Este trabalho apresenta o uso de planejamento granulométrico na preparação e caracterização de suspensões concentradas de alumina em meio aquoso, que posteriormente deverão ser utilizadas para a conformação por colagem em fitas - processo de tape casting. A suspensão foi preparada utilizando-se duas ou mais distribuições granulométricas diferentes na sua formulação, a fim de promover a otimização do empacotamento de partículas. As condições para estabilização das suspensões preparadas foram obtidas por meio de estudos de comportamento reológico e através de curvas isotermas de adsorção, por meio de medidas de viscosidade em função da concentração de aditivo dispersante e de medidas de mobilidade eletroforética dinâmica, respectivamente. Os valores mostram a qualidade dos dados obtidos nas simulações quanto aos valores de IPS calculados, em função de uma quantidade de água pré estabelecida de 35% em volume, ficando em média próximo do valor de 0,150µm, para as formulações simuladas. Desta forma foi possível preparar uma suspensão concentrada com empacotamento de partículas otimizado podendo chegar a um valor máximo de 60% em volume de sólidos, com possibilidades de minimizar os possíveis efeitos adversos da retração durante a secagem e queima dos filmes. / This paper presents the use of grain size in the pack planning for preparation and characterization of a concentrated suspension of alumina in aqueous medium, which subsequently will be used for the conformation by tape casting process. The suspension was prepared using two or more different particle size distributions in the formulation to promote the optimization of particle packing. The definitions of stability and rheological behavior of dispersion curves were made by adsorption isotherms, by measuring electrokinetic mobility and viscosity curves as a function of concentration of additives, respectively. The results show the quality of data obtained in the simulations as the maximum values of IPS for each formulation. Then, it is possible to prepare a concentrated suspension with optimized particle packing and may reach a maximum value of 60% by volume of solids, with opportunities to minimize the possible adverse effects of shrinkage during drying of the films.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de corpos cerâmicos compostos bioativos com estrutura de gradiente funcional destinado à fabricação de componentes de implantes médicos. Na obtenção do compósito utilizou-se a alumina (\'AL IND.2\'\'O IND.3\') como base, a hidroxiapatita (HA) e o biovidro como componentes bioativos e a sacarose na obtenção da porosidade desejada. No desenvolvimento e na manufatura do material os métodos de processamento e os materiais utilizados foram selecionados de forma a atender as características desejadas para os componentes de implantes, ou seja, precisão dimensional, confiabilidade mecânica, desempenho em serviço, repetibilidade e custo aceitável. Como resultado, obteve-se um material estrutural com gradiente funcional de dupla camada. A dupla camada é composta de uma camada densa que confere a resistência mecânica desejada ao componente e a camada porosa promove a interação com os tecidos biológicos. A interação foi obtida com a infiltração de hidroxiapatita e biovidro na camada porosa. Ensaios mecânicos foram realizados para verificar a influência dos poros, da hidroxiapatita e do biovidro sobre a resistência mecânica do compósito. Foram executadas análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS) para observação da estrutura porosa, morfologia, distribuição e comunicação dos poros, e a eficiência da infiltração da hidroxiapatita e do biovidro. / This work shows the development of bioactive composite ceramic body with functional gradient structure to use in medical implant components. The used materials were, alumina (\'AL IND.2\'\'O IND.3\') as a base material, hydroxyapatite (HA) and bioglass that were the bioactive components and sucrose used for obtaining pores. In the development and manufacture of the bioactive composite, the processing method and the materials were selected so that the dimensional characteristics, performance and repetition of production of the pieces present to the components specified characteristics with reliability and acceptable cost. The developed structure possesses a dense layer, which gives the mechanical resistance and a porous layer to have a biological interaction between the component and the tissue. Hydroxyapatite and bioglass were added in the porous layer to improve that interaction and mechanical tests were made in order to check if the pores, hydroxyapatite and bioglass, interferes the mechanical resistance of the components. Scanning eletronic microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis were made to observe the porous structure and performance of the filtration of hidroxyapatite and bioglass.

Com o objetivo de reduzir o consumo energético, tem crescido o uso de cerâmicas porosas refratárias como isolantes térmicos para altas temperaturas. Entre as técnicas comumente empregadas na produção desses materiais, destaca-se aquela baseada na geração de poros por meio de transformação de fases. Esse método, que não libera voláteis tóxicos, apresenta uma importante limitação em relação ao uso prolongado em altas temperaturas: os compostos de transição formados após a desidroxilação tendem a acelerar a sinterização, reduzindo a porosidade. É bastante conhecido o fenômeno de que, durante a sinterização em temperaturas elevadas, peças de alumina com alta porosidade, sofrem a eliminação progressiva dos poros presentes. Por essa razão, compostos que dificultam a densificação das peças porosas têm sido adicionados para manter a porosidade originada pela decomposição do hidróxido de alumínio. O objetivo desse trabalho foi obter cerâmicas porosas moldáveis a partir de alumina, hidróxido de alumínio e diversas fontes de sílica (mulita eletrofundida, quartzo e microssílica), utilizando a técnica de decomposição de hidróxidos com o intuito de se formar mulita, composto capaz de diminuir a taxa de densificação em altas temperaturas e com aplicações na indústria petroquímica e do alumínio. As amostras foram sinterizadas entre 1100ºC e 1500ºC e os resultados mostraram que houve aumento da resistência mecânica com a elevação do teor de mulita eletrofundida, quartzo e microssílica incorporada ao sistema. Além disso, o sistema mulita eletrofundida para a composição 0,4-SMT apresentou uma PT = 53,58%, módulo elástico e resistência a compressão (E = 13,03 GPa e σR = 16,83 MPa). O sistema com a adição de quartzo, a amostra 0,2-SQZ, teve pequenas mudanças nos níveis de porosidade (PTG = 59,50%) e não apresentou um elevado aumento do módulo elástico e da resistência a compressão (E = 6,51 GPa e σR = 13,91 MPa) e o sistema contendo microssílica a composição 0,2-SMS apresentou os melhores resultados, tendo um ganho de propriedades mecânicas em temperaturas a 1100ºC e a 1500ºC manteve a porosidade (PTG = 56,23%), reduziu o tamanho médio de poros e apresentou também ótimas propriedades mecânicas (E= 15,39 GPa e σR = 36,79 MPa) proporcionando sua atuação como isolante térmico. / Refractory porous ceramics have largely been used as thermal insulators for high temperatures aiming to reduce energy consumption. The generation of pores through phase transformation (such as Al(OH)3 dehydroxilation) is one of the most interesting techniques employed to produce such materials. This method, which does not release toxic volatile, imposes an important limitation on the prolonged use at high temperatures. The transition compounds formed after the dehydroxylation tend to accelerate sintering and reduce porosity. It is well known that during sintering at high temperatures (above 1100ºC), parts of alumina with high porosity amounts undergo gradual pores\' elimination. Therefore, compounds that hinder densification of porous pieces have been added to these compositions in order to maintain the porosity generated by the decomposition of aluminum hydroxide. This thesis addresses the production of castables porous ceramics from alumina, aluminum hydroxide and different sources of silica (electrofuse mullite, quartz and microsilica), employed for the in situ formation of mullite, a compound that reduces the rate of densification at high temperatures. The applications include petrochemical and aluminum industries. Samples were sintered between 1100ºC and 1500ºC and the results of the systems which contained electrofused mullite, quartz and microsilica showed less intense porosity levels reduction. The system with addition of electrofused mullite showed PTG = 53,58%,E = 13,03 GPa and σR = 16,83 MPa. The system containing quartz, presented a lower change of porosity (PTG = 59,50%) and the system containing microsilica provided the best results and an increment in the mechanical properties at temperatures between 1100°C and 1500°C. This last system also kept porosity (PTG = 56,23%), and reduced the average pore size. Its good mechanical properties (E = 15,39 GPa and σR = 36,79 MPa) proved it can be used as a thermal insulator.

A engenharia de tecidos está conceituada na cultura prévia de células com proteínas morfogenéticas em Corpos Porosos Estruturais - CPE(s) (Scaffolds) de biomateriais, que simulam a matriz extracelular, oferecendo suporte para o crescimento celular na formação do tecido maduro. Este trabalho estuda a manufatura de corpos-de-prova em alumina através do método de incorporação sistematizada de partículas de sacarose e naftaleno como agentes orgânicos fugitivos formadores de poros, a fim de se obter porosidade específica quanto ao tamanho, volume, morfologia, interconectividade e reprodutibilidade de processo. Optou-se pela cerâmica de alumina devido às suas características universais de manufatura e baixo custo. Os CPE(s) foram caracterizados qualitativa e quantitativamente quanto à morfologia e macroestrutura através de microscopia eletrônica de varredura - MEV e porosimetria de mercúrio e quanto à densidade e porosidade aparente através do teste por imersão (Arquimedes). Verificou-se a viabilidade dos métodos de manufatura empregados na obtenção das características desejáveis para a aplicação proposta. / Tissue Engineering is concerned with the previous culture of cells with morphogenetics proteins grown factors in biomaterials Scaffolds (Corpos Porosos Estruturais - CPE(s)) which simulate the extra cellular matrix, offering support for the cellular growth for the formation of the mature tissue. This work studies the manufacture of alumina samples by the method of systematized incorporation of sugar cane and naphthalene particles as fugitive organic agents for pores generation aiming the obtaining of specific porosities with size to volume relationship, morphology, connective porous and process repeatability. Alumina ceramic was selected due to its universal manufacture characteristics and its low cost. Scaffolds were characterized qualitative and quantitatively to the porous morphology and macrostructure using scanning electronic microscopy - SEM and Mercury porosimetry measurement and the relationship to apparent density and porosity using immersion Archimedes test. The viability of the selected manufacture methods was fulfilled by the obtaintion of desirable characteristics for the proposed application.

A engenharia de tecidos está conceituada na cultura prévia de células com proteínas morfogenéticas em Corpos Porosos Estruturais - CPE(s) (Scaffolds) de biomateriais, que simulam a matriz extracelular, oferecendo suporte para o crescimento celular na formação do tecido maduro. Este trabalho estuda a manufatura de corpos-de-prova em alumina através do método de incorporação sistematizada de partículas de sacarose e naftaleno como agentes orgânicos fugitivos formadores de poros, a fim de se obter porosidade específica quanto ao tamanho, volume, morfologia, interconectividade e reprodutibilidade de processo. Optou-se pela cerâmica de alumina devido às suas características universais de manufatura e baixo custo. Os CPE(s) foram caracterizados qualitativa e quantitativamente quanto à morfologia e macroestrutura através de microscopia eletrônica de varredura - MEV e porosimetria de mercúrio e quanto à densidade e porosidade aparente através do teste por imersão (Arquimedes). Verificou-se a viabilidade dos métodos de manufatura empregados na obtenção das características desejáveis para a aplicação proposta. / Tissue Engineering is concerned with the previous culture of cells with morphogenetics proteins grown factors in biomaterials Scaffolds (Corpos Porosos Estruturais - CPE(s)) which simulate the extra cellular matrix, offering support for the cellular growth for the formation of the mature tissue. This work studies the manufacture of alumina samples by the method of systematized incorporation of sugar cane and naphthalene particles as fugitive organic agents for pores generation aiming the obtaining of specific porosities with size to volume relationship, morphology, connective porous and process repeatability. Alumina ceramic was selected due to its universal manufacture characteristics and its low cost. Scaffolds were characterized qualitative and quantitatively to the porous morphology and macrostructure using scanning electronic microscopy - SEM and Mercury porosimetry measurement and the relationship to apparent density and porosity using immersion Archimedes test. The viability of the selected manufacture methods was fulfilled by the obtaintion of desirable characteristics for the proposed application.

No presente trabalho foram desenvolvidos compósitos à base de alumina, com adição de carbetos de metais de transição, NbC, TaC e TiC, como reforço. Os carbetos, na forma de partículas, foram adicionados em 1,5% em volume à matriz de alumina durante a moagem em attritor. O processamento foi realizado por moagem em attritor, secagem em rotoevaporadora e desaglomeração em peneira. A dinâmica de oxidação dos carbetos e das composições dos compósitos foi estudada para a definição de parâmetros de sinterização e processamento dos compósitos. A cinética de sinterização foi estudada por dilatometria, com taxa de 10°C/min. até 1600°C em atmosfera de ar sintético, e até 1800°C, em atmosfera de argônio, com esta etapa foi possível verificar que o NbC e o TiC dificultaram a sinterização da alumina e que o TaC auxiliou nos processos de retração. Nas amostras que foram sinterizadas em dilatômetro ao ar foram detectadas fases resultantes de fusão congruente nos compósitos Al2O3/NbC e Al2O3/TaC, foram também observadas evidências de formação de líquido no compósito com adição de TaC. Com base nesses resultados foram estudadas duas técnicas de produção das ferramentas de corte: prensagem uniaxial seguida de sinterização sem pressão e sinterização por prensagem a quente. Todas as amostras foram caracterizadas microestruturalmente e quanto às propriedades mecânicas, tendo-se determinado que as amostras produzidas por prensagem a quente possuem microestrutura mais controlada e propriedades mecânicas superiores às produzidas por sinterização sem pressão. Pelos processos estudados foi observado que os carbetos influenciam diferentemente a sinterização da alumina. De maneira geral a presença destas fases nos contornos de grãos promove alterações na microestrutura modificando o tamanho de grãos da alumina. Foi proposta a hipótese de que esse comportamento é afetado pela formação de uma camada superficial resultante da oxidação dos reforços, com isto, de acordo com os diagramas de fase é possível a formação de soluções sólidas entre alumina e Ta2O5 e Nb2O5 além da formação de fase líquida, estes mecanismos alterariam a mobilidade dos contornos de grão da alumina. Para o processamento das ferramentas de corte foi utilizada prensagem a quente, escolhido pelo critério da microestrutura e propriedades mecânicas. Os testes de usinagem foram realizados com ferramentas de corte de geometria quadrada, em peças de ferro fundido cinzento e vermicular. O tempo de vida útil da ferramenta produzida com o compósito Al2O3/ NbC foi 13% superior quando comparado à uma ferramenta cerâmica comercial no teste de usinagem de ferro fundido cinzento. / In the present work alumina based composites with addition of transition metal carbides, NbC, TaC and TiC as reinforcement phase were developed. The carbides, in particulate form, were added in 1.5vol.% on the alumina matrix during attritor milling. The processing was conducted by attritor milling, drying in a rotoevaporator and deagglomeration in sieve. The oxidation dynamics of carbides and composities were studied in order to define the sintering and processing parameter of composites. The sintering kinetics was studied by dilatometry at 10° C/min. up to 1600 ° C in synthetic air atmosphere and up to 1800°C in argon, with this step it was possible to verify that the NbC and TiC hindered the sintering of alumina and the TaC helped in the retraction process. In the sintered by dilatometer in air phases resultant from congruent melting on Al2O3/NbC and Al2O3/TaC composites were detected in the composite with TaC addition was also observed evidence of liquid phase. In the samples sintered in dilatometer in air were detected solid solutions on composites CN and CTa and evidence of liquid formation in the composite with TaC addition. Based on these results two techniques were studied in order to produce cutting tools: uniaxial pressing, followed by pressureless sintering and hot pressing. All samples were characterized by microstructure and mechanical properties, and it was shown that samples produced by hot pressing have more controlled microstructure and mechanical properties superior to those produced by pressureless sintering. With the studied processes it was observed that the carbides influence differently alumina sintering. Generally the presence of these phases at the grain boundary causes changes in the microstructure modifying alumina grain size alumina. The proposed hypothesis is that this behavior would be affected by the formation of a surface layer resulting from oxidation of reinforcements with that, according to the phase diagrams, it is possible to find solid solutions between alumina and Ta2O5 and Nb2O5 and possible formation of liquid phase, which alter the mobility of the grain boundary of alumina. Hot pressing was used for the processing of cutting tools, chosen due to the microstructure and mechanical properties. The machining tests were performed with square geometry cutting tools, in samples of gray cast iron and compacted graphite iron. The tool life of cutting tool produced with Al2O3 / NbC composite was 13% higher when compared to a commercial ceramic cutting tool on machining of gray cast iron.

Algoritmos MPC implementam estratégias avançadas de controle adequada-mente aplicáveis a processos químicos complexos e multivariáveis. Recentemente, desenvolveram-se algoritmos MPC que possuem controle das saídas por faixas e estabilidade nominal baseados em horizonte infinito de predição. O objetivo principal deste trabalho é estender este tipo de algoritmo desenvolvendo um MPC de horizon-te infinito com referências para as entradas manipuladas e controle das saídas por funnel. Funnel é um dispositivo, particular aos algoritmos Honeywell RMPCT® (de horizonte finito), que suaviza as ações do controlador estabelecendo, a cada instan-te de amostragem, limites mais brandos para as saídas controladas que fogem às suas faixas. O algoritmo MPC de horizonte infinito aqui desenvolvido é analisado por simulação de um subsistema importante de uma planta de produção de alumina. Pe-las simulações, verificou-se de fato a suavidade das ações do controlador que dis-põe do funnel. Neste trabalho também se propõe, e se analisa por simulação, uma nova estrutura para o controlador RMPCT® que hoje atua sobre a planta. Uma vez que se mostrou interessante, essa nova estrutura, que inclui uma nova entrada ma-nipulada, poderá ser implementada na prática. / MPC algorithms are particularly suitable to implement advanced control strate-gies at complex and multivariable chemical processes. Recently, it has been devel-oped MPC algorithms with zone control and nominal stability, based on infinity pre-diction horizon. The main objective of this dissertation is to extend this type of algo-rithm by developing an infinity horizon MPC with targets to the manipulated inputs and funnel control. Funnel is a numerical device, particular to Honeywell RMPCT® algorithms (with finite horizon), that softens the controller actions by establishing, at each sampling instant, softer limits for the controlled outputs that escapes from its zones. The infinity horizon MPC algorithm developed here is analyzed by simulation of an important subsystem of an alumina production facility. According to the simula-tions, it was confirmed in fact the smoothness of the control actions produced by the funnel controller. In this work it is also proposed, and analyzed by simulation, a new structure for the RMPCT® controller that controls the plant nowadays. Since this new structure, which includes a new manipulated input, showed itself interesting, it can be implemented in practice.

O objetivo deste trabalho, foi investigar o comportamento tribológico - atrito, desgaste e regime de lubrificação - do par cerâmico alumina - alumina no deslizamento em água, e verificar a possibilidade de atingir valores mais baixos de coeficiente de atrito (menor que o obtido anteriormente na literatura ? ? 0,2); para tanto foram estudados: o efeito da velocidade, o efeito da carga, o efeito da adição de modificadores de atrito na água e o efeito de rugosidade inicial do disco. As hipóteses que nortearam a escolha dessas variáveis foram de que a obtenção de baixos coeficientes de atrito decorreria de um sistema de lubrificação hidrodinâmico, através do efeito das variáveis mecânicas, e/ou um sistema de lubrificação limítrofe gerado por uma camada de baixa resistência ao cisalhamento, avaliado pelos efeitos das variáveis químicas. Além dessas variáveis, também foram estudadas as equações que regem os sistemas lubrificados, a fim de tentar ter um melhor entendimento sobre o regime de lubrificação. Os ensaios foram realizados na configuração de ensaio tribológico esfera sobre disco sob carga normal entre 24,7 N e 100,3 N e velocidade de deslizamento entre 0,1 m/s e 2 m/s. A água utilizada nos ensaios foi filtrada, destilada e deionizada; os modificadores de atrito utilizados foram a sílica coloidal amorfa, o hidróxido de alumínio e o carbeto de silício. As esferas de alumina foram adquiridas comercialmente, e os discos de alumina foram provenientes de trabalhos anteriores. Todos os materiais foram caracterizados quanto às suas propriedades físicas e mecânicas. Nos ensaios preliminares, o sistema atingiu, após 100 horas de ensaio (360000 metros), valores de coeficiente de atrito da ordem de µ ? 0,08, menores do que os encontrados na literatura. Quando os ensaios foram realizados com a maior velocidade, o sistema atingiu coeficientes de atrito menores que 0,02. Os ensaios com menor rugosidade inicial apresentaram maiores valores de coeficiente de atrito. Analisando todos os resultados teóricos e experimentais, foi possível verificar que para o par alumina - alumina, o regime de lubrificação provavelmente é o regime misto, parcialmente hidrodinâmico e parcialmente limítrofe. Ademais a partir dos dados experimentais foi possível construir previsões teóricas para o coeficiente de atrito e de desgaste. / The objective of this work was to investigate the tribological behavior - friction, wear and lubrication regime - on the sliding of alumina - alumina ceramic pair in water, and to verify the possibility of reaching low friction coefficient (lower than previously obtained in the literature ? ? 0.2). The effect of the velocity, the effect of the load, the effect of the addition of friction modifiers on the water and the initial roughness effect of the disc were studied. The hypothesis that guided the choice of these variables were that the low friction coefficients would result from a hydrodynamic lubrication system and/or a boundary lubrication system generated by a low shear stress layer. In addition to these variables, the equations that governed the lubricated systems were also studied in order to try to have a better understanding of the lubrication regime. The tests were carried out in the tribological test configuration ball on disc under normal load between 24.7 N and 100.3 N and sliding velocity between 0.1 m/s and 2 m/s. The water used in the tests was filtered, distilled and deionized, the friction modifiers used were amorphous colloidal silica, aluminum hydroxide and silicon carbide. The alumina balls were commercially purchased, and the alumina discs were derived from previous works. All materials were characterized for their physical and mechanical properties. In the preliminary tests, the system reached, after 100 hours of test (360000 meters), values of friction coefficient ? ? 0,08. These values were smaller than the one found in the literature. When the tests were carried out with the highest speed, the system reached coefficients of friction lower than 0.02. The tests with lower initial roughness showed higher coefficient of friction. Analyzing all the theoretical and experimental results, it was possible to verify that for the alumina - alumina pair the lubrication regime is probably the mixed, partially hydrodynamic and partially boundary regime. From the experimental data, it was also possible to construct theoretical predictions for the coefficient of friction and wear.

A zircônia tetragonal estabilizada por ítria (Y-TZP) têm sido utilizada na área odontológica para próteses livres de metais devido à estética associada ao alto desempenho mecânico. Porém, a presença de ambiente úmido pode causar a transformação acelerada da fase tetragonal para monoclínica e consequente falha catastrófica deste material, processo este conhecido como degradação a baixa temperatura ou envelhecimento. A cinética desta transformação é função da composição química da cerâmica e sua microestrutura. Tendo em vista que métodos químicos permitem a síntese de pós cerâmicos à base de zircônia de dimensões nanométricas, cuja microestrutura da cerâmica sinterizada é constituída por grãos submicrométricos quimicamente homogêneos, e que a presença de alumina é indicada para evitar a degradação de fases da zircônia, o objetivo deste estudo foi verificar a degradação a baixa temperatura e ambiente úmido de cerâmicas de zircônia estabilizada com 3 mol% de ítria (Y-TZP) e do compósito Y-TZP/Al2O3, proveniente de pós sintetizados pela rota de coprecipitação. A concentração de alumina na Y-TZP foi estudada na faixa de 0,05 a 20% em massa. A eficiência do processo desenvolvido foi verificada pela avaliação das características físicas dos pós obtidos (granulometria, área de superfície específica, estado de aglomeração e estrutura cristalina). As amostras cerâmicas foram prensadas, sinterizadas e avaliadas quanto à densidade aparente e microestrutura. Após a caracterização inicial das cerâmicas a degradação das amostras foi estudada in vitro em reator hidrotérmico pressurizado a 150°C. As amostras (n=4) foram submetidas à análise de difração de raios X de acordo com o tempo de envelhecimento, acompanhando a curva cinética de transformação de fase. A porcentagem de cada fase cristalina foi determinada pelo Método de Rietveld. A relação entre o tempo de envelhecimento e a concentração de fase monoclínica foi determinada pela equação de Avrami modificada por Kolmogorow (Johnson-Mehl- Avrami-Kolmogorow JMAK). Após envelhecimento a 150°C por 70 horas, todas as amostras contendo alumina apresentaram menor concentração de fase monoclínica, comparativamente à cerâmica Y-TZP, que apresentou 66,5% dessa fase. Menores porcentagens de fase monoclínica após o envelhecimento hidrotérmico foram obtidas com a adição de 10 e 20% em massa de alumina na matriz de zircônia, sendo esses valores 59,1 e 52,9%, respectivamente. Deve-se considerar, no entanto, que a diminuição da degradação total é consequência da menor porcentagem de zircônia na matriz em função da adição de alumina. Neste contexto, o efeito benéfico da adição de alumina ocorre apenas no início do envelhecimento. / The yttria tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) is used in dentistry for metal free prosthesis due to esthetics associated with a high mechanical performance. However, the presence of humid environment can cause an accelerated tetragonal to monoclinic (t-m) phase transformation and consequent catastrophic failure of this material. This process is known as low temperature degradation (LTD) or aging. The kinetics of phase transformation is a function of the chemical composition of the ceramic and its microstructure. Considering that chemical methods allow the synthesis of nanometric zirconium-based ceramic powders, which microstructure of the sintered ceramic consists of submicrometric chemically homogeneous grains, and that the presence of alumina is indicated to delay the tetragonal phase degradation, the aim of this study was to verify the degradation at low temperature in humid environment of 3mol% yttria stabilized zirconia ceramics (Y-TZP) and the Y-TZP/Al2O3 composite prepared from coprecipitated powders. The addition of alumina at Y-TZP was studied in the range of 0.05 to 20wt%. The efficiency of the developed process was verified by the evaluation of the physical characteristics of the obtained powders (granulometry, specific surface area, agglomeration state and crystalline structure). The ceramic samples were pressed, sintered and submitted to apparent density and microstructure evaluation. After the initial characterization of the ceramics, the in vitro degradation of the samples was studied in a hydrothermal pressurized reactor at 150°C. The samples (n = 4) were submitted to X-ray diffraction analysis according to the aging time, followed by the determination of the kinetic curve of phase transformation. The Rietveld Method was employed to determine the percentage of each crystalline phase. The relationship between the aging time and the percentage of monoclinic phase was determined by the Johnson- Mehl-Avrami-Kolmogorow equation (JMAK). After 70 hours aging at 150°C, all the alumina-containing samples presented a lower concentration of monoclinic phase, compared to the Y-TZP ceramics, which monoclinic phase concentration was 66.5%. The lower percentages of monoclinic phase after hydrothermal aging were obtained with the addition of 10%wt and 20 wt% alumina in the zirconia matrix (59.1% and 52.9%, respectively). This behavior is due to the lower concentration of zirconia in the composite containing alumina. In this point of view beneficial effect due to alumina addition occurs in the early stage of aging.

Uma das desvantagens dos bio-óleos precursores do biodiesel é a alta carga de compostos oxigenados que diminuem seu poder de combustão, reduzindo sua eficiência e inviabilizando seu uso em larga escala. Nesse contexto, o processo de hidrodesoxigenação (HDO) é relevante, dado que elimina esses compostos através de uma reação catalítica e, portanto, aumenta o poder calorífico do combustível. Neste trabalho, estudou-se a HDO do guaiacol (2-metoxifenol) como composto modelo dos bio-óleos derivados da biomassa e avaliou-se o desempenho de catalisadores de Ni e Mo no processo. Estudou-se a performance de um catalisador suportado em SBA-15 - um material mesoporoso de sílica de alta área superficial - em comparação a de um catalisador tradicional suportado em gama-alumina. Para tal, utilizou-se um sistema contínuo em fase gasosa e reator de leito fixo. Utilizaram-se técnicas de caracterização de catalisadores, como adsorção de N2, MEV, MET, DRX, TPR-H2, FTIR, TPO-O2, Raman e TGA. Através das análises DRX e MET, comprovou-se que se formaram partículas de NiO e MoO3 de menor tamanho e mais dispersas no caso do catalisador de SBA-15, devido à menor interação com o suporte e maior área superficial, o que resultou em um grau de redução de 91,6 % deste catalisador, em comparação a 73,4 % do outro, analisados por TPR-H2. Os testes catalíticos mostraram que o catalisador de NiMo/SBA-15 supera o de alumina em termos de conversão no intervalo de 200 a 300 °C, com ciclohexeno e ciclohexano como principais produtos, em face à maior seletividade a catecol e fenol no NiMo/?-Al2O3. A 300 °C, o catalisador suportado em sílica alcançou taxas de 66,5 % para a HDO e 35,3 % HDA (hidrodesaromatização), enquanto o de alumina obteve somente 30,8 e 2,7 %, respectivamente. Finalmente, comprovou-se que o SBA-15 teve uma taxa de desativação por coque de 1,14 mgcoque gcat-1 h-1, 31 % menor que a taxa do catalisador de alumina, cujos depósitos foram de carbono grafítico bem estruturado e irreversível. Em vista dos resultados obtidos, esta dissertação apresenta as rotas e mecanismos de reação do guaiacol nos catalisadores estudados, conhecimento que é relevante para o desenvolvimento e aprimoramento de futuros catalisadores da HDO. / A key disadvantage of the bio-oils precursors of biodiesel is the high load of oxygenated compounds that reduce their heat of combustion, dropping their efficiency and making them unfeasible on a large scale. In light of that, the hydrodeoxygenation process (HDO) is relevant, since it eliminates these compounds through a catalytic reaction, thus increasing the calorific value of the fuel. In this work, the HDO of guaiacol (2-methoxyphenol) as a model compound of the bio-oils derived from biomass was studied and the performance of Ni-Mo catalysts was evaluated. A catalyst supported on SBA-15 - a high surface area mesoporous silica material - was compared to a traditional gamma-alumina-supported catalyst. For this purpose, a continuous gas phase setup with fixed bed reactor was employed. The catalysts properties were identified by N2 adsorption, SEM, TEM, XRD, H2-TPR, FTIR, O2-TPO, Raman and TGA techniques. Through XRD and TEM, it was verified that smaller and more dispersed NiO and MoO3 particles were formed in the case of the SBA-15 catalyst, due to the lower interaction with the support and the greater surface area, which resulted in a degree of reduction of 91.6% for this catalyst, as opposed to 73.4% for the other one, both analyzed by H2-TPR. The catalytic tests showed that the NiMo/SBA-15 outperforms the alumina catalyst in terms of conversion in the range of 200 to 300 °C, with cyclohexene and cyclohexane as main products, in contrast with major selectivity to catechol and phenol on NiMo/?-Al2O3. At 300 °C, the silica-supported catalyst achieved rates of 66.5% for HDO and 35.3% for HDA (hydrodearomatization), whereas alumina reached only 30.8 and 2.7%, respectively. Finally, it was shown that the SBA-15 catalyst had a coke deactivation rate of 1.14 mgcoke gcat-1 h-1, 31% lower than the alumina catalyst, whose coke deposits consisted of well-structured irreversible graphitic carbon. In view of the results, this dissertation proposes the routes and reaction mechanisms of guaiacol on the studied catalysts, knowledge that is pertinent for the development and improvement of future HDO catalysts.