna??o de uma esponja polim?rica ou natural com uma barbotina cer?mica, seguindo-se um tratamento t?rmico deste material, onde ocorrer? a decomposi??o do material org?nico e sinteriza??o do material cer?mico, resultando em um corpo cer?mico que consiste em uma r?plica da estrutura da esponja impregnada inicialmente. Al?m de par?metros de permeabilidade (darciana k1 e n?o darciana k2), os filtros cer?micos t?m que atender a requisitos mec?nicos, para que assim possam desempenhar bem as suas fun??es. A resist?ncia mec?nica e a permeabilidade dependem do tamanho e da distribui??o dos poros no material. Para utiliza??o em altas temperaturas, a avalia??o das propriedades mec?nicas a estas temperaturas se faz necess?ria. Neste trabalho foi estudado o comportamento mec?nico de duas cer?micas porosas comerciais (10 e 40 poros por polegada linear) ap?s serem submetidas a ensaios de resist?ncia ? compress?o e ? flex?o em 4 pontos (temperatura ambiente, 1000 ?C e ap?s choque t?rmico). Foram realizadas medidas densidade e porosidade, permeabilidade e an?lise da microestrutura destes materiais por microscopia eletr?nica de varredura. Os resultados mostram que os valores de resist?ncia mec?nica destes materiais s?o dependentes dos defeitos pr?-existentes nos filamentos que comp?em a estrutura do material e a permeabilidade ? fun??o do tamanho dos poros