Neste trabalho foram estudados diversos métodos de conformação de cerâmicas de alta tecnologia, com o objetivo de avaliar os processos de fabricação de peças cerâmicas com formatos complexos, suas aplicações, limitações, dificuldades de implantação, bem como possíveis melhorias. Dentre estes métodos, quatro deles foram estudados em maior detalhe devido à sua importância e oportunidade: colagem de barbotina, usinagem a verde, prensagem a seco e moldagem por injeção. Foi verificada a aplicabilidade das diferentes técnicas e sua adequação a diferentes situações dentro das condições existentes em nosso país, com ênfase em seu uso na pequena e média empresa. As peças cerâmicas foram confeccionadas com alumina (Al2O3) de alta pureza e pequeno tamanho de grão (majoritariamente Al6SG -Alcoa). Na colagem de barbotina foram feitos estudos relativos à formulação, tipo de molde, processos de acabamento, secagem e sinterização. Também foram estudadas alternativas para contornar diversos problemas práticos associados a este método. Devido à crescente importância da usinagem a verde, face à recente disponibilidade de máquinas CNC, deu-se a este processo maior ênfase. Dentro deste contexto foi criado um ensaio de usinabilidade, visando orientar o desenvolvimento de materiais mais adequados a este processo. Este ensaio é baseado na fragilidade dos filetes gerados durante a confecção de uma rosca, por torneamento, em um corpo-de-prova obtido por colagem de barbotina. Foi desenvolvido um processo para aumentar significativamente a usinabilidade de corpos a verde, que consiste em pré-sinterizar os corpos-de-prova e após impregná-los com um material apropriado. Dentre os materiais testados, o que se mostrou mais adequado foi o polietileno glicol (PEG). Na prensagem a seco foi utilizada também a usinagem a verde como auxiliar na confecção de peças com formato mais complexo, onde somente a prensagem não foi suficiente, ampliando assim as possibilidades deste método. O processo de moldagem por injeção utilizado foi o de baixa pressão, que é um processo onde pode-se conformar peças com formatos bastante complexos, mas que apresenta problemas na etapa de pré-queima e na especificação da formulação. Foram estudadas formulações para alumina submicrométrica e avaliados seus problemas com injeção e retirada do ligante. Finalmente, é feita uma análise comparativa, enfatizando as vantagens e desvantagens de cada processo, tendo em vista a aplicação a problemas práticos dentro do contexto brasileiro. / Several methods of high technology ceramics forming were studied, in order to evaluate the fabricatiun process of ceramic pieces with complex shapes, their applications, limitations, implantation difficulties, as well as possible improvements. Among these methods, four were stndied in greater detail due to their importance and opportunity: slip casting, green machining, dry pressing and injection moulding. The applicability of the different techniques and their suitability to different situations according to our country's conditions was verified, with emphasis in their use in the small and medium size companies. Ceramics parts were made with high purity and small grain size alumina (Al2O3, mainly - Al6SG Alcoa). Studies were made in the formulations used in slip casting, mould, finishing process, drying and sintering. Also, some solutions for several practical problems associated with this method were studied. Due to the increasing importance of green machining, in face of the recent availability of CNC machines, this process received a special emphasis. In this context, a machinability test was treated, aiming at the development of more adequate materials for this process. This test is based in the fragility of a thread generated during the machining of a screw in a ceramic body made by slip casting. A process to increase significantly the green machinability was then developed, which consists in the use of presintered alumina samples impregnated with a suitable materiaL Among the tested materiais, the most appropriate was polyethyleneglycol (PEG). In the dry pressing process the green machining also was used as an aid for making more complex shaped pieces, where only the pressing was not sufficient, thus increasing the possibilities of this method. The injection moulding process studied was the low pressure one, which is a process that can form pieces with more complex shapes, but that shows important problems in the debinding proress. A formulation for submicrometric alumina was studied and their problems in the injection process and debinding were evaluated. Finally, a comparative analysis of the different methods, was made emphasizing their advantages and disadvantages, aiming to futme industrial application in the Brazilian context.

Neste trabalho foram estudados diversos métodos de conformação de cerâmicas de alta tecnologia, com o objetivo de avaliar os processos de fabricação de peças cerâmicas com formatos complexos, suas aplicações, limitações, dificuldades de implantação, bem como possíveis melhorias. Dentre estes métodos, quatro deles foram estudados em maior detalhe devido à sua importância e oportunidade: colagem de barbotina, usinagem a verde, prensagem a seco e moldagem por injeção. Foi verificada a aplicabilidade das diferentes técnicas e sua adequação a diferentes situações dentro das condições existentes em nosso país, com ênfase em seu uso na pequena e média empresa. As peças cerâmicas foram confeccionadas com alumina (Al2O3) de alta pureza e pequeno tamanho de grão (majoritariamente Al6SG -Alcoa). Na colagem de barbotina foram feitos estudos relativos à formulação, tipo de molde, processos de acabamento, secagem e sinterização. Também foram estudadas alternativas para contornar diversos problemas práticos associados a este método. Devido à crescente importância da usinagem a verde, face à recente disponibilidade de máquinas CNC, deu-se a este processo maior ênfase. Dentro deste contexto foi criado um ensaio de usinabilidade, visando orientar o desenvolvimento de materiais mais adequados a este processo. Este ensaio é baseado na fragilidade dos filetes gerados durante a confecção de uma rosca, por torneamento, em um corpo-de-prova obtido por colagem de barbotina. Foi desenvolvido um processo para aumentar significativamente a usinabilidade de corpos a verde, que consiste em pré-sinterizar os corpos-de-prova e após impregná-los com um material apropriado. Dentre os materiais testados, o que se mostrou mais adequado foi o polietileno glicol (PEG). Na prensagem a seco foi utilizada também a usinagem a verde como auxiliar na confecção de peças com formato mais complexo, onde somente a prensagem não foi suficiente, ampliando assim as possibilidades deste método. O processo de moldagem por injeção utilizado foi o de baixa pressão, que é um processo onde pode-se conformar peças com formatos bastante complexos, mas que apresenta problemas na etapa de pré-queima e na especificação da formulação. Foram estudadas formulações para alumina submicrométrica e avaliados seus problemas com injeção e retirada do ligante. Finalmente, é feita uma análise comparativa, enfatizando as vantagens e desvantagens de cada processo, tendo em vista a aplicação a problemas práticos dentro do contexto brasileiro. / Several methods of high technology ceramics forming were studied, in order to evaluate the fabricatiun process of ceramic pieces with complex shapes, their applications, limitations, implantation difficulties, as well as possible improvements. Among these methods, four were stndied in greater detail due to their importance and opportunity: slip casting, green machining, dry pressing and injection moulding. The applicability of the different techniques and their suitability to different situations according to our country's conditions was verified, with emphasis in their use in the small and medium size companies. Ceramics parts were made with high purity and small grain size alumina (Al2O3, mainly - Al6SG Alcoa). Studies were made in the formulations used in slip casting, mould, finishing process, drying and sintering. Also, some solutions for several practical problems associated with this method were studied. Due to the increasing importance of green machining, in face of the recent availability of CNC machines, this process received a special emphasis. In this context, a machinability test was treated, aiming at the development of more adequate materials for this process. This test is based in the fragility of a thread generated during the machining of a screw in a ceramic body made by slip casting. A process to increase significantly the green machinability was then developed, which consists in the use of presintered alumina samples impregnated with a suitable materiaL Among the tested materiais, the most appropriate was polyethyleneglycol (PEG). In the dry pressing process the green machining also was used as an aid for making more complex shaped pieces, where only the pressing was not sufficient, thus increasing the possibilities of this method. The injection moulding process studied was the low pressure one, which is a process that can form pieces with more complex shapes, but that shows important problems in the debinding proress. A formulation for submicrometric alumina was studied and their problems in the injection process and debinding were evaluated. Finally, a comparative analysis of the different methods, was made emphasizing their advantages and disadvantages, aiming to futme industrial application in the Brazilian context.

Neste trabalho foram estudados diversos métodos de conformação de cerâmicas de alta tecnologia, com o objetivo de avaliar os processos de fabricação de peças cerâmicas com formatos complexos, suas aplicações, limitações, dificuldades de implantação, bem como possíveis melhorias. Dentre estes métodos, quatro deles foram estudados em maior detalhe devido à sua importância e oportunidade: colagem de barbotina, usinagem a verde, prensagem a seco e moldagem por injeção. Foi verificada a aplicabilidade das diferentes técnicas e sua adequação a diferentes situações dentro das condições existentes em nosso país, com ênfase em seu uso na pequena e média empresa. As peças cerâmicas foram confeccionadas com alumina (Al2O3) de alta pureza e pequeno tamanho de grão (majoritariamente Al6SG -Alcoa). Na colagem de barbotina foram feitos estudos relativos à formulação, tipo de molde, processos de acabamento, secagem e sinterização. Também foram estudadas alternativas para contornar diversos problemas práticos associados a este método. Devido à crescente importância da usinagem a verde, face à recente disponibilidade de máquinas CNC, deu-se a este processo maior ênfase. Dentro deste contexto foi criado um ensaio de usinabilidade, visando orientar o desenvolvimento de materiais mais adequados a este processo. Este ensaio é baseado na fragilidade dos filetes gerados durante a confecção de uma rosca, por torneamento, em um corpo-de-prova obtido por colagem de barbotina. Foi desenvolvido um processo para aumentar significativamente a usinabilidade de corpos a verde, que consiste em pré-sinterizar os corpos-de-prova e após impregná-los com um material apropriado. Dentre os materiais testados, o que se mostrou mais adequado foi o polietileno glicol (PEG). Na prensagem a seco foi utilizada também a usinagem a verde como auxiliar na confecção de peças com formato mais complexo, onde somente a prensagem não foi suficiente, ampliando assim as possibilidades deste método. O processo de moldagem por injeção utilizado foi o de baixa pressão, que é um processo onde pode-se conformar peças com formatos bastante complexos, mas que apresenta problemas na etapa de pré-queima e na especificação da formulação. Foram estudadas formulações para alumina submicrométrica e avaliados seus problemas com injeção e retirada do ligante. Finalmente, é feita uma análise comparativa, enfatizando as vantagens e desvantagens de cada processo, tendo em vista a aplicação a problemas práticos dentro do contexto brasileiro. / Several methods of high technology ceramics forming were studied, in order to evaluate the fabricatiun process of ceramic pieces with complex shapes, their applications, limitations, implantation difficulties, as well as possible improvements. Among these methods, four were stndied in greater detail due to their importance and opportunity: slip casting, green machining, dry pressing and injection moulding. The applicability of the different techniques and their suitability to different situations according to our country's conditions was verified, with emphasis in their use in the small and medium size companies. Ceramics parts were made with high purity and small grain size alumina (Al2O3, mainly - Al6SG Alcoa). Studies were made in the formulations used in slip casting, mould, finishing process, drying and sintering. Also, some solutions for several practical problems associated with this method were studied. Due to the increasing importance of green machining, in face of the recent availability of CNC machines, this process received a special emphasis. In this context, a machinability test was treated, aiming at the development of more adequate materials for this process. This test is based in the fragility of a thread generated during the machining of a screw in a ceramic body made by slip casting. A process to increase significantly the green machinability was then developed, which consists in the use of presintered alumina samples impregnated with a suitable materiaL Among the tested materiais, the most appropriate was polyethyleneglycol (PEG). In the dry pressing process the green machining also was used as an aid for making more complex shaped pieces, where only the pressing was not sufficient, thus increasing the possibilities of this method. The injection moulding process studied was the low pressure one, which is a process that can form pieces with more complex shapes, but that shows important problems in the debinding proress. A formulation for submicrometric alumina was studied and their problems in the injection process and debinding were evaluated. Finally, a comparative analysis of the different methods, was made emphasizing their advantages and disadvantages, aiming to futme industrial application in the Brazilian context.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

O objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de métodos de ultra-som para avaliação e caracterização da microestrutura de materiais cerâmicos à base de alumina e sua associação com as propriedades mecânicas destes materiais. Para tanto, foram conformados por prensagem uniaxial corpos cerâmicos contendo 94,3% em peso de Al2O3. Os corpos cerâmicos foram sinterizados em forno de resistência elétrica em temperaturas que variaram entre 1100 e 1600 °C. A resistência mecânica e o KIc foram determinados por ensaios de flexão a quatro pontos. Para medir a resistência ao dano por choque térmico, os corpos cerâmicos foram colocados em um forno pré-aquecido na temperatura de teste e permaneceram nesta temperatura por 40 min, quando, então, foram resfriados bruscamente através da imersão dos corpos cerâmicos em água mantida a 0oC. A microestrutura dos corpos cerâmicos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Para os ensaios de ultra-som foram utilizados transdutores piezelétricos de 2 e 4 MHz de freqüência nominal. A imagem resultante foi tratada via software e utilizouse um osciloscópio para padronização. Foram utilizados como parâmetros a velocidade da onda ultra-sônica e a sua atenuação. Os resultados indicaram a correlação entre as propriedades acústicas do material com a sua microestrutura e com suas propriedades mecânicas, tais como, resistência mecânica, módulo de elasticidade e dano por choque térmico. Foi possível propor equações relacionando a resistência mecânica com a variação do coeficiente de atenuação e da velocidade de propagação das ondas ultra-sônicas. Sugere-se também a possibilidade de utilização do coeficiente de atenuação para a determinação da confiabilidade do material cerâmico e o seu uso para a estimativa de vida útil do material sob carga constante ou submetido a choque térmico.

O objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de métodos de ultra-som para avaliação e caracterização da microestrutura de materiais cerâmicos à base de alumina e sua associação com as propriedades mecânicas destes materiais. Para tanto, foram conformados por prensagem uniaxial corpos cerâmicos contendo 94,3% em peso de Al2O3. Os corpos cerâmicos foram sinterizados em forno de resistência elétrica em temperaturas que variaram entre 1100 e 1600 °C. A resistência mecânica e o KIc foram determinados por ensaios de flexão a quatro pontos. Para medir a resistência ao dano por choque térmico, os corpos cerâmicos foram colocados em um forno pré-aquecido na temperatura de teste e permaneceram nesta temperatura por 40 min, quando, então, foram resfriados bruscamente através da imersão dos corpos cerâmicos em água mantida a 0oC. A microestrutura dos corpos cerâmicos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Para os ensaios de ultra-som foram utilizados transdutores piezelétricos de 2 e 4 MHz de freqüência nominal. A imagem resultante foi tratada via software e utilizouse um osciloscópio para padronização. Foram utilizados como parâmetros a velocidade da onda ultra-sônica e a sua atenuação. Os resultados indicaram a correlação entre as propriedades acústicas do material com a sua microestrutura e com suas propriedades mecânicas, tais como, resistência mecânica, módulo de elasticidade e dano por choque térmico. Foi possível propor equações relacionando a resistência mecânica com a variação do coeficiente de atenuação e da velocidade de propagação das ondas ultra-sônicas. Sugere-se também a possibilidade de utilização do coeficiente de atenuação para a determinação da confiabilidade do material cerâmico e o seu uso para a estimativa de vida útil do material sob carga constante ou submetido a choque térmico.

O objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de métodos de ultra-som para avaliação e caracterização da microestrutura de materiais cerâmicos à base de alumina e sua associação com as propriedades mecânicas destes materiais. Para tanto, foram conformados por prensagem uniaxial corpos cerâmicos contendo 94,3% em peso de Al2O3. Os corpos cerâmicos foram sinterizados em forno de resistência elétrica em temperaturas que variaram entre 1100 e 1600 °C. A resistência mecânica e o KIc foram determinados por ensaios de flexão a quatro pontos. Para medir a resistência ao dano por choque térmico, os corpos cerâmicos foram colocados em um forno pré-aquecido na temperatura de teste e permaneceram nesta temperatura por 40 min, quando, então, foram resfriados bruscamente através da imersão dos corpos cerâmicos em água mantida a 0oC. A microestrutura dos corpos cerâmicos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Para os ensaios de ultra-som foram utilizados transdutores piezelétricos de 2 e 4 MHz de freqüência nominal. A imagem resultante foi tratada via software e utilizouse um osciloscópio para padronização. Foram utilizados como parâmetros a velocidade da onda ultra-sônica e a sua atenuação. Os resultados indicaram a correlação entre as propriedades acústicas do material com a sua microestrutura e com suas propriedades mecânicas, tais como, resistência mecânica, módulo de elasticidade e dano por choque térmico. Foi possível propor equações relacionando a resistência mecânica com a variação do coeficiente de atenuação e da velocidade de propagação das ondas ultra-sônicas. Sugere-se também a possibilidade de utilização do coeficiente de atenuação para a determinação da confiabilidade do material cerâmico e o seu uso para a estimativa de vida útil do material sob carga constante ou submetido a choque térmico.

Nesse trabalho abordam-se de maneira geral a diversas características e propriedades dos materiais que influem na penetração da água em fachadas de alvenaria. Analiza-se os principais mecanismos de infiltraçao da água bem como o comportamento da água sobre a superfície das fachadas. Uma análise também é feita com respeito a determinação do grau de exposição da fachada. Com o fim de avaliar o desempenho de fachadas de alvenaria, com relação a sua resistência a penetração da chuva, utiliza-se a metodologia de desempenho. Faz-se uma aplicação prática para as condições de Porto Alegre, apresentando-se os resultados obtidos. / This paper deals with the material properties and components that affect the rain penatration in external mansory walls. The main rnechanisms of rain penetration as well as the behaviour of water on the front surface is analised. An analysis is also carried out to evaluate the front degree of exposure. The Performance Metodology is used in order to evaluate the performance of external mansory walls with respect to its rain resistance. A pratical application to the conditions in Porto Alegre is made and the results obtained are presented.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Nesse trabalho abordam-se de maneira geral a diversas características e propriedades dos materiais que influem na penetração da água em fachadas de alvenaria. Analiza-se os principais mecanismos de infiltraçao da água bem como o comportamento da água sobre a superfície das fachadas. Uma análise também é feita com respeito a determinação do grau de exposição da fachada. Com o fim de avaliar o desempenho de fachadas de alvenaria, com relação a sua resistência a penetração da chuva, utiliza-se a metodologia de desempenho. Faz-se uma aplicação prática para as condições de Porto Alegre, apresentando-se os resultados obtidos. / This paper deals with the material properties and components that affect the rain penatration in external mansory walls. The main rnechanisms of rain penetration as well as the behaviour of water on the front surface is analised. An analysis is also carried out to evaluate the front degree of exposure. The Performance Metodology is used in order to evaluate the performance of external mansory walls with respect to its rain resistance. A pratical application to the conditions in Porto Alegre is made and the results obtained are presented.