Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:43:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 87968.pdf: 7217962 bytes, checksum: dd824562fc854fdfc98a25db4b652848 (MD5) Previous issue date: 1992 / A resistência à abrasão é uma propriedade de um corpo em se opor à variação de aspecto e/ou dimensão de sua superfície no tempo, pela ação de atrito provocada por um outro corpo. A resistência à abrasão é de especial importância quando se necessita escolher um material para aplicações específicas. Em particular, no caso de pisos cerâmicos sujeitos à condição de alto tráfego (escolas, metrôs, hospitais, etc.), a abrasão tem sido um problema que tem continuamente preocupado os fabricantes desses materiais. Com o passar do tempo, nota-se uma a centuada mudança em sua aparência superficial, principalmente em áreas de maior acesso. Os pisos cerâmicos requerem uma combinação de propriedades térmicas e estéticas, as quais são obtidas por uma fina camada vidrada depositada sobre a massa cerâmica. Tais coberturas são aplicadas à massa a fim de se conseguir determinadas características, como: impermeabilidade, resistência à abrasão, resistências e mecânica e química, cor, brilho, dureza, textura, opacidade, facilidade de limpeza e ainda ser esteticamente agradável ao toque e aos olhos. Este trabalho tem por objetivo o estudo das composições de vidrados, comumente utilizados na indústria cerâmica, quanto à sua resistência à abrasão, classificando-se inicialmente, sua matéria prima principal "fritas" e, em segunda fase, a influência de "aditivos" em sua composição.

Neste trabalho, foi realizada a moagem a úmido de pó de sílica (quartzo) até o nível de nanopartículas. Foi estabelecida uma estratégia de trabalho na qual um máximo de eficiência é alcançado. A eficiência de moagem está relacionada com o menor tamanho de partícula obtido, com a menor energia consumida, em um menor tempo de moagem, com consequente menor custo. O método de trabalho adotado inicia com a escolha do equipamento mais adequado para as faixas de tamanho de partícula inicial e final. Dentre um universo de sistemas de moagem existentes, estabeleceu-se uma fronteira de moagem, onde dois tipos de moinho foram selecionados: o moinho de bolas e o moinho agitador de esferas. Foi determinada a energia específica para cada sistema de moagem utilizado, bem como o tempo de moagem. Foi demonstrado como o tamanho de partícula varia em função da energia específica consumida, bem como os principais parâmetros do processo que influenciam nessa relação. Os resultados obtidos (curvas de moagem) mostraram concordância com o modelo matemático de Kwade; Blecher; Schwedes, 1996. Fez-se então um estudo comparativo da energia específica e do tempo de moagem do moinho de bolas e do moinho agitador de esferas, sendo que o moinho agitador de esferas apresentou os melhores resultados. O tempo de moagem foi de 1 h e a energia específica consumida de 2.500 kJ/kg, contra 60 h e 200.000 kJ/kg no moinho de bolas, para um mesmo tamanho final de partícula de 600 nm. Foram identificadas as variáveis mais importantes, em moagem de alta energia, em moinhos agitadores de esferas. A fim de descrever o processo de moagem e otimizá-lo, foram utilizados os parâmetros fundamentais “energia de stress” (stress energy), e energia específica. Por meio de análise econômica, foram obtidos os custos energéticos mínimos para três diferentes velocidades de moagem (e diferentes potências): R$ 2,00/kg e R$ 6,00/kg, a 4000 rpm, para tamanho final de partícula requerido de 300 nm e 150 nm, respectivamente. Após 5,5 h de processo, foi identificado um tamanho de partícula com limite aparente de moagem de 133 nm. A busca da eficiência energética foi o principal foco desta pesquisa, diferentemente da maioria dos trabalhos anteriores, que focaram na busca da menor partícula. Com a manipulação do pH da suspensão aumentou-se a eficiência de moagem em ~18%, principalmente pelo aumento das forças repulsivas entre as partículas de quartzo e as esferas de zircônia. A dependência da área superficial específica das partículas foi investigada, em função da energia específica consumida, mostrando-se que o processo de moagem coloidal é linearmente proporcional a esta grandeza. Após 3 horas de moagem, foi atingida uma área superficial específica de 30 m2/g, o que corresponde a uma área específica até 3 vezes maior do que os valores disponíveis na literatura. O diâmetro esférico equivalente de 75 nm foi obtido para essa área superficial específica. Este diâmetro equivalente representa e caracteriza o conjunto de partículas que possuem esta área de superfície específica e serve como indicador da eficiência de moagem. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-11-16T17:36:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcelo Luiz Brunatto.pdf: 2384305 bytes, checksum: d84a8fc28cd2043e7c944bcf795c120f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-16T17:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcelo Luiz Brunatto.pdf: 2384305 bytes, checksum: d84a8fc28cd2043e7c944bcf795c120f (MD5) Previous issue date: 2017-11-16 / In this research, wet milling of silica powder was carried out up to nanoparticles level. A work strategy has been established in which maximum efficiency is achieved. The grinding efficiency is related to the smaller particle size obtained, with the lower energy consumed, in a less time of grinding, with consequent lower cost. The adopted work method begins with the selection of the most suitable equipment for the initial and final particle size range. Among a universe of existing grinding systems, a grinding border was established, where two types of mill were selected: the ball mill and the stirred media mill. Specific energy was determined for each milling system used, as well as milling time. It has been shown how the particle size varies according to the specific energy consumed, as well as the main parameters of the process influence in this relation. The results obtained (milling curves) showed agreement with the mathematical model of Kwade; Blecher; Schwedes, 1996. A comparative study of specific energy and grinding time, between the ball mill and the stirred media mill was performed, and the stirred media mill showed the best results. The grinding time was 1 h and the specific energy was 2.500 kJ/kg, against 60 h e 200.000 kJ/kg in ball mill, for the same final particle size of 600 nm. The most important variables, in high energy grinding, in stirred media mills, were identified. In order to describe the milling process and to optimize it, the fundamental parameters "stress energy" and specific energy were used. By means of economic analysis, the minimum energy costs for different grinding speeds (and different powers) were obtained: R$ 2,00/kg and R$ 6,00/kg, at 4000 rpm, for the final particle sizes required of 300 nm and 150 nm, respectively. After 5,5 h of process, an apparent grinding limit of 133 nm was identified. The search for energy efficiency was the main focus of this research, unlike most previous studies, which focused on the search for the smallest particle. By manipulating the suspension pH, the milling efficiency was increased by ~ 18%, primarily by increasing the repulsive forces between the quartz particles and the zirconia beads. It was investigated the dependence of the specific surface area of the particles as a function of the specific energy consumed, showing that the colloidal grinding process is linearly proportional to this magnitude. After 3 hours of milling, a specific surface area of 30 m2/g was reached, corresponding to a specific area up to 3 times higher than the values available in the literature. The equivalent spherical diameter of 75 nm was obtained for that specific surface area. This equivalent diameter represents and characterizes the set of particles that have this specific surface area and serves as an indicator of milling efficiency.

Neste trabalho, foi realizada a moagem a úmido de pó de sílica (quartzo) até o nível de nanopartículas. Foi estabelecida uma estratégia de trabalho na qual um máximo de eficiência é alcançado. A eficiência de moagem está relacionada com o menor tamanho de partícula obtido, com a menor energia consumida, em um menor tempo de moagem, com consequente menor custo. O método de trabalho adotado inicia com a escolha do equipamento mais adequado para as faixas de tamanho de partícula inicial e final. Dentre um universo de sistemas de moagem existentes, estabeleceu-se uma fronteira de moagem, onde dois tipos de moinho foram selecionados: o moinho de bolas e o moinho agitador de esferas. Foi determinada a energia específica para cada sistema de moagem utilizado, bem como o tempo de moagem. Foi demonstrado como o tamanho de partícula varia em função da energia específica consumida, bem como os principais parâmetros do processo que influenciam nessa relação. Os resultados obtidos (curvas de moagem) mostraram concordância com o modelo matemático de Kwade; Blecher; Schwedes, 1996. Fez-se então um estudo comparativo da energia específica e do tempo de moagem do moinho de bolas e do moinho agitador de esferas, sendo que o moinho agitador de esferas apresentou os melhores resultados. O tempo de moagem foi de 1 h e a energia específica consumida de 2.500 kJ/kg, contra 60 h e 200.000 kJ/kg no moinho de bolas, para um mesmo tamanho final de partícula de 600 nm. Foram identificadas as variáveis mais importantes, em moagem de alta energia, em moinhos agitadores de esferas. A fim de descrever o processo de moagem e otimizá-lo, foram utilizados os parâmetros fundamentais “energia de stress” (stress energy), e energia específica. Por meio de análise econômica, foram obtidos os custos energéticos mínimos para três diferentes velocidades de moagem (e diferentes potências): R$ 2,00/kg e R$ 6,00/kg, a 4000 rpm, para tamanho final de partícula requerido de 300 nm e 150 nm, respectivamente. Após 5,5 h de processo, foi identificado um tamanho de partícula com limite aparente de moagem de 133 nm. A busca da eficiência energética foi o principal foco desta pesquisa, diferentemente da maioria dos trabalhos anteriores, que focaram na busca da menor partícula. Com a manipulação do pH da suspensão aumentou-se a eficiência de moagem em ~18%, principalmente pelo aumento das forças repulsivas entre as partículas de quartzo e as esferas de zircônia. A dependência da área superficial específica das partículas foi investigada, em função da energia específica consumida, mostrando-se que o processo de moagem coloidal é linearmente proporcional a esta grandeza. Após 3 horas de moagem, foi atingida uma área superficial específica de 30 m2/g, o que corresponde a uma área específica até 3 vezes maior do que os valores disponíveis na literatura. O diâmetro esférico equivalente de 75 nm foi obtido para essa área superficial específica. Este diâmetro equivalente representa e caracteriza o conjunto de partículas que possuem esta área de superfície específica e serve como indicador da eficiência de moagem. / In this research, wet milling of silica powder was carried out up to nanoparticles level. A work strategy has been established in which maximum efficiency is achieved. The grinding efficiency is related to the smaller particle size obtained, with the lower energy consumed, in a less time of grinding, with consequent lower cost. The adopted work method begins with the selection of the most suitable equipment for the initial and final particle size range. Among a universe of existing grinding systems, a grinding border was established, where two types of mill were selected: the ball mill and the stirred media mill. Specific energy was determined for each milling system used, as well as milling time. It has been shown how the particle size varies according to the specific energy consumed, as well as the main parameters of the process influence in this relation. The results obtained (milling curves) showed agreement with the mathematical model of Kwade; Blecher; Schwedes, 1996. A comparative study of specific energy and grinding time, between the ball mill and the stirred media mill was performed, and the stirred media mill showed the best results. The grinding time was 1 h and the specific energy was 2.500 kJ/kg, against 60 h e 200.000 kJ/kg in ball mill, for the same final particle size of 600 nm. The most important variables, in high energy grinding, in stirred media mills, were identified. In order to describe the milling process and to optimize it, the fundamental parameters "stress energy" and specific energy were used. By means of economic analysis, the minimum energy costs for different grinding speeds (and different powers) were obtained: R$ 2,00/kg and R$ 6,00/kg, at 4000 rpm, for the final particle sizes required of 300 nm and 150 nm, respectively. After 5,5 h of process, an apparent grinding limit of 133 nm was identified. The search for energy efficiency was the main focus of this research, unlike most previous studies, which focused on the search for the smallest particle. By manipulating the suspension pH, the milling efficiency was increased by ~ 18%, primarily by increasing the repulsive forces between the quartz particles and the zirconia beads. It was investigated the dependence of the specific surface area of the particles as a function of the specific energy consumed, showing that the colloidal grinding process is linearly proportional to this magnitude. After 3 hours of milling, a specific surface area of 30 m2/g was reached, corresponding to a specific area up to 3 times higher than the values available in the literature. The equivalent spherical diameter of 75 nm was obtained for that specific surface area. This equivalent diameter represents and characterizes the set of particles that have this specific surface area and serves as an indicator of milling efficiency.

Orientador: Paulo Noronha Lisboa / Coorientador: Margarida Juri Saeki / Banca: Ariovaldo de Oliveira Florentino / Banca: Emerson Rodrigues de Camargo / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Materiais cerâmicos supercondutores apresentam propriedades importantes para aplicações tecnológicas. A principal propriedade, resposta magnética depende fortemente da rota de síntese, método de processamento, e principalmente da estequiometria do material. No presente trabalho, foram estudadas algumas variações envolvidas nas condições de síntese de pós cerâmicos do composto Y'Ba IND. 2'Cu IND. 3'O IND. 7'-δ sintetizados do método Pechini. Com a finalidade de verificar-se amostras com o menor teor da fase secundária Carbonato de Bário (Ba'CO IND. 3'), utilizou-se as variações em pH em 3, 7 e 10 em amostras com e sem a utilização do ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) na síntese do precursos polimérico. Buscou-se também melhor compreender os processos físico-químicos presentes nas diferentes etapas da preparação das amostras. Ainda nesse estudo, fez-se tratamentos térmicos em 400 °C, 700 °C e 900 °C para uma avaliação qualitativa das partículas. Foi utilizado como fonte de cátions, óxidos de ítrio e cobre, além de carbonato de bário. Como agente complexante o ácido cítrico (AC) e como agente polimerizante e etilenoglicol (EG). A resina polimérica foi caracterizada usando-se análise térmica diferencial (DTG), Termogravimetria (TG) com acoplamento à espectrofotometria no Infravermelho (IRFT) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). Tais caracterizações foram feitas de forma a relacionar a estrutura, condições de síntese e fenômenos que ocorrem em cada intervado de temperatura. O produto da pirólise da resina, denominado de "puff", foi desaglomerado e calcinado a diferentes temperaturas, sob atmosfera ambiente, permitindo-se o acompanhamento da evolução das fases cristalográficas por difração de Raio-X (DRX), sendo a morfologia do pós, verificada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Por meio dos dados obtidos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Ceramic superconducting materials present significant properties for technological applications. These properties strongly depend on the synthesis routes, processing methods, and mainly on the chemical stoichiometry of the prepared compounds. In this work some steps and variations on the synthesis conditions on Y'Ba IND. 2'Cu IND. 3'O IND. 7'-δ (YBCO) were studied by using the Sol-Gel technique, known as the Pechini method. The influence of pH and the use of etilenodiaminotetracetic acid (EDTA) in the synthesis of the YBCO phase, as well as a possible formation of Ba'CO IND. 3, as a secondary undesirable phase were tested. Oxides and carbonates were used as metallic salts, acid citric (CA) and the ethylene-glycol (EG) were used as complexing agent and polymerization agent, respectively. The polymeric resin was characterized by differential thermal analysis (DTA/DSC) and thermogravimetric analysis (TG) associated with infrared spectroscopy (IRFT), trying to relate the polymer structure and the synthesis conditions for each temperature. After that, the polymeric gel was pyrolezed in a temperature of 200 °C, ground and heat-treated under different temperatures, allowing the study of the crystallographic phase evolution by using X-ray diffraction (XRD). The powder morphology was also analyzed by means of scanning electron microscopy (SEM). The obtained results indicated that the samples prepared using pH close to 7, without the use of EDTA under a temperature of 900 °C, presented smaller amount of secondary phases. / Mestre

SILVA, P. M. O. Estudo dos efeitos da adição de ZnO e Nb2O5 nas propriedades dielétricas da matriz cerâmica BaBi4Ti4O15 (BBT) e suas aplicações em antenas. 2013. 148 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T12:23:02Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_pmosilva.pdf: 5352918 bytes, checksum: c95bbc0a17fa84806fa1decf60d2346c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:51:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_pmosilva.pdf: 5352918 bytes, checksum: c95bbc0a17fa84806fa1decf60d2346c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T18:51:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_pmosilva.pdf: 5352918 bytes, checksum: c95bbc0a17fa84806fa1decf60d2346c (MD5) Previous issue date: 2013-10-11 / With the rapid growth of the telecommunications industry created a strong need for ceramic materials for applications in microwave. These materials should exhibit high dielectric permittivity (εr), high quality factor (Q), good thermal stability (τf ±10 ppm/ºC) and low cost. With the invention of mobile phones, the field of wireless communication has undergone a revolutionary growth in recent decades. The success of the third generation (3G) services in mobile communication, motivates the development of broadband fourth generation (4G) of mobile phones and other wireless products and services, such as Bluetooth. Nowadays it is well known the use of tablets, which are increasingly gaining market and encouraging the development of new technologies to improve the flow of information. This work involves the development and characterization of the barium bismuth titanate ceramic, (BaBi4Ti4O15) with addition of niobium oxide (Nb2O5) or zinc oxide (ZnO) in order to decrease the sintering temperature and possibly improve the densification and subsequently check the modifications on material properties, such as the temperature coefficient of resonant frequency (τf). The series ceramics were produced using the solid state reaction with the use of high energy mechanical milling and heat treatment. The structural characterization was performed based on Scanning Electron Microscopy (SEM) and Measurement by Pycnometer. The relative densities of the samples with added (ZnO) had the highest concentration value of 77% pure BBT while the value was 56%. The relative densities of the samples spiked with (Nb2O5) had the highest concentration value of 61% compared to pure BBT. Experiments were conducted to evaluate the electrical and dielectric behavior of the samples in the range of Microwave and Radio Frequency (temperature and temperature variation). Finally, the material was tested as a DRA, and then the results were simulated using the HFSS program. The characteristics of the pure ceramic DRA are 1,12dBi gain and 32,51% efficiency. The DRA added with 2% (ZnO ) showed 1.16dBi gain with 33,96% efficiency , while the one that was added with 5% (Nb2O5) showed gain of 1.41dBi with 42,21% efficiency. / Com o rápido crescimento das indústrias de telecomunicações criou-se uma forte necessidade por materiais cerâmicos para aplicações em micro-ondas. Devendo estes materiais apresentar alta permissividade dielétrica (εr), elevado fator de qualidade (Q), boa estabilidade térmica (τf ±10 ppm/ºC) e baixo custo. Com a invenção de telefones celulares portáteis, o campo da comunicação sem fio passou por um crescimento inovador nas últimas décadas. O sucesso da terceira geração (3G) dos serviços de comunicação de telefonia celular, motiva o desenvolvimento de banda larga de quarta geração (4G) de telefones celulares e outros produtos e serviços sem fio, como por exemplo, o Bluetooth. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterização da cerâmica de titanato de bário-bismuto (BaBi4Ti4O15) com adição de óxido de nióbio (Nb2O5) ou óxido de zinco (ZnO), visando a diminuição da temperatura de sinterização e possivelmente melhorar a densificação, e posteriormente, verificar as modificações ocorridas nas propriedades do material, como por exemplo, o coeficiente de temperatura da frequência ressonante (τf). As séries cerâmicas foram produzidas usando a reação no estado sólido, com o uso de moagem mecânica de alta energia e tratamento térmico. A caracterização estrutural foi realizada com base na Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Picnometria. As densidades relativas das amostras adicionadas com (ZnO) a de maior concentração teve valor de 77% enquanto que o BBT puro o valor foi de 56%. As densidades relativas das amostras adicionadas com (Nb2O5) a de maior concentração teve valor de 61% em relação ao BBT puro. Foram realizados experimentos para avaliação do comportamento elétrico e dielétrico das amostras, na faixa de Micro-ondas e Radiofrequência (temperatura ambiente e com variação de temperatura). Por fim, o material foi testado como uma DRA, e posteriormente os resultados obtidos foram simulados através do programa HFSS. As características da DRA da cerâmica pura são 1,12dBi de ganho e 32,51% de eficiência. A DRA que foi adicionada com 2% de (ZnO) apresentou ganho de 1,16dBi com 33,96% de eficiência, enquanto a que foi adicionada com 5% de (Nb2O5) apresentou 1,41dBi de ganho com 42,21% de eficiência.

MORAIS. J. E. V. Estudo experimental e numérico de antena ressoadora dielétrica (DRA) baseada em Sr2CoNbO6. 2014. 99 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T18:05:08Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jevmorais.pdf: 4712454 bytes, checksum: ee61668e4d5aeb05b3eb3200bbb89387 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T16:17:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jevmorais.pdf: 4712454 bytes, checksum: ee61668e4d5aeb05b3eb3200bbb89387 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jevmorais.pdf: 4712454 bytes, checksum: ee61668e4d5aeb05b3eb3200bbb89387 (MD5) Previous issue date: 2014-01-24 / The purpose of this work was to study the dielectric properties in Radio Frequency ( RF) and microwave compound Sr 2 CoNbO 6 ( SCNO ) adding with titanium oxide ( TiO 2 ) in percentages ranging from 15 % to 22 % by mass. The SCNO is a double perovskite , which was prepared by the met hod of solid state reaction . The samples were characterized structurally by x - ray diffraction (XRD ). The method used to obtain the desired phase was by Rietveld refinement , showed that formant type cubic symmetry pm3m. The dielectric properties : dielectr ic constant ( ε ' ) and dielectric loss ( tg δ ) were measured at room temperature in the frequency range of 100 KHz to 2GHz , showed that the permittivity decreases with frequency below 50 MHz the dielectric constant is very high and above 1GHz appears low. The picnometry performed showed that the relative densities were all above 9 0 %. For the study of microwave stay full it was applied the method of Hak ki Coleman, which showed growth of the dielectric permittivity with increasing concentration of TiO 2 ( 14 - 52) a nd loss tangent ranging from 10 - 1 - 10 - 4 . The temperature coefficient of resonant frequency ( τ f) showed that SCNO τ f has a negative ( - 634ppm/oC) . With the addition of TiO 2 τ f showed positive results. The numerical simulation of the dielectric res onator antenna ( DRA ) based on SCNO and added with TiO 2 was performed with HFSS ® and the results were q uite consistent with the experiments . The low gain and a small presented to the SCNO efficiency was improved substantially with the addition of TiO 2 . These properties can be improved with a proposal for a new geometry for dielectric res o nator antenna ( D RA ) and with addition of TiO 2 in new percentages for analysis of dielectric properties and parameters of antennas / Temos como objetivo neste trabalho estudar as propriedades dielétricas em rádio frequência (RF) e micro-ondas do composto Sr2CoNbO6 (SCNO) adicionando com o óxido de titânio (TiO2) em porcentagens variando de 15% a 22% em massa. O SCNO é uma perovskita dupla, que foi preparado através do método de reação do estado sólido. As amostras foram caracterizadas estruturalmente através da difração de raio – X (DRX). O método utilizado para obtenção da fase desejada foi realizada através do refinamento de Rietveld, que mostrou estrutura de simetria cúbica do tipo pm3m. As propriedades dielétricas: constante dielétrica (ε’) e fator de perda dielétrica (tgδ) foram medidas à temperatura ambiente na faixa de frequência de 100KHz a 2GHz e mostraram que a permissividade diminui com a frequência. Abaixo de 50MHz a constante dielétrica se apresenta alta e acima de 1GHz se apresenta baixa. A picnometria realizada mostrou que as densidades relativas ficaram todas acima de 80%. Para que o estudo de micro-ondas ficasse completo aplicamos o método de Hakki Coleman, que mostrou crescimento da permissividade dielétrica com o aumento da concentração de TiO2 (14 – 52)e perdas dielétricas variando de 10-2 - 10-4 . O coeficiente de temperatura da frequência de ressonância (τf) mostrou que o SCNO apresenta τf negativo (-634ppm/oC). Com a adição do TiO2 o τf passou a apresentar valores positivos. A simulação numérica de uma antena ressoadora dielétrica (DRA) baseada no SCNO e adicionada com TiO2 foi realizada através do software HFSS® e os resultados se apresentaram bastante concordantes com os experimentos. O baixo ganho e uma pequena eficiência apresentada para o SCNO puro foi melhorado substancialmente com a adição do TiO2. Estas propriedades podem ser melhoradas com uma proposta de uma nova geometria para a (DRA) e com adição do TiO2 em novas porcentagens para análises de propriedades dielétricas e parâmetros de antenas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico. Inclui apendice / Made available in DSpace on 2016-01-08T18:07:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 91742.pdf: 2790720 bytes, checksum: 05da6608da9dbd87b3fab782548889a7 (MD5) Previous issue date: 1993 / O desenvolvimento de esmaltes cerâmicos para ciclos de monoqueima rápida com melhores desempenhos (elevada resistência a abrasão e baixa porosidade) tem sido um desafio constante as indústrias cerâmicas de revestimento. Neste trabalho estuda-se o comportamento de três fritas cerâmicas de diferentes características (opaca, transparente e mate) e a influência de aditivos endurecedores nestas fritas (Alumina, Silicato de Zircônio, Quartzo e Wollastonita). Para isto, as composições foram analisadas através de propriedades como a porosidade, viscosidade, resistência a abrasão, rugosidade e microestrutura. Foram desenvolvidos dois métodos de caracterização de esmaltes: a determinação da viscosidade através do método de Vogel-Fulcher-Tammam e a quantificação do material abrasionado através do rugosímetro. Os resultados mostraram que as fritas opaca e transparente tiveram sua resistência à abrasão aumentada quando adicionadas com alumina e silicato de zircônio. As partículas dos aditivos apresentaram baixa solubridade e formaram uma interface çõesiva com a matriz vítrea. Além disso, a presença de microcristais na matriz aumentou à resistência ao desgaste da frita opaca de zircônio. A porosidade residual diminuiu quando a viscosidade situou-se dentro de faixas recomendáveis, favorecendo a desgaseificação, conforme aconteceu quando da edição de Silicato de Zircônio a frita Opaca.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3806.pdf: 7822046 bytes, checksum: d95b495952844a8126a550101283a3d2 (MD5) Previous issue date: 2010-10-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / Glass-ceramics based on the Li2O-Al2O3-SiO2 (LAS) system represent the most important (commercial) family. They are required for applications where extreme dimensional stability and thermal shock resistance are of utmost importance. Glass-ceramics are mainly produced by the traditional method of melting and shaping followed by internal crystallization induced by nucleating agents and thermal treatments. In this work an alternative route to obtain glassceramics in the LAS system was developed by sintering with concurrent crystallization. Very low thermal expansion coefficient (TEC), good mechanical strength and nil porosity were the intended properties. Several glass compositions in this system were formulated and evaluated. The samples were characterized by optical and electrical microscopy, X-ray diffraction and dilatometry. The optimized glass-ceramic composition presented 1.4% of residual pore fraction and thermal expansion coefficient of 0.02 x 10-6 ºC-1 between 40C and 500C. The Clusters model was used to simulate its sintering process and good agreement with experimental data was achieved. Excellent thermal shock resistance up to 600C and a flexural strength similar to that of the commercial glass-ceramic Ceranwere obtained. In order to minimize the residual porosity and improve the superficial properties of the sintered LAS glass-ceramic, silica and silica/zirconia coatings obtained by solgel route were deposited by dip coating on the glass-ceramic surface. The silica/zirconia coating (TMZ), which was only 0,4 m thick, was the hardest one and exhibited the highest wear resistance. The sintered glass-ceramic here developed showed similar dimensional stability and mechanical properties to the commercial material Ceran, which indicate its potential application, for example, as cook top panels. viii / As vitrocerâmicas do sistema Li2O-Al2O3-SiO2 (LAS) representam a mais importante família de vitrocerâmicas comerciais e são empregadas para usos que requerem elevada estabilidade dimensional e resistência ao choque térmico. Elas são produzidas pelo método tradicional de fusão, conformação de um artigo vítreo e cristalização controlada através de agentes nucleantes. No presente trabalho desenvolveu-se um processo alternativo via sinterização com cristalização concorrente para a obtenção de vitrocerâmicas deste sistema. As propriedades almejadas foram baixo coeficiente de expansão térmica (CET) e porosidade nula. Foram elaboradas e avaliadas dez composições de vidros deste sistema. As amostras foram caracterizadas por microscopia óptica e eletrônica, difração de raios-X e dilatometria. A vitrocerâmica de composição considerada como otimizada apresentou uma fração de poros residual de 1,4% e CET de 0,02 x 10-6 C-1. Esta vitrocerâmica foi caracterizada extensivamente e seu processo de sinterização é bem descrito pelo modelo de clusters . Com o intuito de minimizar a porosidade superficial e melhorar as propriedades de superfície da vitrocerâmica sinterizada, foram depositados recobrimentos de sílica e sílica/zircônia, obtidos via sol-gel, sobre sua superfície. O material contendo recobrimento de sílica/zircônia (TMZ) com espessura de apenas 0,4 m apresentou maiores dureza e resistência ao desgaste. Foi observado que a vitrocerâmica sinterizada desenvolvida neste trabalho apresentou maior estabilidade dimensional que a amostra comercial Ceranpara temperaturas de até 600C e propriedades mecânicas muito similares a este material, o que caracteriza sua potencial aplicação como placa de aquecimento.

Muitos materiais cerâmicos são de grande importância tecnológica, como é o caso da tialita (β-Al2TiO5). Essa cerâmica possui excelente resistência ao choque térmico, elevado ponto de fusão, baixa condutividade térmica e elétrica, baixo coeficiente de expansão térmica e baixa molhabilidade com metais não-ferrosos fundidos, o que permite seu emprego em diversas aplicações, sobretudo no setor refratário. Contudo, esse material pode apresentar instabilidade estrutural e formação de microtrincas após a sinterização. A proposta desse trabalho envolveu o emprego de moagem de alta energia (MAE) dos pós precursores de tialita (Al2O3 e TiO2), com adição de MgO, visando à obtenção de pós nanométricos, o que pode melhorar a reatividade entre esses dois óxidos, devido ao aumento da área superficial, sendo que a adição de MgO ao sistema teve como objetivo a estabilização da fase β-Al2TiO5 à temperatura ambiente. Assim, alumina (Al2O3) e titânia (TiO2) foram moídas, por 4 e por 8 horas, nas proporções molares de 45:45, 55:35 e 35:55, com 10% em mol de MgO. Os pós moídos foram sinterizados em forno resistivo (sinterização convencional) e por sinterização assistida por corrente elétrica (SPS – Spark Plasma Sintering). A caracterização dos pós moídos se deu por difração de raios X (DRX), evidenciando que as condições de moagem adotadas não foram suficientes para a formação de tialita nessa etapa, formação essa anteriormente especulada; no entanto, através da equação de Scherrer, foram detectados tamanhos de cristalito nanométricos para todas as composições investigadas. Após compactação via prensagem uniaxial, secagem e sinterização, os corpos de prova foram caracterizados por DRX, evidenciando a formação de tialita em todas as condições investigadas, além da presença de precursores não reagidos e dos espinélios Al2MgO4 e Mg2TiO4. Foram realizadas também medidas de porosidade aparente e densidade aparente e os resultados indicaram que a técnica SPS promoveu uma sinterização mais eficiente, obtendo-se em todas as composições níveis de densificação superiores àqueles obtidos para as amostras sinterizadas convencionalmente. As medidas de microdureza Vickers das amostras evidenciaram também a influência da técnica de sinterização nessa propriedade, onde novamente a técnica SPS proporcionou valores mais elevados. Contudo todas as técnicas apresentaram valores de microdureza próximos ao observado na literatura (5 GPa). Em todas as medidas e análises feitas nesse estudo foi possível observar a influência da composição e do tempo de moagem, onde o excesso de alumina e o maior tempo de moagem proporcionaram em todos os casos resultados superiores em termos de propriedades físicas e mecânicas, assim como menores tamanhos de cristalito. As micrografias obtidas por MEV-FEG confirmaram os resultados obtidos, evidenciando menor crescimento de grão nas amostras sinterizadas por SPS e maior porosidade nas amostras sinterizadas convencionalmente. Apesar da técnica SPS proporcionar corpos com propriedades superiores, a sinterização convencional também apresentou bons resultados para as propriedades estudadas, na maioria dos casos, próximos à SPS, principalmente de densidade aparente e microdureza. Assim, ambas técnicas demonstram grande potencial para estudos dentro da área de refratários, associadas à moagem de alta energia, a qual propicia a obtenção de nanopós. / Many ceramic materials have great technological importance, such as tialite (β-Al2TiO5). This ceramic has excellent thermal shock resistance, high melting point, low thermal and electrical conductivity, low coefficient of thermal expansion and low wettability with molten non-ferrous metals, which allows its use in many applications, particularly in the refractory sector. However, this material may present structural instability and formation of microcracks after sintering. The purpose of this work includes the use of mechanical alloying (MA) of the tialite precursor powders (Al2O3 and TiO2), with addition of MgO, in order to obtain nanometric powders, which can improve the reactivity between these two oxides due the increase of surface área, whereas the addition of MgO to the system aimed at the stabilization of β-Al2TiO5 phase at room temperature. Thus, alumina (Al2O3) and titania (TiO2) were milled for four and eight hours in molar ratios of 45:45, 55:35 and 35:55, with 10 mol% of MgO. The milled powders were sintered in resistive oven (conventional sintering) and by sintering assisted by electric current (SPS – Spark Plasma Sintering). The characterization of milled powders was made by X-ray diffraction (XRD), showing that the adopted milling conditions were not sufficient for the formation of tialite at this stage, formation previously speculated; however, by the Scherrer equation were detected nanometric crystallite sizes for all investigated compositions. After compression by uniaxial pressing, drying and sintering, the samples were characterized by XRD, showing the formation of tialite for all investigated conditions, and the presence of unreacted precursors and spinels Al2MgO4 and Mg2TiO4. Also were conducted apparent porosity and apparent density measurements and the results indicated that the SPS technique promoted more efficient sintering, yielding in all compositions, densification levels higher than those obtained for the samples sintered conventionally. The Vickers microhardness measurements of the samples also showed the influence of sintering technique in this property, so that again the SPS technique provided higher values. However all the techniques presented microhardness values close to those observed in the literature (5 GPa). In all measurements and analyzes in this study it was possible to notice the influence of the composition and milling time, so that the alumina excess and the largest milling time provided superior results in terms of physical and mechanical properties in all cases, as well as lower crystallite sizes. The SEM-FEG micrographs confirmed the obtained results, showing a lower grain growth in the samples sintered by SPS and greater porosity in the samples sintered conventionally. Although the SPS technique to provide bodies with superior properties, conventional sintering also showed good results for the studied properties; in most cases with values close to SPS, especially in apparent density and microhardness. Thus, both techniques show great potential for studies in the refractory area, associated with mechanical alloying, which provides nanopowders. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Este estudo tem por objetivo formular um composto cerâmico para revestimento de paredes visando contribuir para a otimização da blindagem de salas de diagnóstico. O trabalho foi baseado em medidas experimentais de atenuação da radiação X (80 e 100 kV) empregando materiais cerâmicos de revestimento contendo diferentes suportes cerâmicos (vermelho, branco, grês, porcelanatos, etc). Dentre os suportes cerâmicos avaliados, o grês branco apresentou melhores propriedades atenuadoras, e foi considerado o mais adequado para a proposta deste trabalho. Diferentes formulações de grês branco foram estudadas e alteradas a fim de obter melhores propriedades atenuadoras. Foram efetuadas simulações de composições cerâmicas de revestimento grês dentro das porcentagens de matérias-primas necessárias na composição que são 12-20% argila; 6-18% caulim; 12-25% filito; 8-14% quartzo; 10-18% feldspato; 32- 40% pegmatito; 6-8% talco. As composições químicas quantitativas e qualitativas destes materiais foram também avaliadas, e os elementos constituintes mais comuns são SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO e Ti2O3. Considerando que o CaO pode ser substituído pelo PbO ou BaO, foram estudadas formulações com maiores teores de óxidos de Pb e Ba. O comportamento destes materiais como atenuadores para a radiação X foi investigado por meio de simulações computacionais que levaram em consideração os espectros de raios X incidentes e transmitidos através das diferentes composições estudadas e comparado com os materiais de referência Pb, Ba e BaSO4 (barita). Os resultados obtidos nas simulações indicaram as formulações do composto de suporte cerâmico grês que demonstram melhores propriedades de atenuação levando-se em conta as energias usadas em raios X diagnóstico (80, 100 e 150 kV). Placas cerâmicas baseadas na composição formulada que apresentou menor diferença percentual em relação ao Pb foram produzidas em laboratório e testadas fisicamente como revestimento de parede e barreira protetora. Propriedades como módulo de resistência à flexão, densidade, carga de ruptura, absorção de água e atenuação da radiação X foram avaliadas para todas as placas produzidas. / This study aims to formulate a ceramic composition for wall coating seeking to contribute to the optimization of diagnosis rooms’ shielding. The work was based on experimental measures of X-radiation attenuation (80 and 100 kV) using ceramic coating materials containing different ceramic bases (red, white, grês, stoneware porcelain tiles, etc). Among the appraised ceramic bases, the white grês presented better attenuation properties and it was considered the most suitable material for the targets of this work. Different formulations of white grês were studied and altered in order to obtain better attenuation properties. Simulations of ceramic compositions using grês coating were made maintaining the percentages of 12-20% clay; 6-18% kaolin; 12-25% phyllite; 8-14% quartz; 10- 18% feldspar; 32-40% pegmatite and 6-8% talc in the composition of the necessary raw-material. The quantitative and qualitative chemical compositions of these materials were also evaluated and the most common representative elements are SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO and Ti2O3. Formulations containing Pb and Ba oxides were studied, considering that CaO can be replaced by PbO or BaO. The attenuation properties for X-radiation were investigated by computer simulations considering the incident and transmitted X-ray spectra for the different studied compositions and they were compared to the properties of the reference materials Pb, Ba and BaSO4 (barite). The results obtained with the simulations indicated the formulated composition of grês ceramic base that presented better attenuation properties considering the X-ray energies used in diagnosis (80, 100 and 150 kV). Ceramic plates based on the formulated compositions that presented lower percentage differences related to Pb were experimentally produced and physically tested as wall coating and protecting barrier. Properties as flexion resistance module, density, load rupture, water absorption and Xradiation attenuation were evaluated for all produced plates.