Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gabriel Beck de Albuquerque.pdf: 1997107 bytes, checksum: 541a09517c8455984a0d555701225b7e (MD5) Previous issue date: 2014-07-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The growth of the ceramic materials market has impelled manufacturers and researchers to find solutions for cutting costs in products and increase diversity in materials. Regarding this, the domestic industry has displayed traits to promote Brazilian plants, so they can excel globally. Thus, the influence exerted on different process variables, in the synthesis of ceramic pigments utilizing the crystalline Wollastonite structure was employed for the purpose of uncovering new pigments studied in this present research work, since in the course of establishing the crystalline structure, a greater quantity of chromophore ions can be incorporated in the Wollastonite structure. Two series of pigment formulations based on the same initial compositions were prepared seeking to achieve this objective, considering additions in mass percentage. The influence from this variation was followed up by the trials to define the structure and evaluate the final properties. After determining the mass of the utilized reagents, the blends were homogenized utilizing conventional grinding followed by calcination. The formulations of nickel were synthesized at 1100 and 1200 °C. However in chrome pigments, the calcination temperatures were 1000, 1150, and 1250 °C. In all the heat treatment temperatures, the employed heating rate was 5°C/min and the only threshold at the maximum temperature for 3 hours. The characterizations of the obtained pigments were achieved by way of X-ray diffractometry, scanned electronic microscopy, and the analysis of particle size distribution. The pigments were applied to a type of transparent ceramic enamel, containing zinc in its formulation. Afterwards, colorimetric analyses were performed. The results displayed evidence that it is possible to obtain the desired result, as well as other types of silicates. The raw material used as a chromophore agent could even exert a negative influence preventing the formulation of pigment. / O crescimento do mercado de materiais cerâmicos pressionam os fabricantes e pesquisadores a encontrarem soluções para reduzir o custo do produto e aumentar a diversidade de materiais. Neste sentido, a indústria nacional dispõe de características que ajudaram a indústria cerâmica a se destacar em nível mundial. Com o intuito de buscar novos pigmentos, no presente trabalho, procurou-se estudar a influência de diferentes variáveis de processamento na síntese de pigmentos cerâmicos utilizando a estrutura cristalina da wollastonita, já que no decurso do estabelecimento da estrutura do cristal, uma maior quantidade de íons cromóforos pode ser incorporada a estrutura da wollastonita. Visando atingir este objetivo foram preparadas duas séries de formulações de pigmentos com base na mesma composição inicial, mas com variação nos teores de íons cromóforos empregados, considerando-se adições em percentual em massa. A influência desta variação foi acompanhada com os ensaios de determinação de estrutura e de avaliação de propriedades finais. Após determinação da massa dos reagentes utilizados, as misturas foram homogeneizadas utilizando moagem convencional seguido de sintetização. As formulações de níquel foram sintetizadas a 1100 e 1200 °C. Já para os pigmentos de cromo, as temperaturas de sintetização foram 1000, 1150 e 1250 °C. Em todas as temperaturas do tratamento térmico foi utilizado taxa de aquecimento de 5°C/min e patamar único na temperatura máxima de 3 horas. As caracterizações dos pigmentos obtidos foram realizadas através de difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análise da distribuição do tamanho de partículas. Os pigmentos foram aplicados em esmalte cerâmico, tipo transparente contendo zinco em sua formulação. Posteriormente, foram realizadas análises colorimétricas. Os resultados evidenciaram que é possível obter o resultado desejado, além de outros tipos de silicatos. É possível, também, concluir que o aumento do teor de cromóforo nas formulações não é efetiva na otimização da produção dos pigmentos. Considerando as temperaturas testadas, de forma geral, o aumento da temperatura favorece a formação do silicato desejado e em temperaturas mais baixas e reação entre as matérias primas é incompleta. As imagens feitas por microscopia eletrônica evidenciam, em condições de síntese bem características, a formação de fase líquida. Após sintetizados os pigmentos desenvolveram coloração verde com variação na tonalidade e luminosidade. Nos testes de aplicação, as amostras obtidas apresentaram superfícies irregulares e coloração assimétrica, independentemente do percentual de pigmento adicionado, com variação de tonalidade.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Samara Schmidt.pdf: 2152425 bytes, checksum: fb332f072ac95b26d2a0afaf94d0a90a (MD5) Previous issue date: 2012-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work a Fe(III)-doped tin oxide (SnO2) system using chemical mixture of SnO2 and Iron(III) nitrate nonahydrate (Fe(NO3)3. 9H2O). This system was calcined at temperatures from 600 ºC to 1200 C. The as-calcined powders were characterized using several techniques: thermal analysis (DTA/TG) to identify the thermal stability;X-ray diffraction to identify the resulting phases; scanning electron microscopy and photocorrelation spectroscopy to study the material morphological structure. The usefulness of the ceramic pigment was evaluated testing the solubility of the oxide system in frit and its color stability. Also, using UV-visible diffuse reflectance spectroscopy, the CiELab* coordinates of the system were estimated. / Neste trabalho foi desenvolvido um sistema óxido de estanho (SnO2) dopado com óxido de ferro III (Fe2O3) através de mistura química de SnO2 e nitrato ferro III nonahidratado (Fe(NO3)3. 9H2O). Este sistema foi calcinado em intervalos de temperaturas que variaram de 600 a 1200 C. A caracterização do pó calcinado foi realizada a partir de várias técnicas, entre elas, a análise termogravimétrica e termodiferencial para identificação da estabilidade térmica, a técnica de difração de raios X para a identificação das fases resultantes, a técnica de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotocorrelação para a compreenção da estrutura morfológica do material. Avaliou-se a eficácia do pigmento cerâmico através da solubilidade do sistema óxido com a frita bem como a estabildade da cor. Também, através da técnica de espectofotometria na região do UV-Vis, obteve-se as cores do sistema caracterizados nas coordenadas CIELab*.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2235233 bytes, checksum: 90091ce5e150c5df82bb72929b3cb2f0 (MD5) Previous issue date: 2008-08-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / SnO2 pigments, when doped with chromium, lead to violet or purple colors, depending on chromium oxidation state. There is a need to control the chromophore oxidation state, as Cr(VI) is toxic and carcinogenic, while Cr(III) leads to no risk to living beings. Cr(VI) formation may be avoided with the addition of counterions, that lead to a charge imbalance. In this work, SnO2:Cr pigments were synthesized by the polymeric precursor method, with the addition of molybdenum as counterion. The powder precursor decomposition was evaluated by thermogravimetry (TG) and differential thermal analysis (DTA). The influence of the counterion in the crystalline structure was evaluated by Xray diffraction. The materials were also characterized by infrared spectroscopy, colorimetry and UV-vis spectroscopy. All pigments are crystalline and single phase with cassiterite structure. Chromium formation with hexavalent state was observed in all samples, while Sn0.90Cr0.06Mo0.04O2 presented the lowest amount of this cation, comparing to the other pigments, being the less toxic one. Violet and rose colors were obtained for materials doped with chromium and chromium/molybdenum, respectively, being related to the formation of Cr(IV) in the material structure. / O SnO2 quando dopado com cromo forma pigmentos de coloração violeta e rósea, dependendo dos diferentes estados de oxidação do cromo. Contudo, há necessidade de um controle sobre o estado de oxidação do metal, já que o Cr(VI) é tóxico e cancerígeno, enquanto que o Cr(III) não oferece perigo aos seres vivos. Uma forma de evitar a formação de Cr(VI) é pela adição de contraíons, que levam a um balanço de cargas. Neste trabalho, pigmentos cerâmicos de SnO2:Cr na presença de contra-íon molibdênio foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos. A decomposição dos pós precursores foi estudada por termogravimetria (TG) e análise térmica diferencial (DTA). Foi realizado também o estudo da influência dos contra-íons na evolução da fase cristalina por meio de Difração de Raios-X (DRX). Os materiais foram caracterizados por infravermelho, colorimetria e espectroscopia de UV-vis. Os pigmentos mostraram-se cristalinos e monofásicos com a obtenção da fase cassiterita para todos os sistemas. A formação do cromo no seu estado hexavalente foi observada para todos os sistemas, contudo o pigmento Sn0,90Cr0,06Mo0,04O2 apresentou a menor quantidade formada desse cátion, quando comparado com os demais, tornando-se o menos tóxico dos pigmentos estudados. As cores violeta e rósea foram obtidas para os materiais dopado com cromo e cromo/molibdênio, respectivamente, que está associado à formação de Cr(IV) na estrutura do material.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Graciela Aparecida Santos Silva.pdf: 4725206 bytes, checksum: 1b5275fc3c55802f9ed0465ffbc48d75 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The purpose of this work was the synthesis of nanoscaled BaO-Al2O3-MnO2 system and its characterization. The nanoparticulate system was prepared by mixing salts of Ba, Al and Mn in a chamber of low temperature, lyophilizing the solutions of their salts, and followed by calcination in the temperature range from 230 °C to 1190° C.This synthesis was compared with two other systems, prepared using a chemical mixture of oxides, with a particle size of conventional size and also with the phase of nanoscale oxides, followed by calcination in the same temperature conditions. The colorimetric properties of ceramic powders were evaluated by UV-visible spectroscopy and coordinates CIE-L a b and characterized by X-ray diffraction, Xray fluorescence, simultaneous thermal analyisis, scanning electron microscopy and laser scattering technique. This nanoscaled synthesis provides a possible application in the production on ceramic pigments because the resulting powder showed different color in comparison to the other systems. The nanoparticulate system showed the advantage of needing lower calcination temperatures, and, at 1135ºC,showed a different color that was not presented by powders synthetized by other methods. / A proposta deste trabalho consiste na síntese em nanoescala do sistema BaO-Al2O3-MnO2, bem como sua caracterização. O sistema nanoparticulado foi preparado misturando sais de Ba, Al e Mn em câmara de baixa temperatura, liofilizando-se assim as soluções dos respectivos sais, seguidos de calcinação na faixa de temperatura de 230 °C a 1190 °C. Comparou-se esta síntese com duas metodologias, preparadas através de uma mistura química de óxidos, com tamanho de partícula convencional e também com tamanho de fase dos óxidos em nanoescala, seguidas de calcinação nas mesmas condições de temperatura. Os pós cerâmicos foram avaliadas por espectroscopia no UV-visível e coordenadas CIE-L a b e caracterizado por difração raios X, fluorescência de raios X, termogravimetria e análise termodiferencial simultânea, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotocorrelação. Essa síntese por nanoescala traz a possível aplicação na produção de pigmentos cerâmicos, pois trouxe alterações colorimétricas diferentes comparando com os outros sistemas. Esse método teve vantagem, pois trouxe temperaturas de calcinação mais baixa, e em 1135 ºC, o sistema nanoparticulado apresentou uma coloração que não foi observado para os outros métodos de síntese.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavia Stelle.pdf: 4110346 bytes, checksum: f967a642b43c0d39211553e25779cc5f (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work a study was accomplished about the synthesis of ceramic pigments based on Al2O3 doped with cobalt ions. This oxide system in the form of powder was heat treated pressure-assisted to investigate the possible structural modifications. Cobalt acetate tetrahydrate and aluminum nitrate nonahydrate were used as salt precursors, followed by calcining at temperatures ranging from 700 ° C to 1100 ° C and subsequent heat treatment pressure-assisted of 2 MPa at 120 ° C for 48 hours. The pigments obtained were characterized by X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinements, analysis of specific surface area (BET), field emission scanning electron microscopy (FEG-SEM), Raman spectroscopy, spectroscopy in the UV-visible, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), colorimetry and Photoluminescence spectroscopy. The obtained results through the techniques used in this work were in agreement with each other, contributed to a complete characterization of crystalline structure, surface morphology and optical properties. It was possible to compare the responses of the material when subjected to heat treatment pressure-assisted and when not subjected to this treatment. The formation of -Al2O3, CoAl2O4 e -Al2O3 phases were confirmed by Rietveld and X-ray. The UV-vis spectra presented three bands attributed to the Co+2 in tetrahedral sites. The samples showed maximum PL emission in the region of 2,7 eV. Optical properties of pigments showed a band gap in the range of 1,8 eV attributed to the CoAl2O4.The system was suitable for using the material as an ceramic pigment. / Neste trabalho foi realizado um estudo sobre a síntese de pigmentos cerâmicos à base de Al2O3 dopados com íons cobalto. Esse sistema na forma de pó foi submetido a tratamento térmico assistido por pressão para investigar as possíveis modificações estruturais. Na síntese foram utilizados como precursores os sais de acetato de cobalto tetrahidratado e nitrato de alumínio nonahidratado, seguidos de calcinação em temperaturas que variaram de 700°C a 1100°C e posterior tratamento térmico assistido por pressão de 2MPa a 120°C por 48 horas. Os pigmentos obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), refinamento da estrutura por meio do método de Rietveld, análise de área de superfície específica (BET), microscopia eletrônica de varredura por efeito de campo (MEV-FEG), espectroscopia Raman, espectrofotometria na região do UV-visível, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), colorimetria e espectroscopia de fotoluminescência. Os resultados obtidos por intermédio das técnicas utilizadas no presente trabalho tiveram concordância entre si, contribuíram para uma caracterização completa da estrutura, morfologia e propriedades óticas. Foi possível comparar as respostas do material quando submetido ao tratamento térmico assistido por pressão e quando não submetido a esse tratamento. A formação das fases -Al2O3, CoAl2O4 e -Al2O3 foram confirmadas através das análises de Rietveld e raios X. Os espectros de UV-vis apresentaram um tripleto de bandas atribuídos ao Co+2 em uma configuração tetraédrica. As amostras mostraram uma máxima emissão PL na região de 2,7 eV. Propriedades óticas dos pigmentos mostraram um band gap na faixa de 1,8 eV atribuído ao CoAl2O4. O sistema mostrou-se adequado para a utilização como um pigmento cerâmico.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FILIPY GOBBO MARANHA.pdf: 9851760 bytes, checksum: 4b667c83e658c04d1de2cc4091b59e0c (MD5) Previous issue date: 2014-07-30 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / The system LaAl1-xFexO3 was synthesized through the Modid Pechini Method (MPM) and solid state reaction (SSR) to evaluate its applicability as a ceramic pigment. The MPM synthesis was carried out with metallic ion nitrates and thermal treatment at 910 °C for 4 hours, while the SSR syntheses comprised metallic ion oxides and thermal treatment at 1400 °C for 4 hours. The pigments obtained through MPM were characterized through X-ray diraction, structural renement through the Rietveld method, Mossbauer spectroscopy, eld eect scanning electronic microscopy, UV-Vis diuse re ectance and analysis of colorimetric values through the CIEL*a*b*. The SSR obtained pigments were not submitted to Mossbauer spectroscopy and the Rietveld Method structural renement analyses. MPM synthesized pigments were obtained with perovskite as the only phase, crystallizing in the rhombohedric crystalline system with values 0:00 x 0:80, and values x > 0:80 in the orthorhombic system. The SSR revealed the possible presence of secondary phases in the formation of the pigment crystalline structure and the values x 0:60 crystallized in the rhombohedric system, and values x > 0:60 in the orthorhombic system. The pigments obtained presented color between green and orange/red. Their use in ceramic pieces was also evaluated. / O sistema LaAl1 FexO3 foi sintetizado pelo método Pechini modificado (MPM) e por realização do estado sólido (RES) para avaliar a sua aplicabilidade como pigmento cerâmico. A síntese pelo MPM foi realizada com os nitratos dos íons metálicos e posterior tratamento térmico de 910 °C por 4 h enquanto que, para a síntese por RES foi utilizado os óxidos dos íons metálicos e tratamento térmico de 1400 °C por 4 h. Os pigmentos obtidos pelo MPM foram caracterizados pelas técnicas de difração de raios X, de renamento estrutural pelo método de Rietveld, de espectroscopia Mossbauer, de microscopia eletr^onica de varredura por efeito de campo, de re ect^ancia difusa na regi~ao do UV-Visível e de análise dos valores colorimetricos pelo método CIEL*a*b*. Nos pigmentos obtidos por RES não foram realizadas analises de espectroscopia Mossbauer e de refinamento estrutural pelo método de Rietveld. Pigmentos sintetizados pelo MPM foram obtidos com a formação da perovskita como unica fase, cristalizando-se no sistema cristalino romboedrico com valores de 0; 00 x 0; 80, e no ortorrômbico para valores de x > 0; 80. Pela RES, foi observado a possível presenca de fases secundárias na formação das estruturas cristalinas dos pigmentos sendo que, valores de x 0; 60 cristalizaram-se no sistema romboedrico, e valores de x > 0; 60 no sistema ortorrômbico. Os pigmentos obtidos apresentaram colorações entre verde e laranja/vermelho. A aplicação dos mesmos em peças cerâmicas também foi avaliada.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Parte 1.pdf: 120753 bytes, checksum: 83faa676dcbe647a5d0a76335228d970 (MD5) Previous issue date: 2012-10-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The use of iron oxide in the pigment production is justified by its wide variety of colors, high thermal stability and non-toxic. These oxides may be naturally occurring or synthetic, and currently has progressively expanded the use of industrial byproducts as a source of oxide pigments. Among the processes for the production of pigments, the ceramic process, most widely used by industries has some disadvantages such as high temperatures of calcination. The suggestion to minimize this drawback is the incorporation of substances called mineralization that would act to decrease the temperature of synthesis of these pigments. The purpose of this study was to analyze and produce ceramic pigments of iron oxide with the addition of three types of mineralization in different quantities, as ion source using a chromophore-product industry that already had shown satisfactory results when used in previous work. Moreover, as comparative factor was also produced with iron oxide pigments business under the same conditions of the pigments obtained from the byproduct. Results of thermal analysis demonstrated that the addition of mineralization acted to reduce the onset temperature of the liquid phase, and have been the basis for the choice of different temperatures of calcination. The material resulting from this process was added to porcelain paste and sintered at different temperatures in order to get close as possible to the industrial conditions. According to visual analysis was not possible to observe significant differences between the pigments obtained with the two types of iron oxide, only difference in the intensity, and samples that showed the crystallization of silica generated colors with lighter shades. Finally, the calorimetric analysis performed for the highest amount of pigments with pigments indicated mineralization situated between the red and yellow and high brightness values, indicating clear pigments. / A utilização de óxido de ferro na produção de pigmentos é justificada pela sua ampla variedade de cores, alta estabilidade térmica e atoxidade. Estes óxidos podem ser de origem natural ou sintética, sendo que atualmente vem ganhando espaço o uso de subprodutos industriais como fonte de óxidos pigmentantes. Já entre os processos para produção de pigmentos, o processo cerâmico, mais utilizado pelas indústrias apresenta algumas desvantagens, como as altas temperaturas de calcinação. A sugestão para minimizar este inconveniente é a incorporação de substâncias denominada mineralizadoras que agiriam de forma a diminuir a temperatura de síntese destes pigmentos. O intuito deste trabalho foi produzir e analisar pigmentos cerâmicos de óxido de ferro com a incorporação de três tipos de mineralizadores em quantidades diferentes, utilizando como fonte de íon cromóforo um subproduto industrial que já havia apresentado resultados satisfatórios quando utilizado em trabalho anterior. Além disso, como fator comparativo foi produzido também pigmentos com óxido de ferro comercial nas mesmas condições dos pigmentos obtidos com o subproduto. Resultados de analise térmica demonstraram que a adição de mineralizadores atuou de forma a diminuir a temperatura de início de fase líquida, além de terem sido base para a escolha de diferentes temperaturas de calcinação. O material resultante deste processo foi adicionado à massa porcelânica e sinterizado em diferentes temperaturas com a finalidade de se aproximar o máximo possível das condições industriais. De acordo com analise visual não foi possível observar diferenças significativas entre os pigmentos obtidos com os dois tipos de óxido de ferro, apenas diferença na intensidade, sendo que amostras que apresentaram cristalização da sílica geraram cores com tonalidades mais claras. Por fim, as analises de calorimetria realizada para os pigmentos com maior quantidade de mineralizadores indicaram pigmentos situados entre o vermelho e o amarelo e valores de luminosidade altos, indicando pigmentos claros.