O objetivo dessa tese foi avaliar o efeito da adição de fibras e tipo de processamento (sinterização versus injeção) na microestrutura, propriedades mecânicas (resistência à flexão f e parâmetros de Weibull m, 0 e 5%), parâmetros de crescimento subcrítico (n e f0) e propriedades ópticas de razão de contraste (RC), parâmetro de translucidez (PT) e índice de opalescência (IO) de uma porcelana odontológica à base de leucita. Fibras de hexatitanato de potássio foram misturadas a uma porcelana à base de leucita que foi processada por sinterização e por injeção (com e sem fibras). Por meio de um estudo piloto realizado, variando-se temperaturas de sinterização e de injeção com 5% ou 10% de fibras, em massa, foram escolhidos o grupo controle (CS) sinterizado conforme recomendações do fabricante; o grupo sinterizado com fibras (SF), o grupo injetado sem fibras (ISF) e o grupo injetado com fibras (IF). A adição de fibras à porcelana processada por sinterização resultou em um material com fração volumétrica de poros mais do que duas vezes maior do que aquela encontrada para o grupo controle e a área média desses poros também foi mais do que o dobro da área média dos poros do controle. Outro problema apresentado pelo grupo sinterizado com fibras foi o aumento significativo da sua opacidade, representada pela razão de contraste que aumentou de 0,7 no controle para 1,0 no grupo sinterizado com fibras. Além disso, adição de fibras ao material processado por sinterização, apesar de ter causado aumento significativo da densidade e coeficiente de Poisson, não causou alterações significativas no módulo de elasticidade, dureza e tenacidade à fratura. Com relação à resistência à flexão biaxial, a adição de fibras na porcelana sinterizada causou aumento significativo da resistência média (f), porém os parâmetros da análise de Weibull (módulo de Weibull, m, resistência característica, 0, e resistência correspondente à probabilidade de falha de 5%, 5%) não foram alterados significativamente em relação ao grupo controle. Os parâmetros de crescimento subcrítico (coeficiente de susceptibilidade ao crescimento subcrítico, n, e resistência inicial, f0) também não foram alterados significativamente após a adição de fibras no material sinterizado. Embora o processamento por injeção sem adição de fibras não tenha afetado significativamente (em relação ao grupo controle) algumas propriedades como tenacidade à fratura, dureza, módulo de elasticidade, módulo de Weibull e 5%, houve um aumento significativo de parte das propriedades avaliadas como a resistência média, resistência característica e parâmetros de crescimento subcrítico. Com relação às propriedades ópticas, o processamento por injeção resultou em aumento da translucidez da porcelana, o que foi comprovado pela queda significativa no valor de razão de contraste e no aumento significativo no valor do parâmetro de translucidez em comparação com o grupo controle. Uma característica importante observada para o grupo injetado sem fibras foi seu baixo grau de porosidade em relação ao controle e também em relação aos outros dois grupos experimentais (SF e IF). Com relação ao grupo IF, o mesmo problema de alto grau de porosidade observado para o grupo sinterizado com fibras (SF) foi notado. Entretanto, os poros do grupo IF apresentaram área média significativamente menor e tamanho de poro aproximadamente 3 vezes menor do que os dos poros do grupo SF. Dentre as propriedades que não se alteraram comparando-se os grupos controle e injetado com fibras estão o módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, tenacidade à fratura, 5%, e as propriedades ópticas de razão de contraste e parâmetro de translucidez. Entretanto, é importante ressaltar que o grupo injetado com fibras obteve maiores valores médios em relação ao grupo controle para os seguintes parâmetros: densidade, dureza, resistência média, resistência característica, coeficiente de susceptibilidade ao crescimento subcrítico (foi o maior de todo o experimento) e resistência inicial (f0). / The objective was to evaluate the processing methods (conventional sintering and heat pressing) and fibers incorporation on the microstructure, mechanical properties (flexural strength f, and Weibull parameters m, 0 e 5%), slow crack growth parameters (n e f0) and contrast ratio (CR), translucency parameter (TP), opalescence parameter (OP) optical properties. Potassium Titanate fibers were mixed with a feldspathic porcelain, and then processed with conventional sintering and heat pressing (with or without fibers). A pilot study was carried out varying the sintering and heat pressing temperature with 5 or 10 wt% of fibers. The selected groups were the control group (CG), conventionally sintered processes following manufactures recommendations; conventionally sintered with fibers (SF); heat pressed without fibers (HP) and heat pressed with fibers (HPF). The hypothesis were: 1) The incorporation of fibers to the conventionally processed porcelain would improve the mechanical properties and slow crack growth parameters and would not affect the optical properties; 2) heat pressing the porcelain without fibers would improve the mechanical properties and slow crack growth parameters and would not affect the optical properties. 3) heat pressing the porcelain with fibers would improve the mechanical properties and slow crack growth parameters and would not affect the optical properties. Specimens were tested for biaxial flexural strength in water. Weibull analysis was used to determine m, 0 and 5% and the dynamic fatigue test was used to determine n e f0 values. The SF group showed percentage of porosity two times higher than the CG, higher values of f, but had no improvement on the Weibull parameters m, 0 and 5% values and slow crack growth parameters n and f0. It presented significant optical changes reaching 100% of opacity. The first hypothesis was partially accepted because there was increase only in f. The HP group presented 10 times lower porosity than CG. It showed higher values of f, and 0 but had no improvement on m and 5%. The HP group also showed higher values of n and f0 and significantly higher TP, and lower CR and OP. The second hypothesis was partially accepted as well because there were mechanical properties increases and changes in optical properties. The HPF group showed porosity two times higher than the CG, higher values of f, and showed an improvement on the Weibull parameters 0 and 5% and slow crack growth parameters n and f0. It presented significant changes OP.

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-09-04T17:07:04Z No. of bitstreams: 1 JORGE GOMES SANTOS M.pdf: 4395120 bytes, checksum: deacbbe607eff125c1c28e7806a78045 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T17:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JORGE GOMES SANTOS M.pdf: 4395120 bytes, checksum: deacbbe607eff125c1c28e7806a78045 (MD5) Previous issue date: 2000-08 / O presente trabalho relata a síntese de ferrita de ítrio-dísprósio-gadolínio com estrutura de granada, visando aplicações em dispositivos operando na região de radiação de microondas tais como em circuladores e/ou isoladores bem como investigar uma possível aplicação destas ferritas como materiais absorvedores de radar, buscando com isso, preencher uma lacuna existente para materiais absorvedores de microondas na faixa de 4 a 20GHz. Foram estudadas misturas de óxido férrico e três concentados de ítrio, disprósio e gadolínio, que se diferiam entre si pelo teor de ítria (66%, 70% e 94% em peso de Y2O3). As misturas homogeneizadas foram calcinadas à 1250°C por 4 horas, cominuídas até tamanho inferior a lum, granuladas em secador por atomização e prensada na forma de pastilhas e toróides. A sinterização foi realizada à temperatura de 1350°C ou 1480°C. O monitoramento das fases presentes foi realizado através de análises de difração de raios-X. Foram realizadas análise magnética por histeresimetria e em magnetômetro de amostra vibrante, assim como microscopia eletrônica de varredura das misturas e dos toróides sinterizados. Os materiais obtidos apresentaram boas propriedades magnéticas tais como baixo campo coercitivo, baixas perdas por histerese, baixa razão magnetização remanescente/magnetização de saturação e tamanho de grão controlado, que os credenciam para uso em sistemas operando em altas frequências, porém não apresentaram características de absorção de radiação eletromagnética na faixa de frequência estudada (8-16GHz).

Reciclar é a palavra de ordem nos dias atuais. A escassez de matérias-primas, a economia com insumos, a preservação do meio ambiente e o ganho de confiabilidade com a melhora da imagem da empresa são alguns dos aspectos importantes da reutilização dos resíduos. Os lançamentos dos programas de qualidade de processos e produtos fizeram com que as indústrias buscassem meios de produzir mais e melhor, para suportar a competitividade no setor. Porém algumas indústrias brasileiras de revestimento cerâmico ainda produzem elevado índice de resíduos sólidos. Esses índices refletem a deficiência do processo produtivo, o prejuízo com o desperdício de matérias-primas e insumos, e causam o problema do descarte dos resíduos, uma vez que poucas indústrias se aventuram a reciclar, devido à falta de informação técnica. Nos últimos anos, com a crescente preocupação com as questões ambientais e, principalmente, com a implantação dos sistemas de gestão e certificação ambientais, vem sendo observada uma sensível melhora na política ambiental das indústrias de revestimento cerâmico. Mas é necessário, além das políticas, a orientação técnica às empresas, para a adequação de suas atividades em benefício ao meio ambiente. Frente a esses problemas, a presente pesquisa desenvolve um necessário estudo científico, caracterizando e classificando os resíduos, bem como propondo métodos de reutilização baseados em análises experimentais. De acordo com os resultados obtidos, é possível reciclar totalmente os resíduos das lamas do processo de esmaltação e dos resíduos queimados, sem alterar as condições industriais de processamento das placas, obtendo-se, em alguns casos, a melhoria das propriedades mecânicas das peças, recuperando os resíduos como matéria-prima, extinguindo o problema de disposição dos resíduos, e, conseqüentemente, os riscos ao meio ambiente / Currently recycling is a necessity. The scarcity of raw materials, the economy of resources and labor costs, the preservation of the environment and the gain in confidence with improvement of the company image are some of the important aspects of residue reutilization. The initiation of programs of process and product quality control has made industries searched for ways to produce more and better products in order to be competitive in the sector. However, some Brazilian ceramic tile industries still produce high indices of solid residues. These indices reflect the deficiencies of the production process, losses due to waste of raw materials and resources and labor costs, and cause the problem of the discarding of the residue, since few industries venture to recycle, due to lack technical information. In recent years, with the increasing concern with environmental questions and, mainly with the implantation of environmental management systems and certification, a sensible improvement in the environmental politics of the ceramic tile industries has been observed. However, it is necessary, in addition to these policies, the technical orientation of the companies, to adaptation of its activities in benefit of the environment. Considering these problems, the present research develops a necessary scientific study, characterizing and classifying the residue, as well as proposing methods of reutilization based on experimental analyses. According to the results obtained, it is possible to recycle the mud residues of the enameling and glazing processes, without modifying the industrial conditions of the tile processing. In some cases, obtaining an improvement of the mechanical properties of the pieces, recuperating the residue as raw material, and eliminating the residue disposal problem, and consequently, the risks to the environment

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-17T20:04:39Z No. of bitstreams: 1 DIVANIRA FERREIRA MAIA - TESE PPGEP 2006..pdf: 9063307 bytes, checksum: 4a8a7f017dc5bdd4ff2e4624de86ba98 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-17T20:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIVANIRA FERREIRA MAIA - TESE PPGEP 2006..pdf: 9063307 bytes, checksum: 4a8a7f017dc5bdd4ff2e4624de86ba98 (MD5) Previous issue date: 2006-04-20 / A presença de óleo na água produzida durante a extração de petróleo, causa sérios problemas tanto ao ser descartada no meio ambiente como ao ser reinjetada nos poços produtores de petróleo. Os métodos convencionais utilizados na separação óleo/água não conseguem limpar toda a água com eficiência e baixo custo. Assim sendo, a busca por novas alternativas para solucionar este problema foi a motivação principal deste trabalho, sendo este parte integrante de uma série de pesquisas, financiadas pela Agência Nacional de Petróleo (ANP), que visa otimizar todas as etapas de produção de petróleo. Assim o objetivo deste trabalho foi produzir membranas cerâmicas visando a sua aplicação na separação óleo/água. Inicialmente foram obtidos dois tipos de membranas tubulares de alumina, denominadas tipo 1 e tipo 2, com diferentes tamanhos de poros de aproximadamente 0,9\im e 15,5nm e com eficiências mínimas de aproximadamente 97,5% e 93,8%, respectivamente. Porém a membrana tipo 2 apresentou um fluxo 40 vezes maior que a membrana tipo 1. Assim, visando melhorar mais ainda o desempenho da membrana tipo 2 depositou-se sobre a mesma uma camada fina de zircônia, de forma que pudesse melhorar sua eficiência sem alterar significativamente seu fluxo. O pó de zircônia foi obtido com sucesso pelo método Pechini. Com este método foi possível a obtenção da zircônia cristalina cujos tamanhos de aglomerados indicaram que este material pode ser usado na obtenção de membranas de ultrafiltração. Para obtenção da camada de zircônia foi preparada uma suspensão com a zircônia obtida e esta foi depositada na parte interna da membrana de alumina tipo 2 usando a técnica de deposição "dip coating". A camada de zircônia formada apresentou uma espessura de 23,9 ^im, um fluxo superior a membrana de alumina tipo 1 e uma eficiência mínima de 97,8%. Para todas as membranas obtidas, a concentração de óleo no permeado foi abaixo de 7 ppm, usando concentração máxima de 1000 ppm na alimentação. A água permeada através das membranas estudadas se enquadraram nas especificações para uso na reinjeção e no descarte. / The presence of oil in water produced during the petrol extraction can cause serious problems during the discharge in the environment as well as in the re-injection in the oil well. The conventional methods used to remove oil from water can not clean with efficiency and low cost. So, the search for new alternatives to solve this problem is the motivation of this work. This study is part of a series of researches supported by Agência Nacional de Petróleo (ANP), with the aim to optimize ali the steps in the oil production. The aim of this work is to make ceramic membrane to be applied in the oil/water separation. Firstly, it was prepared two types of tubular alumina membranes, called type I and type 2, with different pore size of approximately 0.9nm and 15, 48nm, respectively. The minimal efficiency of these membranes was approximately 97.5% and 93.8% for membrane type I and type 2, respectively. However, the membrane type 2 shown a flux 40 times greater than the membrane type 1. To improve the use of the membrane type 2 it was coating the internai surface with a thin layer of zircônia to get better efficiency without to decrease the flux. The zircônia powder was prepared with success by Pechini method and it was obtained a crystalline zircônia with agglomerates that indicate the use to make ultrafiltration membranes. To obtain the zircônia layer it was prepared dispersion and deposited in the internai surface of the membrane type 2 by dip coating technique. The zircônia layer presented a thickness of 23.88}im, a flux grater than the alumina type 1 and a minimal efficiency of 97.8%. Ali studied membrane presented oil content in permeate below 7ppm, using a maximum concentration of lOOOppm in the feed tank. The permeate water through the studied membranes is in agreement with the norms to be discharge in the environment or to be re-injected in the oil well. / PRH 25.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-10-18T18:45:52Z No. of bitstreams: 1 ROBERTO ALVARES DE ANDRADE - TESE PPGEP 2009..pdf: 16622579 bytes, checksum: 3d27a2976f134c663977125e77248ac7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T18:45:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ROBERTO ALVARES DE ANDRADE - TESE PPGEP 2009..pdf: 16622579 bytes, checksum: 3d27a2976f134c663977125e77248ac7 (MD5) Previous issue date: 2009-05-28 / A partir dos últimos trinta anos, a difusão da alvenaria estrutural com o emprego de blocos cerâmicos passou a exigir destes últimos a capacidade de absorver esforços mecânicos provenientes do peso próprio das edificações e das sobrecargas a elas transmitidas. As pesquisas para a viabilização desta nova função dos blocos cerâmicos não foram, até o presente momento, tão intensas a ponto de garantirem de forma efetiva o seu bom desempenho estrutural, e alguns problemas relacionados com as suas propriedades mecânicas e expansão por umidade (EPU) passaram a evidenciar a necessidade do aprimoramento das suas características. Foi com tal propósito que nesta tese se desenvolveram algumas investigações voltadas à detecção de novos parâmetros que aumentassem o acervo de conhecimento da EPU e das propriedades mecânicas dos blocos cerâmicos e, em tal direcionamento, partiu-se de informações da literatura técnica relativas ao efeito benéfico dos óxidos de cálcio e de magnésio incorporados às massas tomadas como matérias-primas dos blocos cerâmicos. Os resultados obtidos com corpos-de-prova autoclavados permitiram o confronto das suas características atuais com aquelas projetadas para o término da sua vida útil. Estudos para constatar eventuais minimizações da EPU e controle da resistência mecânica de corpos cerâmicos de vedação foram desenvolvidos com o emprego das massas das Cerâmicas ditas "A" e "B", as quais foram manipuladas de forma idêntica. Os teores diferenciados da incorporação feita a cada uma das citadas massas dos carbonatos empregados, a saber, os carbonatos de cálcio e de magnésio, foram calculados com o propósito de gerarem idênticos teores de óxidos após o desprendimento do dióxido de carbono ao longo do ciclo da queima. Os resultados obtidos evidenciaram, para os blocos obtidos ao longo de ciclo de queima entre 850-1000°C, uma redução universal da EPU decorrente da ação do carbonato de cálcio, e uma discreta tendência da sua redução decorrente da adição do carbonato de magnésio; tais reduções de EPU se deveram à formação de fases cristalinas desencadeadas pela ação dos referidos carbonatos. O maior valor de perda de massa, o surgimento da brucita, e os elevados valores de absorção de água decorrentes das adições magnesianas justificaram as menores reduções, ou ausência de reduções, de EPUs delas decorrentes. Quando as duas citadas massas foram manipuladas sem adições, aquela com maior teor de argila apresentou valores mais elevados de EPU, o que se explica, já que a maior quantidade de argila forma maior quantidade de fase vítrea. As adições utilizadas intervieram não só na EPU como também nas propriedades cerâmicas dos corpos-de-prova analisados. As adições calcárias e magnesianas, de forma quase absoluta, tenderem ao aumento das absorções de água, e, quanto à interferência no aumento da resistência mecânica, marcante foi a grande suscetibilidade ao teor "médio" (16,3%) de adição magnesiana associado à temperatura de queima de 1000°C, situação em que a tensão de ruptura à flexão, tanto para a Cerâmica "A" quanto para a Cerâmica "B", apresentou valores desproporcionalmente superiores àqueles relativos a temperaturas de queima inferiores a 1000°C, fato provavelmente devido à efetiva presença da enstatita e da ringwoodita a esta temperatura de queima. / The use of ceramic blocks in structural masonry since the last thirty years has demanded their capacity of absorbing mechanic efforts resulting from the own weight of building and respective overloads. Researches intended to make possible the new performance of ceramic blocks have not been intensive enough to definitively assure a good structural performance, and some problems concerning their mechanic properties and moisture expansion have shown the need of deeply improve their characteristics. Aiming at that purpose, this doctoral thesis has developed some investigations to identify new patterns that may contribute to increase the knowledge of moisture expansion and mechanic properties of ceramic blocks. To achieve that purpose, we started from information provided by technical literature concerning the good effects of calcium oxide and magnesium oxide incorporated to the rawmaterials of ceramic blocks. Results obtained from the autoclaved specimens have shown the differences between their present characteristics and those expected to be at the end of their working life. Researches to confirm possible moisture expansion minimizations and control of mechanic resistance of packing ceramic bodies have been carried out by using ceramic masses called "A" and "B", handled alike. Different contents of the carbonate used, such as calcium and magnesium carbonates, have been estimated, with the purpose of providing the same oxide contents after the carbon dioxide exit, along the firing cycle. Blocks obtained during a firing cycle between 850-1000°C show a universal moisture expansion decrease resulting from the action of calcium carbonate and a strong trend of its decrease resulting from the addition of magnesium carbonate. Such moisture expansion decreases resulted from the crystalline stages developed by the activity of those carbonates. The highest rate of mass loss, ocurrence of brucite and high rates of water absorption resulting from the addition of magnesium carbonate justify shorter decreases or even non-reduction or moisture expansion resulting therefrom. When both masses were handled without additions, the one with higher rate of clay showed higher moisture expansion values, since a higher rate of clay responsible for higher quantity of vitreous phases. Added material interfered both in moisture expansion and in the ceramic properties of observed specimens. Remarkable was the high susceptibility of the medium content (16.3%) of magnesium carbonate addition interfering in the increase of mechanical resistance, joined to the firing temperature at 1000°C, and acording to this tendency, rupture tension, in both Ceramics "A" and "B", showed disproportionably higher figures relative to firing temperatures under 1000°C. This fact is probably due to the effective presence of enstatite and ringwoodite at this firing temperature.

Neste trabalho foi investigado o processamento e propriedades mecânicas e tribológicas do compósito cerâmico Al2O3- NbC com o objetivo de desenvolver um compósito cerâmico com melhores propriedades do que a alumina pura. Como material para comparação foi utlizado a alumina que é uma cerâmica tradicionalmente aplicada onde é necessária elevada resistência mecânica e ao desgaste. A composição Al2O3-0,5%wtY2O3-20%wtNbC, que origina o compósito, passou por moagem e mistura em moinho tipo atrittor e secagem em evaporador rotativo. O pó obtido foi caracterizado quanto a distribuição granulométrica e morfologia. A alumina seguiu a rota tradicional de moagem e mistura em moinho de bolas, secagem em spray dryer; e mesma caracterização realizada para o compósito. Foi realizado estudo da sinterização em dilatômetro para os dois materiais com intuito de determinar as condições ideais de sinterização. Por meio de prensagem uniaxial seguida de prensagem isostática a frio foram confeccionadas amostras na forma de discos e pinos. Os materiais densos foram obtidos por sinterização normal sendo que a alumina ao ar e o compósito em atmosfera de argônio. As fases formadas no dois materiais foram determinadas por difração de raios X. As microestruturas foram estudas em microscópio eletrônico de varredura nas superfícies polidas e atacadas. Entre as propriedades mecânicas foram medidas o módulo elástico, a dureza e a tenacidade à fratura por meio de impressões Vickers. O compósito desenvolvido apresentou valores superiores em todas estas propriedades em relação a alumina. O estudo do comportamento tribológico foi realizado por meio do deslizamento de pinos, com extremidade cônica, de alumina e do compósito cerâmico sobre discos de alumina. Os ensaios foram realizados com a velocidade de 0,4m/s e com carregamento, por meio de peso morto, de 10N sob diferentes níveis de umidade relativa ( 26,8; 48 e 76,3%). O coeficiente de atrito cinético médio, assim como a taxa de desgaste, diminuiu em todos os ensaios com o aumento da umidade relativa, para os dois materiais. Este comportamento foi relacionado com a formação de uma camada na interface de contato entre as superfícies do pino e do disco de hidróxido de alumínio. O compósito demostrou maior resistência ao desgaste em todas as condições tribológicas estudadas. O compósito cerâmico desenvolvido claramente possui boas perspectivas como um novo material cerâmico em importantes aplicações técnicas. / In the present work processing, and mechanical and tribological properties of a ceramic composite Al2O3-NbC were investigated in order to develop a ceramic material with superior properties. Alumina was chosen as a reference since it is a traditional ceramic material for applications where elevated mechanical properties and wear resistance are required. The composition Al2O3 - 0.5 wt%Y2O3-20 wt%NbC was prepared by attrition milling followed by drying in a rotaevaporator. The resulting powder mixture was characterized for granulometry and powder particles morphology. Alumina was processed according to the traditional route of ball milling followed by passing through a spray drier, and the processed powder was then characterized the same way as the composite. Dilatometry was accomplished for both materials in order to define the ideal sintering conditions. Samples with the shape of discs and pins were compacted by uniaxial pressing followed by cold isostatic pressing. Densification was achieved by sintering in air and in argon for alumina and the composite, respectively. Phase composition of sintered materials was studied by X-ray diffraction (XRD). Microstructure was investigated by means of scanning electron microscopy (SEM) on polished and etched surfaces. Materials were also characterized for a number of mechanical properties, in particular for Young modulus, hardness, and fracture toughness by Vickers indentation method. The developed composite exhibited superior mechanical properties as compared to alumina. Tribological behavior was investigated by means of a sliding pin on disk test with pins of a conical shape prepared both from alumina and the composite, and an alumina disk. Tests were performed with the sliding speed of 0.4 m/s and 10N load under varying humidity conditions (26.8; 48, and 76.3%). Both the mean coefficient of friction and the wear rate diminished in all tests with the increase of humidity for both materials. Such behavior was attributed to a aluminum hydroxide layer formation between the pin and the disk surfaces. The developed composite exhibited better wear resistance under all tribologic conditions studied. The developed ceramic composite obviously has good perspectives as a new material for a variety of important technical applications.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAPA-INTRO.pdf: 65338 bytes, checksum: 29ebb2d21aacfe78d6df0edf9d832a57 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work is evaluate the effect of incorporation of waste printed circuit boards (WPCB) in physical and mechanical properties of triaxial ceramics for coating. Through the technique of experiment with mixtures seven formulations were developed with clay (40, 53, 60 e 80%); phyllite (20, 33, 40 e 60%) and waste (0, 14, 20 e 40%). The WPCB was characterized by their particle size, chemical composition and thermal behavior. The mixtures were processed by wet milling, drying, granulation, uniaxial compaction and sintering at 1180 ° C. Properties measured were dried modulus of rupture (DMoR), linear firing shrinkage (LFS), fired modulus of rupture (FMoR) and water absorption (WA). Microstructures were analyzed by SEM and XRD. The thermal behavior was also studied. The WPCB showed melting behavior in the sintering process, but its addition to the material prejudice the DMoR. After firing, the FMoR is improved if are added moderate amounts of waste, but it decreases when there is an excess of waste. Was observed that the interaction between the phyllite and the waste increases the LFS, what is linked to the closing of the pores in the samples, and hence the flux characteristics of these materials. The WA also refers to this conclusion, since the addition of the waste decreases the absorption of 8.0 to 0.5%. Due the found behavior, it is possible to say that there are mixtures of clay-phyllite-WPCB, in certain proportions, that can be classified according to NBR 13818:1997 as stoneware. Microstructural characterization showed that the addition of the waste improves the sinterability of the material, however, in excess are formed glassy phase, not desired, weakening the material. The main phases present, verified by XRD are quartz and mullite, showing that the addition of the waste does not affect the formation of the main phases of interest ceramic. Thermal analysis showed that there is mass loss to 600 ° C, which can be related to the fraction of the polymer in the waste and the loss of water of constitution of the ceramics. In all cases there was an exothermic peak above 950 ° C which is related to the phase transformation of the ceramic material during sintering. / Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da incorporação de resíduos de placas de circuito impresso (RPCI) nas propriedades físicas e mecânicas de misturas cerâmicas triaxiais para revestimento. Por meio da técnica de experimento com misturas foram desenvolvidas sete formulações com teor de argila de 40, 53, 60 e 80%, teor de filito de 20, 33, 40 e 60% e teor de resíduo de 0, 14, 20 e 40%. O resíduo foi caracterizado quanto à sua granulometria, constituição química e comportamento térmico. As misturas foram processadas por moagem à úmido, secagem, granulação, compactação uniaxial e sinterização a 1180°C. Foram medidas as propriedades de resistência mecânica a seco (RMS), retração linear no sinterizado (RLSi), resistência mecânica do sinterizado (RMSi) e absorção de água (AA). A verificação das microestruturas obtidas foi realizada por MEV, DRX e o comportamento térmico também foi analisado. O RPCI apresentou comportamento fundente no processo de sinterização, mas sua adição ao material prejudica a RMS. Após a sinterização, a RMSi é melhorada desde que sejam adicionadas quantidades moderadas de resíduo, pois este em excesso fragiliza o material. Observou-se que a interação entre o filito e o resíduo aumenta a RLSi, fato ligado ao fechamento dos poros nas amostras, e, portanto, às características fundentes desses materiais. A AA também remete a esta conclusão, pois a adição do resíduo diminui a absorção de 8,0 para 0,5%. Devido ao comportamento encontrado, verificou-se que a mistura de argila-filito- RPCI, em determinadas proporções, pode ser classificada, segundo a NBR 13818 : 1997 como semi-grês ou grês. A caracterização microestrutural mostrou que a adição do resíduo melhora a sinterabilidade do material, no entanto, em excesso, há formação de fase vítrea além do desejado, fragilizando o material. As principais fases presentes, verificadas por DRX, são quartzo e mulita, evidenciando que a adição do resíduo não prejudica a formação das principais fases de interesse cerâmico. A análise térmica mostrou que há perda de massa até 600°C, o que pode estar relacionado à fração polimérica do RPCI e à perda da água de constituição das cerâmicas. Para todos os casos ocorreu um pico exotérmico acima de 950°C, que está relacionado à transformação de fase do material cerâmico durante a sinterização.

Neste trabalho foi investigado o processamento e propriedades mecânicas e tribológicas do compósito cerâmico Al2O3- NbC com o objetivo de desenvolver um compósito cerâmico com melhores propriedades do que a alumina pura. Como material para comparação foi utlizado a alumina que é uma cerâmica tradicionalmente aplicada onde é necessária elevada resistência mecânica e ao desgaste. A composição Al2O3-0,5%wtY2O3-20%wtNbC, que origina o compósito, passou por moagem e mistura em moinho tipo atrittor e secagem em evaporador rotativo. O pó obtido foi caracterizado quanto a distribuição granulométrica e morfologia. A alumina seguiu a rota tradicional de moagem e mistura em moinho de bolas, secagem em spray dryer; e mesma caracterização realizada para o compósito. Foi realizado estudo da sinterização em dilatômetro para os dois materiais com intuito de determinar as condições ideais de sinterização. Por meio de prensagem uniaxial seguida de prensagem isostática a frio foram confeccionadas amostras na forma de discos e pinos. Os materiais densos foram obtidos por sinterização normal sendo que a alumina ao ar e o compósito em atmosfera de argônio. As fases formadas no dois materiais foram determinadas por difração de raios X. As microestruturas foram estudas em microscópio eletrônico de varredura nas superfícies polidas e atacadas. Entre as propriedades mecânicas foram medidas o módulo elástico, a dureza e a tenacidade à fratura por meio de impressões Vickers. O compósito desenvolvido apresentou valores superiores em todas estas propriedades em relação a alumina. O estudo do comportamento tribológico foi realizado por meio do deslizamento de pinos, com extremidade cônica, de alumina e do compósito cerâmico sobre discos de alumina. Os ensaios foram realizados com a velocidade de 0,4m/s e com carregamento, por meio de peso morto, de 10N sob diferentes níveis de umidade relativa ( 26,8; 48 e 76,3%). O coeficiente de atrito cinético médio, assim como a taxa de desgaste, diminuiu em todos os ensaios com o aumento da umidade relativa, para os dois materiais. Este comportamento foi relacionado com a formação de uma camada na interface de contato entre as superfícies do pino e do disco de hidróxido de alumínio. O compósito demostrou maior resistência ao desgaste em todas as condições tribológicas estudadas. O compósito cerâmico desenvolvido claramente possui boas perspectivas como um novo material cerâmico em importantes aplicações técnicas. / In the present work processing, and mechanical and tribological properties of a ceramic composite Al2O3-NbC were investigated in order to develop a ceramic material with superior properties. Alumina was chosen as a reference since it is a traditional ceramic material for applications where elevated mechanical properties and wear resistance are required. The composition Al2O3 - 0.5 wt%Y2O3-20 wt%NbC was prepared by attrition milling followed by drying in a rotaevaporator. The resulting powder mixture was characterized for granulometry and powder particles morphology. Alumina was processed according to the traditional route of ball milling followed by passing through a spray drier, and the processed powder was then characterized the same way as the composite. Dilatometry was accomplished for both materials in order to define the ideal sintering conditions. Samples with the shape of discs and pins were compacted by uniaxial pressing followed by cold isostatic pressing. Densification was achieved by sintering in air and in argon for alumina and the composite, respectively. Phase composition of sintered materials was studied by X-ray diffraction (XRD). Microstructure was investigated by means of scanning electron microscopy (SEM) on polished and etched surfaces. Materials were also characterized for a number of mechanical properties, in particular for Young modulus, hardness, and fracture toughness by Vickers indentation method. The developed composite exhibited superior mechanical properties as compared to alumina. Tribological behavior was investigated by means of a sliding pin on disk test with pins of a conical shape prepared both from alumina and the composite, and an alumina disk. Tests were performed with the sliding speed of 0.4 m/s and 10N load under varying humidity conditions (26.8; 48, and 76.3%). Both the mean coefficient of friction and the wear rate diminished in all tests with the increase of humidity for both materials. Such behavior was attributed to a aluminum hydroxide layer formation between the pin and the disk surfaces. The developed composite exhibited better wear resistance under all tribologic conditions studied. The developed ceramic composite obviously has good perspectives as a new material for a variety of important technical applications.

Esse trabalho propôs a realização de um estudo das características morfológicas e iconográficas das coleções de cerâmicas arqueológicas do acervo do Museo Hermógenes Mejía Solf, localizado em Jaén, na Alta Amazônia peruana. O objetivo central da pesquisa foi entender padrões e variações de estilos visualmente observeis a partir da identificação de conjuntos de artefatos cerâmicos que conformam o acervo do referido museu, bem como a comparação dos mesmos com estilos arqueológicos tradicionalmente conhecidos como característicos de regiões adjacentes à área de pesquisa, a saber: da Costa Norte lambayecana, da Serra de Cajamarca (e das Terras Baixas amazônicas. O trabalho justifica-se, entre outros aspectos, pela exiguidade de pesquisas arqueológicas dedicadas à Alta Amazônia peruana, bem como pela riqueza do patrimônio arqueológico salvaguardado pelo museu. Os dados levantados e resultados das análises apontam para a identificação de um palimpsesto de formas e estilos, reforçando a hipótese de um intenso contato entre povos andinos e amazônicos no chamado Período Tardio da cronologia relativa usualmente adotada na arqueologia andina. / This work proposed the study of the morphological and iconographic characteristics of the archaeological ceramic collections of the Hermógenes Mejía Solf Museum, located in Jaén, in the Upper Peruvian Amazon. The main objective of the research was to understand patterns and variations of styles visually observable from the identification of artifactual sets that conform the museum ceramic collection, as well as the comparison of them with archeological styles traditionally known as characteristic of adjacent regions to the research area, namely the northern coast of Lambayeque, the Sierra de Cajamarca (and the Amazonian Lowlands). The work is justified, among other things, by the lack of archaeological research dedicated to the Peruvian Upper Amazonia, as well as the richness of the archaeological heritage preserved by the museum. The data collected and results of the analyzes point to the identification of a palimpsest of forms and styles, reinforcing the hypothesis of an intense contact between Andean and Amazonian peoples in the so - called Late Period of relative chronology usually adopted in Andean archeology.

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.