Os objetivos deste trabalho foram a implantação e a otimização da técnica de sinterização a laser de corpos cerâmicos, o estudo da cinética do processo e a avaliação de propriedades físicas dos compostos Bi4Ti3O12 e Bi4Ge3O12 sinterizadas a laser, em comparação com as cerâmicas processadas em forno convencional. A escolha dos materiais baseou-se em seu potencial de aplicação: o Bi4Ge3O12 como dispositivo cintilador e o Bi4Ti3O12 como cerâmica eletrônica. A sinterização a laser mostrou-se eficiente para estes materiais, produzindo cerâmicas com densidade superior a 98 % e pequeno tamanho de grão. A combinação de pré-aquecimento e subida gradual da potência do laser evitou gradientes de temperatura e taxas de aquecimento excessivos, e reduziu consideravelmente a incidência de trincas e a porosidade nas cerâmicas. No estudo cinético da sinterização a laser, registraram-se energias de ativação inferiores às observadas no processamento convencional, exceto para o BIT no estágio final de sinterização, e os resultados sugerem um adiantamento no processo de sinterização, provocado por efeito da irradiação a laser. A caracterização física do BIT foi feita por espectroscopia de impedância e medidas de histerese ferroelétrica. Comparado à cerâmica convencional, o corpo cerâmico sinterizado a laser apresentou condutividade elétrica 3 vezes menor na região de bulk, maior permissividade dielétrica acima de 300 °C, com igual perda dielétrica, mesmo campo coercitivo e polarização remanescente 35 % superior. A caracterização física do BGO foi feita por medidas de absorção óptica, radioluminescência e termoluminescência. Os resultados mostraram que a cerâmica de BGO sinterizada a laser possui grau de transparência 50 % maior, densidade de defeitos estruturais 2 vezes menor, eficiência levemente superior e mesmo dano por radiação, se comparada à cerâmica sinterizada em forno elétrico. Os resultados obtidos foram interpretados com base na escala de tempo característica da sinterização a laser, que afeta a formação e distribuição dos defeitos durante o processo, e resulta em cerâmicas com microestrutura diferenciada. / The goals of this work were the implantation and optimization of the laser sintering technique for ceramic bodies, the kinetic study of the process and the evaluation of the physical properties of the laser sintered compounds Bi4Ti3O12 and Bi4Ge3O12, compared to ceramics sintered in conventional furnace. The choice of the materials was based on their potential applications: Bi4Ge3O12 as scintillator device and Bi4Ti3O12 as an electronic ceramic. Laser sintering showed to be efficient for these materials, producing ceramics with density higher than 98 % and small grain sizes. The combination of pre-heating with a gradual rising of the laser power prevented excessive temperature gradient and heating rate, and reduced considerably the incidence of cracks and pores in the ceramics. The kinetic study of the laser sintering revealed lower activation energies than that observed in the conventional processing, except for BIT ceramics during the final stage of sintering. The results suggest that the laser irradiation anticipates the stages of the sintering process. The physical characterization of BIT was done through impedance spectroscopy and ferroelectric hysteresis measurements. Compared to the conventional sample, this material presented bulk electrical conductivity 3 times smaller, higher dielectric permittivity above 300 °C, comparable dielectric loss, the same coercive field and 35 % higher remanent polarization. The physical characterization of BGO was done through optical absorption, radioluminescence and thermoluminescence measurements. The results showed that the transparency of the laser sintered BGO ceramic was 50 % higher than the transparency of the conventional BGO ceramic, the density of structural defects is 2 times lower, the radiation damage levels are comparable and the overall scintillating efficiency is slightly higher. The obtained results were interpreted on the basis of the time scale of the laser sintering, which affects the formation and distribution of defects during the process, and results in a particular microstructure.

O objetivo deste trabalho é apresentar uma solução funcional de um mecanismo de corte de cerâmicas por abrasão, para possibilitar a construção de transdutores piezocompósitos de ultra-som através do método \"Dice and Fill\". Esse trabalho apresenta a teoria necessária para entender como funciona o desgaste por abrasão em cerâmicas e quais as variáveis que mais influenciam nesse desgaste. São apresentados também os requisitos e as características do corte que devem ser feitos nas piezocerâmicas, bem como os cálculos de dimensionamento da taxa de desgaste através da fórmula de desgaste de Archard. Através dos resultados experimentais e práticos essa dissertação mostra como regular o equipamento para funcionar em sua máxima eficiência. / The objective of this work is to describe one great and simple mechanism that is capable of machining PZT ceramic by wear. That mechanism will be used to produce piezocomposites transducers more easily by the \"Dice and Fill\" method. This work also explains how the ceramic material can be worn and which variables are important in this wear. It is also presented the requirements and characteristics of the ceramic cuts to build an ultrasonic transducer and showed how to predict the wear in the ceramic by using the Archard\'s formula. Finally all parts of the cut mechanism are described and the practical results of the study are used to setup the mechanism to work in the maximum efficiency.

Esse trabalho de dissertação de mestrado teve como principal objetivo obter amostras do sistema Pb1-xLaxTiO3(PLT) com x = 0,10, 0,15 e 0,20 e, a partir desse material, produzir amostras cerâmicas e filmes finos nanoestruturados e caracterizar suas propriedades estruturais e elétricas. As nanopartículas para a produção das cerâmicas e a solução para a deposição de filmes finos foram obtidas através do método dos precursores poliméricos. As amostras cerâmicas foram sinterizadas através do método convencional e do método de prensagem e aquecimento simultâneo. A caracterização estrutural foi realizada através das técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman e espectroscopia de absorção de raios X. Através das técnicas de DRX e espectroscopia Raman foi possível observar os processos de transição de fase estrutural em função da quantidade de lantânio e do tamanho de partícula. Amostras calcinadas a 400°C, que foram caracterizadas como amorfas, apresentam um espectro de absorção de raios X diferente das demais amostras caracterizadas como cristalinas. As amostras cerâmicas sinterizadas em alta temperatura e a pressão atmosférica apresentaram um comportamento microestrutural (grãos micrométricos) e elétrico (ferroelétrico normal) semelhante ao das amostras preparadas através do método de reação do estado sólido. Por outro lado, a amostra cerâmica com x = 0,20 preparada em alta pressão (7,4 GPa) e a temperatura ambiente apresentou somente grãos nanométricos. A manutenção dos grãos em uma escala nanométrica fez com que essa amostra cerâmica apresentasse um comportamento característico de um material ferroelétrico relaxor ao passo que a mesma amostra preparada através do método de síntese convencional (grãos micrométricos) apresentou um comportamento típico de um material ferroelétrico normal. / The main objective of this work was to obtain ferroelectric materials of Pb1-xLaxTiO3 (PLT) composition, with x = 0.10, 0.15 and 0.20, in nanometer scale in order to prepare nanostructure ceramic and thin films and characterize their structural and electric properties. The nanoparticles used to prepared ceramic samples and the solution used to prepared thin films was obtained using the conventional high temperature sintering method and by using high pressure and high temperature simultaneously. The structural modification due to particle size and lanthanum amount was followed by X-Ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and X-Ray absorption techniques. The transition process was followed from XRD pattern and from the Raman spectra. Samples calcined at 400 oC that were characterized as amorphous present different X-ray absorption spectra. The ceramic samples sinterized at high temperature and ambient pressure presented a microstructure (microsized grains) and electrical properties (normal ferroelectric) similar to that observed in the same samples obtained from the solid-state reaction method. On the other hand, the ceramic sample with x = 0.20 prepared at high pressure and at room temperature formed only by nanoparticles present a behavior characteristic of a relaxor ferroelectric material showing the influence of the grain size on the electrical properties of these samples.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-04T19:24:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Final.pdf: 2311860 bytes, checksum: 088d5037cf82ade1019f6e955eeb02f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-04T19:24:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Final.pdf: 2311860 bytes, checksum: 088d5037cf82ade1019f6e955eeb02f6 (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / CAPES / Na produção de petróleo, são utilizados vários tipos de sensores a fim de monitorar alguns parâmetros importantes tais como temperatura, pressão e vazão. Estes sensores estão sujeitos a condições hostis de funcionamento por isso eles devem apresentar um comportamento inerte e estável nestas condições de trabalho. Os sensores de temperatura que se mostram mais adequados à indústria de petróleo são os Detectores de Temperatura por Resistência (DTR), isso porque eles apresentam elevada acuidade e grande faixa de temperatura. Geralmente estes sensores são construídos com metais como elementos detectores de temperatura por resistência encapsulada em cerâmicas inertes e vendidos a preços elevados. O principal objetivo desse trabalho é produzir novos cerâmicos de estrutura perovskita cúbica complexa Ca2AlZrO5,5 para o encapsulamento de sensores de temperatura. A cerâmica Ca2AlZrO5,5 foi produzida por processos termomecânicos. As quantidades estequiométricas dos produtos químicos constituintes (CaO, Al2O3 e ZrO2 ) foram homogeneizadas e calcinadas à temperatura de 1150º C durante 24 horas. A estrutura cristalina do composto foi determinada por difração de raios-X que mostrou a formação da estrutura da perovskita cúbica complexa ordenada. O composto foi moído e homogeneizado em moinho de bolas e submetido a análise granulométrica. O pó foi compactado em forma de discos circulares e sinterizado em estado sólido a uma temperatura de 1300°C por 24 horas. A microestrutura e as propriedades mecânicas das pastilhas sinterizadas foram estudadas por MO, MEV e microdureza Vickers, respectivamente. Após esses ensaios as amostras são imersas no petróleo de mar e de terra durante 60 dias e então os ensaios de dureza Vickers, MO e DXR são realizados novamente a fim de verificar a estabilidade da cerâmica ao petróleo cru. Os resultados do DRX e MO mostraram que não houve alterações na estrutura e microestrutura das cerâmicas após imersão no petróleo cru. O ensaio de microdureza Vickers mostrou um aumento significativo da dureza média das amostras após a imersão no petróleo. Esses estudos revelam que a cerâmica fabricada mostrou-se estável em contato com o petróleo cru, podendo ser utilizada como encapsulamento de sensores de temperatura / In petroleum production, various types of sensors are used in order to monitor important parameters such as temperature, pressure and flow. These sensors are subject to hostile operating conditions so they must submit an inert and stable behavior in these working conditions. The temperature sensors, Resistance Temperature Detectors (RTD), are most suitable for the petroleum industry because they have high accuracy and wide temperature range. Generally these devices are built with metal detector elements as resistance temperature encapsulated in inert ceramics and sold at high prices. The goal of this work is to produce new ceramic Ca2AlZrO5,5 with complex cubic perovskite structure for the encapsulation of temperature sensors. Ca2AlZrO5,5 ceramic was produced by thermomechanical processes. Stoichiometric amounts of the chemical constituents (CaO , Al2O3 and ZrO2) were mixed and calcined at a temperature of 1150ºC for 24 hours. The crystal structure of the compound was determined by X-ray diffraction showed that the formation of the complex cubic perovskite ordered structure. The compound was ground and homogenized in ball mill and subjected to particle size analysis. The powder was compacted in the form of circular discs and sintered in the solid state at a temperature of 1300°C for 24 hours. The microstructure and mechanical properties of the sintered discs were studied by OM, SEM, and Vicker’s microhardness test, respectively. After these tests the samples were immersed in ground offshore crude petroleum for 60 days and subjected to XRD, OM and Vickers hardness test again to verify the stability of the ceramics in crude petroleum environment. XRD and OM results showed that the structure and microstructure of the ceramics after immersion in crude petroleum remain unchanged. The Vickers hardness test showed a significant increase in average hardness of specimens after the immersion in the crude petroleum. These studies show that the manufactured ceramics are stable in contact with crude petroleum and could be used as encapsulation of temperature sensors.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:50:15Z (GMT). No. of bitstreams: 4 arquivo5275_1.pdf: 9010552 bytes, checksum: 780f36f6e5f2e1a2206d1872ab9c36c8 (MD5) arquivo5275_2.pdf: 4473381 bytes, checksum: de78ef453ff96f6587a112a96e73ea19 (MD5) arquivo5275_3.pdf: 836886 bytes, checksum: 5889fd1cb28a787bdf5d1142e100a667 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Todo processo industrial gera resíduos, muitas vezes tóxicos e perigosos, não sendo possível simplesmente descartar esses materiais na natureza sem provocar danos à saúde e ao meio ambiente. Na busca da minimização dos problemas ambientais a utilização de rejeitos em processos industriais tem uma grande importância, haja visto que diminui o volume dos depósitos e contribui significativamente para a redução na extração de matéria-prima. Alguns desses rejeitos vêm sendo reciclados, gerando novos produtos. Esse trabalho teve como objetivo caracterizar o subproduto de polimento de porcelanato (SIPP) de uma indústria local e desenvolver novos materiais a partir do mesmo. Foram inicialmente preparados blocos sinterizados a partir do SIPP. A composição mineralógica do SIPP mostrou a possibilidade do uso do mesmo como produto de partida na preparação de vidros (SIPPBORAX). A partir desses vidros foram obtidas fritas. Finalmente, o SIPP foi usado para formação de um compósito com gesso. O SIPP e os produtos derivados do mesmo foram caracterizados por difração de raios-X, por análise térmica diferencial (DTA), por fluorescência de raios-X (EDX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV)

Objetivo: O objetivo do presente estudo foi avaliar a resistência de união da interface coping cerâmico-pilar de implante variando o agente cimentante antes e após ciclagem térmica. Material e métodos: Foram utilizados quarenta conjuntos de copings cerâmicos e.max - pilar sólido 5.5/ análogo regular, sendo estes divididos aleatoriamente de acordo com o agente cimentante (n=10): (OZ) óxido de zinco sem eugenol; (FZ) fosfato de zinco; (CIV) ionômero de vidro modificado por resina; (RES) resinoso autopolimerizável. O teste de resistência da união à tração foi executado em uma máquina de ensaios universal (Versat 2000-Panambra), com velocidade de 1,0mm/min, antes e após ensaio de envelhecimento por ciclagem térmica. Os resultados foram submetidos ao teste de normalidade e posteriormente a ANOVA (two-way) e teste de Tukey, com nível de significância de 5%. Resultados: Antes da ciclagem térmica, os valores variaram entre o mínimo de 50,77N (OZ) e o máximo de 240,21N (CIV). Não foi observada diferença entre OZ e FZ (60,16N), nem entre CIV e RES (230,36N). Após a ciclagem térmica, os valores foram de no mínimo 3,5N (OZ) e máximo de 330,66N (RES). OZ apresentou resultados estatísticamente inferiores se comparado aos demais, enquanto RES obteve resultados estatísticamente superiores em relação aos demais agentes cimentantes, FZ (90,58N) e CIV (280,43N) apresentaram resultados intermediários. Conclusões: O cimento de óxido de zinco sem eugenol foi associado ao pior desempenho comparado aos demais agentes avaliados antes e após a ciclagem. Antes da ciclagem térmica o maior valor médio obtido foi do ionômero de vidro, enquanto que após a ciclagem o maior valor médio foi do cimento resinoso. O envelhecimento das amostras promoveu inversão dos resultados do ionômero e resinoso, com melhor resultado mecânico para o cimento resinoso. / Objective: The aim of the present study was to evaluate the bond strength of the ceramic coping-abutment implant interface according to the luting agent, before and after thermal cycling. Methods: A total of forty sets of ceramic copings (IPS e.max) and solid pillar 5.5/ regular analogue were divided according to the luting agent (n=10): (OZ) zinc oxide with no eugenol; (ZP) zinc phosphate, (CIV) resin modified glass ionomer, (RES) adhesive resin cement. Tensile bond strength test was performed using a universal testing machine (2000-Versat Panambra) with a speed of 1.0mm/min, before and after thermal cycling. Results were submitted to normality test and then analyzed by ANOVA and Tukey test with significance level of 5%. Results: Prior to thermal cycling, values ranged from 50.77N (OZ) to 240.21N (CIV). No difference was observed between OZ and FZ (60.16N), nor between CIV and RES (230.36N). After thermal cycling, values ranged between 3.5N (OZ) and 330.66N (RES). OZ showed statistically lower mean values compared to the others. RES presented statistically higher mean values in comparison to the other luting agents. FZ (90.58N) and CIV (280.43N) showed intermediate results. Conclusions: Zinc oxide with no eugenol was associated with the worst performance compared to the other agents after thermal cycling. Before thermal cycling the highest mean value was obtained for the glass ionomer. However, after this step, adhesive resin cement showed the highest mean value of bond strength. The sample aging inverted results between ionomer and resin cement, with better mechanical performance for the resin cement.

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a transmitância de diferentes tipos e cores de cerâmicas e seus efeitos no grau de conversão (GC) de dois tipos de cimentos resinosos com modo de polimerização dual. Foram confeccionadas 60 pastilhas com a cerâmica IPS e.max (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) e divididas em 3 grupos: LT, MO e Z, com 20 pastilhas cada um. Nos grupos LT e MO, as pastilhas foram confeccionadas com a cerâmica de dissilicato de lítio de baixa translucidez (LT - low transluscency) e de média opacidade (MO - medium opacity), respectivamente. No grupo Z, as pastilhas foram confeccionadas em zircônia. Cada grupo foi subdividido em 5 subgrupos (n=4), de acordo com a cor da cerâmica: A2; A3,5; B2; C2; D3. No grupo LT, as pastilhas foram prensadas nas cores anteriormente citadas e, nos grupos MO e Z, as pastilhas foram, inicialmente, confeccionadas para simular infraestruturas e, posteriormente, receberem aplicação de cerâmica de revestimento IPS e.max Ceram (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) nas mesmas cores. O espectrofotômetro UV 1800 Shimadzu foi utilizado para medir a transmitância de cada espécime de cerâmica (2,0 mm de espessura). Para medir o GC, espécimes dos cimentos resinosos Variolink II (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) e Rely X U200 (3M ESPE, St. Paul, MN, USA), com espessura de 100 μm, foram fotopolimerizados sob os discos de cerâmica por 40 s. Espécimes dos cimentos fotoativados sem a interposição da cerâmica foram usados como grupo controle. A polimerização dos cimentos foi avaliada através da espectrometria no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) empregando o método de reflexão atenuada total (ATR) imediatamente após a fotopolimerização. Os resultados foram submetidos aos testes ANOVA a 1 critério e Teste de Tukey (α=5%). Os valores de transmitância foram inferiores a 1%, sendo que as do grupo LT apresentaram, em geral, os maiores valores de transmitância, seguidos dos grupos MO e Z. O GC do cimento Variolink II não sofreu influência da interposição da pastilha de cerâmica. Para o cimento Rely X U200, a interposição de alguns tipos/cores de cerâmica (LT A3,5; MO A2; MO A3,5 e Z A3,5) diminuíram o GC em relação ao grupo controle. Concluiu-se que os valores de transmitância e GC foram influenciados pelos tipos/cores de cerâmica. Entretanto, somente o grupo formado pela cerâmica de dissilicato de lítio LT, usando o Rely X U200, apresentou correlação negativa entre transmitância e GC. / The aim of the present study was to evaluate the transmittance of different ceramic types and shades and their effects on the degree of conversion (DC) of two dual-cure resin cements. Sixty discs were fabricated with IPS e.max ceramic (Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) and divided into three groups (n= 20 in each group): LT, MO and Z. For LT and MO groups discs were fabricated with low translucency (LT) and medium opacity (MO) lithium disilicate ceramic, respectively. Discs from Z group were manufactured of zirconia. Each group was divided into five subgroups (n = 4), according to the ceramic shade: A2; A3,5; B2; C2; D3. In the LT group, specimens were heat-pressed in shades cited above and in the MO and Z groups, the discs were initially fabricated as core materials and then veneered with veneer ceramic (IPS e.max Ceram, Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein) in the same shades. A spectrophotometer UV-1800 Shimadzu was used to determine the transmittance percentage of each ceramic specimen (2.0-mm-thick). For DC measurements, the resin cements (Variolink II - Ivoclar Vivadent, Schaan, Liechtenstein and Rely X U200 - 3M ESPE, St. Paul, MN, USA) specimens (thickness: 100 μm) were photocured under the ceramic discs (2.0-mm-thick) for 40 s. Specimens photocured without the ceramics discs were used as control group. ATR/FTIR spectrometry was used to evaluated the extent of polymerization for all cement specimens immediately after photocuring. The results were submitted to one-way ANOVA and Tukey test (α=5%). The transmittance percentage was less than 1% and the LT group had the highest transmittance values, followed by MO and Z groups. The %DC of Variolink II cement was not influenced by the ceramic disc interposition. For Rely X U200 cement, the interposition of some ceramics types/shades (LT A3,5, MO A2, MO A3,5 and Z A3,5) significantly decreased the %DC compared to control group. It was concluded that the transmittance values and %DC were influenced by the ceramics types/shades. However, only the LT group, using the Rely X U200, showed a negative correlation between transmittance and %DC.

O estudo trata da medição da força de usinagem a verde de corpos de provas cerâmicos e sua correlação com as propriedades mecânicas após a sinterização. A usinagem a verde é empregada em compactos brutos para conferir formatos sem extremo compromisso com precisão dimensional ou para obter uma pré-forma antes da usinagem de acabamento após sinterização; é extensivamente empregada na usinagem de cerâmicas avançadas. Durante o processo de usinagem a verde os esforços de corte determinam a introdução de defeitos críticos na superfície e são geralmente estes defeitos que governam as propriedades mecânicas das cerâmicas após a sinterização. O trabalho objetiva a elaboração e montagem de um sistema de aquisição de dados das forças de usinagem, e procura identificar o limite de agressividade de corte na manutenção da integridade do corpo de prova com produção econômica. As medidas de torque de usinagem e velocidade periférica do rebolo podem representar um modelo para predizer a associação das forças de usinagem. Corpos de prova cilíndricos foram conformados a 100 e 200 MPa, tratados termicamente após a prensagem e usinados com diferentes parâmetros de corte, sinterizados e ensaiados quanto à resistência mecânica através de compressão e flexão a quatro pontos. Os resultados mostraram a importância do tratamento térmico antes da usinagem acima da temperatura de transição vítrea do ligante para peças prensadas a 100 e 200 MPa. Peças prensadas a 200 MPa e tratadas termicamente foram usinadas sem danos a taxas de remoção de 10.000 \'MM POT.3\'/min com potencia consumida de 1700 W. Com o emprego de um cabeçote com mancais aerostáticos de alta potência e baixo ruído não se detectou a introdução progressiva de defeitos críticos na superfície devido à ação do rebolo, porém se identificou um limite de velocidade de 400 mm/min em função da profundidade de corte que excedeu a resistência mecânica dos corpos de prova comprimidos a 100 MPa, levando a ruptura. A correlação entre potência consumida e taxa de remoção, forneceu informações muito importantes para o projeto de uma máquina de usinagem á verde de produtos cerâmicos em alumina. / The present study deals with the measurement forces of green machining ceramics and their correlation with the mechanical properties after sintering. The green machining is employed in crude compacts either to check raw formats without compromising the extreme dimensional accuracy or to obtain a preform prior to finish machining after sintering, extensively used in the machining of advanced ceramics. During the process of the green machining, cutting forces determine the introduction of the critical defects in the surface, which generally govern the mechanical properties after the sintering of ceramics. The study aims at the development and installation of a system of machining forces data acquisition and also the identification of the limit of cutting aggression to maintain the integrity of the ceramics with economic production. The torque measurements of machining and grinding wheel peripheral speed can represent a model to predict the association of the machining forces. Cylindrical bodies were conformed at 100 and 200 MPa, heat-treated after pressing and machined with different cutting parameters, sintered and tested concerning strength by compression and bending at four points. The results showed the importance of the heat treatment before machining above the glass transition temperature of the binder for the parts pressed at 100 and 200 MPa. Parts pressed at 200 MPa and heat-treated were machined without damage at 10.000 \'MM POT.3\'/min removal rates with power consumption of 1700 W. With the use of a spindle with aerostatic bearings for high power and low noise the gradual introduction of critical defects into the surface was not detected due to the action of the wheel. However a speed limit was identified in function of the depth of the cut, which exceeded the strength of the ceramics compressed at 100 MPa, leading to rupture. The correlation between power consumption and rate of removal provided very important information for the design of a green machining of ceramic products in alumina.

O presente trabalho trata do projeto e da fabricação de uma mini máquina para usinagem de esferas cerâmicas verdes. Esferas de cerâmicas avançadas encontram grande aplicação em componentes de alta precisão como rolamentos híbridos ou como a cabeça de próteses de quadril. A grande demanda pelas esferas de cerâmicas avançadas nesses componentes se deve à combinação única de suas propriedades tais como: alta estabilidade dimensional, alta dureza, baixo coeficiente de expansão térmica, biocompatibilidade (bioinerte) e alta resistência mecânica à compressão. No entanto o alto desempenho só será alcançado se as esferas tiverem tolerâncias estreitas (dimensão e forma) e acabamento superficial ultrafino. Esse trabalho objetiva o projeto e a fabricação de um protótipo de mini máquina para usinagem de esferas cerâmicas prensadas de até 30 mm de diâmetro. O desenvolvimento do projeto foi dirigido por uma metodologia de projeto mecânico e após definição do conceito foi gerado um pré-projeto virtual seguido da fabricação de um protótipo, o conceito é composto por três rebolos, sendo dois de arraste que, tendo velocidades e direções de giro variáveis, promovem a variação do eixo de giro das esferas, parâmetro necessário para atingir baixo desvio de esfericidade. Blanks esféricos em zircônia foram conformados por prensagem isostática e usinados no protótipo construído. As esferas passaram pela caracterização metrológica através da medição de esfericidade, circularidade e acabamento superficial. / This work deals with the design and manufacturing of a mini machine for grinding of green ceramic balls. Balls of advanced ceramics find wide application in high-precision components such as hybrid bearings or as bearings of hip prostheses. The large demand for advanced ceramic balls in these components is due to their unique combination of properties such as high dimensional stability, high hardness, low coefficient of thermal expansion, biocompatibility (bio inert) and high compressive strength. However the high performance can only be achieved if the balls have narrow tolerances (size and shape) and ultra-fine surface finish. This work aims to design and manufacture a mini prototype machine to obtain a green ceramic balls up to 30 mm in diameter. The project development was driven by a mechanical design methodology and after the concept generation a virtual pre-design has been generated followed by manufacturing a prototype, the initial concept is composed of three wheels, two of drag that having variables turning speeds and directions, promote a random orbital effect in the balls necessary to reduce the sphericity error. Spherical zirconia blanks were shaped by isostatic pressing and machined in the built prototype. The balls were characterized by measuring sphericity error and surface roughness.

Os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar o efeito do envelhecimento por ciclagem mecânica (1 milhão de ciclos a uma freqüência de 2 Hz) sobre a resistência à flexão biaxial de três materiais cerâmicos utilizados para a construção infra-estruturas de próteses parciais fixas: a) uma zircônia tetragonal policristalina estabilizada por ítria (Y-TZP); b) uma alumina policristalina (AL) e c) um compósito de alumina e zircônia infiltrado por vidro (ICZ) e 2) determinar a influência da tensão gerada durante a ciclagem sobre a degradação da resistência das cerâmicas estudadas, já que para cada material a ciclagem foi realizada com dois níveis diferentes de tensão. Material e método: Espécimes em forma de disco (12 mm x 2 mm e 12 mm x 1 mm) foram confeccionados conforme as recomendações dos fabricantes. A resistência à flexão desses materiais foi determinada por meio do ensaio de flexão biaxial. Para o grupo controle de todos os materiais estudados (espécimes de 1 mm de espessura), foi realizada estatística de Weibull para determinação da resistência característica (0) e módulo de Weibull (m). Após o envelhecimento por ciclagem mecânica, realizado para todos os materiais nas duas espessuras, os espécimes foram fraturados e os valores obtidos foram comparados com seus respectivos grupos controle. Resultados: O valor de m foi estatisticamente semelhante para todos os materiais, o ICZ (12,2) apresentou o maior valor comparado ao do Y-TZP (9,0) e do AL (8,4). Os valores de resistência característica, 0, apresentaram diferenças significantes para todos os materiais, 828 MPa para a Y-TZP, 405,8 MPa para a AL e 328 MPa para o ICZ. Não houve diferenças estatisticamente significantes entre as resistências medidas para os grupos controle e ciclado para nenhum dos materiais nas duas espessuras avaliadas. Conclusão: O envelhecimento por ciclagem mecânica não causou alterações significativas nos valores de resistência à flexão de nenhuma das cerâmicas testadas. O aumento no nível de tensão aplicada na ciclagem mecânica não gerou um aumento na degradação da resistência dos materiais estudados. / The objectives of this study were: 1) To evaluate the effect of aging by mechanical cycling (1 million cycles at a frequency of 2 Hz) on the biaxial flexural strength of three dental ceramics used as framework materials for fixed partial dentures (FPDs): a) yttria partially stabilized zirconia tetragonal polycrystals (Y-TZP), b) alumina polycrystals (AL) and c) alumina-based zirconia-reinforced glass infiltrated ceramic (ICZ) and 2) determine the influence of stress level generated during mechanical cycling on the flexural strength degradation of the studied ceramics. Materials and Methods: Disc-shaped specimens (12 mm x 2 mm and 12 mm x 1 mm) were prepared according to manufacturer\'s recommendations. The flexural strength of these materials was determined by biaxial flexure test for the control group of all materials. The Weibull statistics was performed to determine the characteristic strength (0) and Weibull modulus (m). After mechanical aging, the specimens were fractured and the values obtained were compared with their respective control groups. Results: No statistically significant differences were founded between the strength obtained for the control and cycled groups for any of the materials in the two thicknesses tested. The m value was similar for all materials, ICZ (12.2) which showed the highest value, followed by the Y-TZP (9) and AL (8.4). The values for characteristic strength (0) showed significant differences for all materials, 828 MPa for Y-TZP, 405.8 MPa for AL and 328 MPa for ICZ. Conclusion: Aging by mechanical cycling did not cause significant changes in the values of flexural strength for all the ceramics tested. The increase in the stress level during cyclic loading did not cause an increase in the strength degradation of the materials studied.