Diversos estudos vêm sendo realizados para o reaproveitamento dos resíduos industriais, demonstrando a importância do uso dos mesmos na redução do impacto ambiental e desenvolvimento tecnológico. A utilização deles pelas indústrias deve ser viabilizada, através da substituição parcialmente ou total nas composições, desde que não comprometam as propriedades finais dos produtos. Em geral, utilizam-se resíduos minerais ou o reciclo de outros materiais em formulações de produtos da cerâmica vermelha. Por vezes, encontra-se a utilização em grês e até no grês porcelanato e porcelanas. No entanto, poucos trabalhos apresentam a utilização de resíduos e reciclados na composição de materiais cuja formulação seja mais complexa, como na produção de fritas e esmaltes. No presente trabalho, foi estudada a utilização de um resíduo de beneficiamento mineral de uma rocha com espodumênio (RSL) no desenvolvimento de uma frita e um esmalte cerâmico. A caracterização da frita foi realizada por meio de testes de fusibilidade, dilatação térmica e características físicas finais. Na segunda parte do trabalho, foi desenvolvido um esmalte por meio de mistura do resíduo RSL em uma formulação de esmalte comercial, tendo sido avaliado os aspectos visuais e o coeficiente de expansão térmica. Por meio dos testes realizados nos corpos-de-prova desenvolvidos, alcançou-se o principal objetivo deste trabalho que foi viabilizar a utilização do resíduo RSL como uma matéria-prima para a produção industrial de fritas e esmaltes cerâmicos. Os resultados obtidos na pesquisa foram comparados com dados de formulações comerciais e parâmetros utilizados na indústria de fritas e esmaltes. Na substituição parcial de insumos minerais pelo resíduo RSL as quantidades foram manipuladas, alcançando de modo satisfatório os parâmetros almejados. / Several studies have been conducted for the recycling of industrial wastes, demonstrating the importance of their use in reducing the environmental impact and technological development. Their use by industries should be made possible through partial or total substitution in the compositions, provided they do not compromise the final product properties. In general, mineral waste or recycled materials are used in the formulation of red clay ceramic products. Sometimes you will find use in stoneware and porcelain stoneware tiles and even in china. However, few studies show the use of waste and recycled materials in the composition of which formulation is more complex, as in the production of frits and glazes. In the present work, the use of a residue of mineral beneficiation of a spodumene bearing rock (RSL) in the development of frits and glazes was studied. The characterization of the frits was carried out by testing melting, thermal expansion and final physical characteristics. In the second part of the work was to develop a glaze by mixing the residue RSL in a commercial formulation of glaze, which the visual aspects and the dilation of bodies were evaluated. By means of tests performed on the bodies developed, it was achieved the main goal of this work which was to enable the utilization of waste RSL as a raw material for the industrial production of ceramic frits and glazes. The results obtained in the study were compared with data from commercial formulations and parameters used in the frits and glaze industry. In partial replacement of mineral inputs by RSL residue quantities were handled, achieving a satisfactory manner the desired parameters.

O trabalho consta do estudo teórico-experimental da influência do choque térmico na aderência de azulejos ao substrato. Inicialmente é feita uma revisão bibliográfica sobre os vários componentes envolvidos no processo, são relatados elementos para elaboração de projetos de revestimentos, a normalização vigente e dgurnas das patologias mais comuns encontradas nas cerâmicas, especialmente para os azulejos, bem como suas formas de reparos e locais de maior ocorrência. Os fundamentos da teoria sobre aderência sáo abordados em um capitulo especial. No capitulo seguinte são apresentados os ensaios realizados, quais sejam, ensaios de choque térmico e de resistência de aderência 8, tração de azulejos. Estes azulejos, em finção da produção industrial, são de dois tipos: os confeccionados pelo processo monoqueima e os pelo processo biqueirna, sendo cada grupo de amostras assentado com argamassa adesiva a base de cimento, argamassa adesiva convencional e argamassa adesiva com aditivo incorporador de ar. A avaliação dos experimentos realizados é feita pelos métodos estatisticos, comprovando a importância das juntas de assentamento no desempenho ao longo da vida util dos tipos de azulejos estudados, com os resuItados encontrados constantes neste trabalho. / This research consists of a theoretical and experimental study on the influence of thermal shocks in the binding of ceramic tiles to its supporting layer. lnitially, a literature review is presented, discussing the components involved in the process, the elements which have to be considered in the design of ceramic tiling, current standards, the most commom pathologies, the place where they may occur more often, as well as procedures for repairing them. The major principIes related to the theory of binding are discussed in a special chapter. The following chapter presents a description of the tests carried out, such as thermal shock and pulling out of tiles. Two kinds of tiles were studied: the first produced by simple burning process and the second by the double burning processo Each group of samples was laycd with different binding systems: cement based pre mixed mortar, conventional adhesive mortar (cement, limeand sand), and mortar with air incorporating aditive. The results of the experimentswere evaluated using statistical methods, confirming the importance of the layingjoints at the lifeperformanceof the layed ceramic tiles.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2251.pdf: 4074614 bytes, checksum: 558e9207796e0e91b954b15a8045f97f (MD5) Previous issue date: 2005-04-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present work aimed to study the process of synthesis of one of the most important ceramic pigments manufactured by the traditional method of oxide mixture: the turquoise blue of vanadium doped zircon. The plan proposed to this work was subdivided in four stages with own and complementary objectives to the general objective of the work, which is to identify the role played by the main involved variable in the reaction of synthesis of the pigment in question. Considering that, the reaction of synthesis of blue pigment V-ZrSiO4 consists basically on the synthesis of the ZrSiO4 from SiO2 and ZrO2, Part I studied the effect of the characteristics of raw materials, the method and conditions of mixture and the conditions of calcinations on the reaction of synthesis of zirconium silicate, witch indicated that the mixture method acts in decisive way in the process in solid state of zircon formation. Part II correlated the effect of the amount of inserted doped in crystalline lattice and its influence in the strong color capacity of obtained products, as well as its stability in aggressive glass ways, that showed to the saturation of the crystal host from 7% of used, beyond the slightly harmful influence of the time and temperature of burning in the observed final color. Parts III and IV aimed to study the viability of using the tools of statistical planning of experiment, in the studied of the variable using traditional analysis in part I e II. The results indicated a total correlation between the methodologies, in which the statistical tools generated results with bigger load of information with minimum number of experiments. / O presente trabalho visa estudar o processo de síntese de um dos mais importantes pigmentos cerâmicos fabricados pelo método tradicional de mistura de óxidos: o azul turquesa de silicato de zircônio dopado com vanádio. O plano de trabalho proposto foi subdividido em quatro etapas, com objetivos próprios e complementares ao objetivo geral deste trabalho, que é identificar o papel desempenhado pelas principais variáveis envolvidas na reação de síntese do pigmento em questão. Considerando que, a reação de síntese do pigmento azul V-ZrSiO4 consiste fundamentalmente na síntese da ZrSiO4 a partir da SiO2 e ZrO2, a Parte I estudou os efeitos das características das matérias-primas, do método e condições de mistura e das condições de calcinação sobre a reação de síntese do silicato de zircônio, na qual indicou que o método de mistura atua de forma decisiva no processo em estado sólido de formação da zirconita. A parte II correlacionou os efeitos do teor de dopante inserido na rede cristalina e sua influência na capacidade pigmentante, bem como sua estabilidade em meios vítreos agressivos, que mostrou a saturação do cristal hospedeiro a partir de 7% de dopante utilizado, além da influência ligeiramente prejudicial do tempo e da temperatura de queima na cor final observada. As partes III e IV visaram a estudar a viabilidade de utilização de ferramentas de planejamento estatístico de experimento, nas variáveis estudadas utilizando-se análise tradicional nas partes I e II. Os resultados indicaram um total comprometimento entre as metodologias, na qual as ferramentas estatísticas geraram resultados com maior carga de informações com número mínimo de experimentos.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:03:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2311_1.pdf: 6539878 bytes, checksum: 964bb2e7ce636325e1b2f60bf72847c1 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Localizado na divisa do bairro olindense de Cidade Tabajara com o Município do Paulista, o Sítio Arqueológico do Campo, caracterizou-se por apresentar duas áreas ocupacionais: uma ocupação indígena, Área I; e uma ocupação histórica, Área II. Motivado pela comunicação de um morador local, a descoberta do sítio permitiu a verificação arqueológica do cotidiano rural da Olinda colonial. Porém, a construção do Cemitério Morada da Paz impediu o resgate da totalidade arqueológica. Principalmente da Área I, totalmente destruída pela instalação do empreendimento. Logo, não foi possível a verificação arqueológica de uma relação espaço-temporal entre as áreas I e II. Visando ultrapassar esses limites impostos pelo caráter de salvamento arqueológico das campanhas realizadas, foram definidos os perfis técnicos cerâmicos dos dois contextos culturais. A análise cerâmica buscou identificar continuidades tecnológicas e morfológicas que indicassem algum tipo de contato entre as duas tecnologias. No entanto, a amostra analisada, não permitiu a verificação quantitativa da interação entre as áreas. Por outro lado, permitiu a delimitação de uma cronologia relativa, que orientou as pesquisas e permitiu uma contextualização histórica do sítio. Nesse sentido, o presente trabalho apresenta os resultados da confrontação dos dados arqueológicos com os dados obtidos do levantamento histórico e documental. Esse procedimento permitiu estreitar o universo interpretativo e indicou questões relevantes, que poderão orientar novas pesquisas numa área com grande potencialidade arqueológica: o Litoral Norte do Estado de Pernambuco

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-28T14:05:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Danielly Kelly R. Dias.pdf: 4947313 bytes, checksum: 7f251073da53a2b8e8c87d9083a0a4c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-28T14:06:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Danielly Kelly R. Dias.pdf: 4947313 bytes, checksum: 7f251073da53a2b8e8c87d9083a0a4c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-11-28T14:06:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Danielly Kelly R. Dias.pdf: 4947313 bytes, checksum: 7f251073da53a2b8e8c87d9083a0a4c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-28T14:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Danielly Kelly R. Dias.pdf: 4947313 bytes, checksum: 7f251073da53a2b8e8c87d9083a0a4c8 (MD5) Previous issue date: 2016-05-25 / The complex of industrial manufacturing of bricks in the cities of Iranduba and Manacapuru in Amazonas state currently has about thirty ceramics industries operating with approximate daily production of 4500 tons of bricks, roof tiles and ceramic blocks, of which approximately 95% providing to Manaus demand, generating income, cause thousands of direct and indirect jobs according to the Associação dos Ceramistas do Amazonas - ACERAM. This industrial sector generates approximately 135 tons of ceramic waste (RC) at the same period due to incorrect burning, failure in the production process, poor conformation of parts among others. The purpose of this research is to evaluate the mechanical behavior of Manaus’s typical soil to stabilize it with this ceramic waste in order to apply it in layers of sub-base and pavement base and consisted of a division into two phases: the first phase were analyzed natural soil (SN) collected in the building’s construction of the Living Center at the Technology College - UFAM and the ceramic waste collected in the Indústria Cerâmica Rio Negro LTDA, located in the city of Iranduba. These materials composed the soil-residue mixing (MSR) with the following proportions: 1) MSR1: 80% SN + 20%RC; 2) MSR2: 60%SN + 40%RC; 3) MSR3: 40%SN + 60%RC e 4) MSR4: 20%SN + 80%RC. In the second phase of the research was analyzed the mixtures composed by natural soil and ceramic waste in the same proportions of the previous mixtures and increase 30% sand in the proportion of natural soil. All samples were collected, stored and prepared in accordance with the regulations to achieve the following technical tests: preliminarily, the mixtures demonstrated exceedingly plastics and with low support for enforcement purposes; then the sand (MSAR) was added as displasticizer and granulometric adjustment, subsequently analyzed its Resilience Modules by tests in the Geothechnical Laboratoy of COPPE/UFRJ. The results indicated the third composition with the addition of sand (MSAR-3) as the mixture with greater application feasibility for sub-base and pavement bases in terms of proportion and mechanical support, which again was evaluated the Resilience Module in Pavement Technology Laboratory of the Department of Transportation at the University of Polytechnic School of São Paulo - USP to confirm the data and application in a simulation of pavement’s dimensioning using the mechanistic method by computer program SisPav. / The complex of industrial manufacturing of bricks in the cities of Iranduba and Manacapuru in Amazonas state currently has about thirty ceramics industries operating with approximate daily production of 4500 tons of bricks, roof tiles and ceramic blocks, of which approximately 95% providing to Manaus demand, generating income, cause thousands of direct and indirect jobs according to the Associação dos Ceramistas do Amazonas - ACERAM. This industrial sector generates approximately 135 tons of ceramic waste (RC) at the same period due to incorrect burning, failure in the production process, poor conformation of parts among others. The purpose of this research is to evaluate the mechanical behavior of Manaus’s typical soil to stabilize it with this ceramic waste in order to apply it in layers of sub-base and pavement base and consisted of a division into two phases: the first phase were analyzed natural soil (SN) collected in the building’s construction of the Living Center at the Technology College - UFAM and the ceramic waste collected in the Indústria Cerâmica Rio Negro LTDA, located in the city of Iranduba. These materials composed the soil-residue mixing (MSR) with the following proportions: 1) MSR1: 80% SN + 20%RC; 2) MSR2: 60%SN + 40%RC; 3) MSR3: 40%SN + 60%RC e 4) MSR4: 20%SN + 80%RC. In the second phase of the research was analyzed the mixtures composed by natural soil and ceramic waste in the same proportions of the previous mixtures and increase 30% sand in the proportion of natural soil. All samples were collected, stored and prepared in accordance with the regulations to achieve the following technical tests: preliminarily, the mixtures demonstrated exceedingly plastics and with low support for enforcement purposes; then the sand (MSAR) was added as displasticizer and granulometric adjustment, subsequently analyzed its Resilience Modules by tests in the Geothechnical Laboratoy of COPPE/UFRJ. The results indicated the third composition with the addition of sand (MSAR-3) as the mixture with greater application feasibility for sub-base and pavement bases in terms of proportion and mechanical support, which again was evaluated the Resilience Module in Pavement Technology Laboratory of the Department of Transportation at the University of Polytechnic School of São Paulo - USP to confirm the data and application in a simulation of pavement’s dimensioning using the mechanistic method by computer program SisPav. / O polo oleiro dos municípios de Iranduba e Manacapuru/AM agrega atualmente cerca de trinta indústrias cerâmicas instaladas com produção diária aproximada de 4,5 mil toneladas de tijolos, telhas e blocos cerâmicos, dos quais aproximadamente 95% atendem a demanda da cidade de Manaus, gerando renda, devido milhares de empregos diretos e indiretos. Este ramo industrial gera aproximadamente 135 toneladas de resíduo cerâmico (RC) no mesmo período, devido queima inadequada, falha no processo produtivo, má conformação das peças entre outros. O objetivo dessa pesquisa é avaliar o comportamento mecânico do solo típico da cidade de Manaus, ao estabilizá-lo com este resíduo cerâmico, a fim de aplicá-lo em camadas de sub-base e base de pavimento, e consistiu na sua divisão em duas fases: na primeira fase foram analisados o solo natural (SN) coletado na obra de construção do Centro de Convivência da Faculdade de Tecnologia da UFAM e o resíduo cerâmico coletado na Indústria Cerâmica Rio Negro LTDA, localizada no município de Iranduba. Esses materiais compuseram as misturas solo-resíduo (MSR) com as seguintes proporções: 1) MSR1: 80% SN + 20%RC; 2) MSR2: 60%SN + 40%RC; 3) MSR3: 40%SN + 60%RC e 4) MSR4: 20%SN + 80%RC. Na segunda fase da pesquisa foram analisadas as misturas compostas pelo solo natural e resíduo cerâmico nas mesmas proporções das misturas anteriores com o acréscimo de 30% de areia na proporção de solo natural. Todas as amostras foram coletadas, armazenadas e preparadas conforme normas vigentes para realização dos seguintes ensaios técnicos: preliminarmente, as misturas se mostraram excessivamente plásticas e com baixo suporte para fins de aplicação; em seguida acrescentou-se a areia (MSAR) como desplastificante e corretor granulométrico, sendo posteriormente analisados seus Módulos de Resiliência em ensaios realizados no Laboratório do Grupo de Geotecnia da COPPE/UFRJ. Os resultados obtidos indicaram a terceira composição com adição de areia (MSAR-3) como sendo a mistura com maior viabilidade de aplicação em pavimento em termos de proporção e suporte mecânico, onde se avaliou novamente o Módulo de Resiliência da melhor mistura no Laboratório de Tecnologia de Pavimentação do Departamento de Transportes da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – USP, para confirmação dos dados e utilização dos mesmos em uma simulação de dimensionamento de pavimento, por meio do método mecanístico através do uso do programa computacional SisPav / O polo oleiro dos municípios de Iranduba e Manacapuru/AM agrega atualmente cerca de trinta indústrias cerâmicas instaladas com produção diária aproximada de 4,5 mil toneladas de tijolos, telhas e blocos cerâmicos, dos quais aproximadamente 95% atendem a demanda da cidade de Manaus, gerando renda, devido milhares de empregos diretos e indiretos. Este ramo industrial gera aproximadamente 135 toneladas de resíduo cerâmico (RC) no mesmo período, devido queima inadequada, falha no processo produtivo, má conformação das peças entre outros. O objetivo dessa pesquisa é avaliar o comportamento mecânico do solo típico da cidade de Manaus, ao estabilizá-lo com este resíduo cerâmico, a fim de aplicá-lo em camadas de sub-base e base de pavimento, e consistiu na sua divisão em duas fases: na primeira fase foram analisados o solo natural (SN) coletado na obra de construção do Centro de Convivência da Faculdade de Tecnologia da UFAM e o resíduo cerâmico coletado na Indústria Cerâmica Rio Negro LTDA, localizada no município de Iranduba. Esses materiais compuseram as misturas solo-resíduo (MSR) com as seguintes proporções: 1) MSR1: 80% SN + 20%RC; 2) MSR2: 60%SN + 40%RC; 3) MSR3: 40%SN + 60%RC e 4) MSR4: 20%SN + 80%RC. Na segunda fase da pesquisa foram analisadas as misturas compostas pelo solo natural e resíduo cerâmico nas mesmas proporções das misturas anteriores com o acréscimo de 30% de areia na proporção de solo natural. Todas as amostras foram coletadas, armazenadas e preparadas conforme normas vigentes para realização dos seguintes ensaios técnicos: preliminarmente, as misturas se mostraram excessivamente plásticas e com baixo suporte para fins de aplicação; em seguida acrescentou-se a areia (MSAR) como desplastificante e corretor granulométrico, sendo posteriormente analisados seus Módulos de Resiliência em ensaios realizados no Laboratório do Grupo de Geotecnia da COPPE/UFRJ. Os resultados obtidos indicaram a terceira composição com adição de areia (MSAR-3) como sendo a mistura com maior viabilidade de aplicação em pavimento em termos de proporção e suporte mecânico, onde se avaliou novamente o Módulo de Resiliência da melhor mistura no Laboratório de Tecnologia de Pavimentação do Departamento de Transportes da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo – USP, para confirmação dos dados e utilização dos mesmos em uma simulação de dimensionamento de pavimento, por meio do método mecanístico através do uso do programa computacional SisPav

Tendo como vantagem a elevada resistência ao choque térmico da zircônia:magnésia e a alta condutividade iônica da zircônia:ítria, compósitos dessas cerâmicas foram preparados por meio da mistura, em diferentes concentrações, de eletrólitos sólidos de ZrO2: 8,6 mol% MgO e de ZrO2: 3 mol% Y2O3, compactação e sinterização. A caracterização microestrutural foi feita por meio de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A análise do comportamento térmico foi feita por dilatometria. As propriedades elétricas foram estudadas por meio de espectroscopia de impedância. Foi feita uma montagem experimental para monitorar a resposta elétrica gerada em função do teor de oxigênio a altas temperaturas. Os principais resultados mostram que os compósitos cerâmicos são parcialmente estabilizados nas fases monoclínica, cúbica e tetragonal, e apresentam comportamento térmico similar ao apresentado por eletrólitos sólidos de zircônia:magnésia de dispositivos sensores de oxigênio. Além disso, os resultados de análise de espectroscopia de impedância mostram que a adição da zircônia:ítria melhora o comportamento elétrico da zircônia:magnésia, e que resposta elétrica gerada é dependente do teor de oxigênio a 1000 °C, mostrando ser possível construir sensores de oxigênio utilizando compósitos cerâmicos. / Taking advantage of the high thermal shock resistance of zirconia-magnesia ceramics and the high oxide ion conductivity of zirconia-yttria ceramics, composites of these ceramics were prepared by mixing, pressing and sintering different relative concentrations of ZrO2: 8.6 mol% MgO and ZrO2: 3mol% Y2O3 solid electrolytes. Microstructural analysis of the composites was carried out by X-ray diffraction and scanning electron microscopy analyses. The thermal behavior was studied by dilatometric analysis. The electrical behavior was evaluated by the impedance spectroscopy technique. An experimental setup was designed for measurement the electrical signal generated as a function of the amount of oxygen at high temperatures. The main results show that these composites are partially stabilized (monoclinic, cubic and tetragonal) and the thermal behavior is similar to that of ZrO2: 8.6 mol% MgO materials used in disposable high temperature oxygen sensors. Moreover, the results of analysis of impedance spectroscopy show that the electrical conductivity of zirconia:magnesia is improved with zirconia-yttria addition and that the electrical signal depends on the amount of oxygen at 1000 °C, showing that the ceramic composites can be used in oxygen sensors.

Muitos materiais cerâmicos são de grande importância tecnológica, como é o caso da tialita (β-Al2TiO5). Essa cerâmica possui excelente resistência ao choque térmico, elevado ponto de fusão, baixa condutividade térmica e elétrica, baixo coeficiente de expansão térmica e baixa molhabilidade com metais não-ferrosos fundidos, o que permite seu emprego em diversas aplicações, sobretudo no setor refratário. Contudo, esse material pode apresentar instabilidade estrutural e formação de microtrincas após a sinterização. A proposta desse trabalho envolveu o emprego de moagem de alta energia (MAE) dos pós precursores de tialita (Al2O3 e TiO2), com adição de MgO, visando à obtenção de pós nanométricos, o que pode melhorar a reatividade entre esses dois óxidos, devido ao aumento da área superficial, sendo que a adição de MgO ao sistema teve como objetivo a estabilização da fase β-Al2TiO5 à temperatura ambiente. Assim, alumina (Al2O3) e titânia (TiO2) foram moídas, por 4 e por 8 horas, nas proporções molares de 45:45, 55:35 e 35:55, com 10% em mol de MgO. Os pós moídos foram sinterizados em forno resistivo (sinterização convencional) e por sinterização assistida por corrente elétrica (SPS – Spark Plasma Sintering). A caracterização dos pós moídos se deu por difração de raios X (DRX), evidenciando que as condições de moagem adotadas não foram suficientes para a formação de tialita nessa etapa, formação essa anteriormente especulada; no entanto, através da equação de Scherrer, foram detectados tamanhos de cristalito nanométricos para todas as composições investigadas. Após compactação via prensagem uniaxial, secagem e sinterização, os corpos de prova foram caracterizados por DRX, evidenciando a formação de tialita em todas as condições investigadas, além da presença de precursores não reagidos e dos espinélios Al2MgO4 e Mg2TiO4. Foram realizadas também medidas de porosidade aparente e densidade aparente e os resultados indicaram que a técnica SPS promoveu uma sinterização mais eficiente, obtendo-se em todas as composições níveis de densificação superiores àqueles obtidos para as amostras sinterizadas convencionalmente. As medidas de microdureza Vickers das amostras evidenciaram também a influência da técnica de sinterização nessa propriedade, onde novamente a técnica SPS proporcionou valores mais elevados. Contudo todas as técnicas apresentaram valores de microdureza próximos ao observado na literatura (5 GPa). Em todas as medidas e análises feitas nesse estudo foi possível observar a influência da composição e do tempo de moagem, onde o excesso de alumina e o maior tempo de moagem proporcionaram em todos os casos resultados superiores em termos de propriedades físicas e mecânicas, assim como menores tamanhos de cristalito. As micrografias obtidas por MEV-FEG confirmaram os resultados obtidos, evidenciando menor crescimento de grão nas amostras sinterizadas por SPS e maior porosidade nas amostras sinterizadas convencionalmente. Apesar da técnica SPS proporcionar corpos com propriedades superiores, a sinterização convencional também apresentou bons resultados para as propriedades estudadas, na maioria dos casos, próximos à SPS, principalmente de densidade aparente e microdureza. Assim, ambas técnicas demonstram grande potencial para estudos dentro da área de refratários, associadas à moagem de alta energia, a qual propicia a obtenção de nanopós. / Many ceramic materials have great technological importance, such as tialite (β-Al2TiO5). This ceramic has excellent thermal shock resistance, high melting point, low thermal and electrical conductivity, low coefficient of thermal expansion and low wettability with molten non-ferrous metals, which allows its use in many applications, particularly in the refractory sector. However, this material may present structural instability and formation of microcracks after sintering. The purpose of this work includes the use of mechanical alloying (MA) of the tialite precursor powders (Al2O3 and TiO2), with addition of MgO, in order to obtain nanometric powders, which can improve the reactivity between these two oxides due the increase of surface área, whereas the addition of MgO to the system aimed at the stabilization of β-Al2TiO5 phase at room temperature. Thus, alumina (Al2O3) and titania (TiO2) were milled for four and eight hours in molar ratios of 45:45, 55:35 and 35:55, with 10 mol% of MgO. The milled powders were sintered in resistive oven (conventional sintering) and by sintering assisted by electric current (SPS – Spark Plasma Sintering). The characterization of milled powders was made by X-ray diffraction (XRD), showing that the adopted milling conditions were not sufficient for the formation of tialite at this stage, formation previously speculated; however, by the Scherrer equation were detected nanometric crystallite sizes for all investigated compositions. After compression by uniaxial pressing, drying and sintering, the samples were characterized by XRD, showing the formation of tialite for all investigated conditions, and the presence of unreacted precursors and spinels Al2MgO4 and Mg2TiO4. Also were conducted apparent porosity and apparent density measurements and the results indicated that the SPS technique promoted more efficient sintering, yielding in all compositions, densification levels higher than those obtained for the samples sintered conventionally. The Vickers microhardness measurements of the samples also showed the influence of sintering technique in this property, so that again the SPS technique provided higher values. However all the techniques presented microhardness values close to those observed in the literature (5 GPa). In all measurements and analyzes in this study it was possible to notice the influence of the composition and milling time, so that the alumina excess and the largest milling time provided superior results in terms of physical and mechanical properties in all cases, as well as lower crystallite sizes. The SEM-FEG micrographs confirmed the obtained results, showing a lower grain growth in the samples sintered by SPS and greater porosity in the samples sintered conventionally. Although the SPS technique to provide bodies with superior properties, conventional sintering also showed good results for the studied properties; in most cases with values close to SPS, especially in apparent density and microhardness. Thus, both techniques show great potential for studies in the refractory area, associated with mechanical alloying, which provides nanopowders. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Este estudo tem por objetivo formular um composto cerâmico para revestimento de paredes visando contribuir para a otimização da blindagem de salas de diagnóstico. O trabalho foi baseado em medidas experimentais de atenuação da radiação X (80 e 100 kV) empregando materiais cerâmicos de revestimento contendo diferentes suportes cerâmicos (vermelho, branco, grês, porcelanatos, etc). Dentre os suportes cerâmicos avaliados, o grês branco apresentou melhores propriedades atenuadoras, e foi considerado o mais adequado para a proposta deste trabalho. Diferentes formulações de grês branco foram estudadas e alteradas a fim de obter melhores propriedades atenuadoras. Foram efetuadas simulações de composições cerâmicas de revestimento grês dentro das porcentagens de matérias-primas necessárias na composição que são 12-20% argila; 6-18% caulim; 12-25% filito; 8-14% quartzo; 10-18% feldspato; 32- 40% pegmatito; 6-8% talco. As composições químicas quantitativas e qualitativas destes materiais foram também avaliadas, e os elementos constituintes mais comuns são SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO e Ti2O3. Considerando que o CaO pode ser substituído pelo PbO ou BaO, foram estudadas formulações com maiores teores de óxidos de Pb e Ba. O comportamento destes materiais como atenuadores para a radiação X foi investigado por meio de simulações computacionais que levaram em consideração os espectros de raios X incidentes e transmitidos através das diferentes composições estudadas e comparado com os materiais de referência Pb, Ba e BaSO4 (barita). Os resultados obtidos nas simulações indicaram as formulações do composto de suporte cerâmico grês que demonstram melhores propriedades de atenuação levando-se em conta as energias usadas em raios X diagnóstico (80, 100 e 150 kV). Placas cerâmicas baseadas na composição formulada que apresentou menor diferença percentual em relação ao Pb foram produzidas em laboratório e testadas fisicamente como revestimento de parede e barreira protetora. Propriedades como módulo de resistência à flexão, densidade, carga de ruptura, absorção de água e atenuação da radiação X foram avaliadas para todas as placas produzidas. / This study aims to formulate a ceramic composition for wall coating seeking to contribute to the optimization of diagnosis rooms’ shielding. The work was based on experimental measures of X-radiation attenuation (80 and 100 kV) using ceramic coating materials containing different ceramic bases (red, white, grês, stoneware porcelain tiles, etc). Among the appraised ceramic bases, the white grês presented better attenuation properties and it was considered the most suitable material for the targets of this work. Different formulations of white grês were studied and altered in order to obtain better attenuation properties. Simulations of ceramic compositions using grês coating were made maintaining the percentages of 12-20% clay; 6-18% kaolin; 12-25% phyllite; 8-14% quartz; 10- 18% feldspar; 32-40% pegmatite and 6-8% talc in the composition of the necessary raw-material. The quantitative and qualitative chemical compositions of these materials were also evaluated and the most common representative elements are SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO and Ti2O3. Formulations containing Pb and Ba oxides were studied, considering that CaO can be replaced by PbO or BaO. The attenuation properties for X-radiation were investigated by computer simulations considering the incident and transmitted X-ray spectra for the different studied compositions and they were compared to the properties of the reference materials Pb, Ba and BaSO4 (barite). The results obtained with the simulations indicated the formulated composition of grês ceramic base that presented better attenuation properties considering the X-ray energies used in diagnosis (80, 100 and 150 kV). Ceramic plates based on the formulated compositions that presented lower percentage differences related to Pb were experimentally produced and physically tested as wall coating and protecting barrier. Properties as flexion resistance module, density, load rupture, water absorption and Xradiation attenuation were evaluated for all produced plates.

Este estudo tem por objetivo formular um composto cerâmico para revestimento de paredes visando contribuir para a otimização da blindagem de salas de diagnóstico. O trabalho foi baseado em medidas experimentais de atenuação da radiação X (80 e 100 kV) empregando materiais cerâmicos de revestimento contendo diferentes suportes cerâmicos (vermelho, branco, grês, porcelanatos, etc). Dentre os suportes cerâmicos avaliados, o grês branco apresentou melhores propriedades atenuadoras, e foi considerado o mais adequado para a proposta deste trabalho. Diferentes formulações de grês branco foram estudadas e alteradas a fim de obter melhores propriedades atenuadoras. Foram efetuadas simulações de composições cerâmicas de revestimento grês dentro das porcentagens de matérias-primas necessárias na composição que são 12-20% argila; 6-18% caulim; 12-25% filito; 8-14% quartzo; 10-18% feldspato; 32- 40% pegmatito; 6-8% talco. As composições químicas quantitativas e qualitativas destes materiais foram também avaliadas, e os elementos constituintes mais comuns são SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO e Ti2O3. Considerando que o CaO pode ser substituído pelo PbO ou BaO, foram estudadas formulações com maiores teores de óxidos de Pb e Ba. O comportamento destes materiais como atenuadores para a radiação X foi investigado por meio de simulações computacionais que levaram em consideração os espectros de raios X incidentes e transmitidos através das diferentes composições estudadas e comparado com os materiais de referência Pb, Ba e BaSO4 (barita). Os resultados obtidos nas simulações indicaram as formulações do composto de suporte cerâmico grês que demonstram melhores propriedades de atenuação levando-se em conta as energias usadas em raios X diagnóstico (80, 100 e 150 kV). Placas cerâmicas baseadas na composição formulada que apresentou menor diferença percentual em relação ao Pb foram produzidas em laboratório e testadas fisicamente como revestimento de parede e barreira protetora. Propriedades como módulo de resistência à flexão, densidade, carga de ruptura, absorção de água e atenuação da radiação X foram avaliadas para todas as placas produzidas. / This study aims to formulate a ceramic composition for wall coating seeking to contribute to the optimization of diagnosis rooms’ shielding. The work was based on experimental measures of X-radiation attenuation (80 and 100 kV) using ceramic coating materials containing different ceramic bases (red, white, grês, stoneware porcelain tiles, etc). Among the appraised ceramic bases, the white grês presented better attenuation properties and it was considered the most suitable material for the targets of this work. Different formulations of white grês were studied and altered in order to obtain better attenuation properties. Simulations of ceramic compositions using grês coating were made maintaining the percentages of 12-20% clay; 6-18% kaolin; 12-25% phyllite; 8-14% quartz; 10- 18% feldspar; 32-40% pegmatite and 6-8% talc in the composition of the necessary raw-material. The quantitative and qualitative chemical compositions of these materials were also evaluated and the most common representative elements are SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO and Ti2O3. Formulations containing Pb and Ba oxides were studied, considering that CaO can be replaced by PbO or BaO. The attenuation properties for X-radiation were investigated by computer simulations considering the incident and transmitted X-ray spectra for the different studied compositions and they were compared to the properties of the reference materials Pb, Ba and BaSO4 (barite). The results obtained with the simulations indicated the formulated composition of grês ceramic base that presented better attenuation properties considering the X-ray energies used in diagnosis (80, 100 and 150 kV). Ceramic plates based on the formulated compositions that presented lower percentage differences related to Pb were experimentally produced and physically tested as wall coating and protecting barrier. Properties as flexion resistance module, density, load rupture, water absorption and Xradiation attenuation were evaluated for all produced plates.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-31Bitstream added on 2014-06-13T20:21:16Z : No. of bitstreams: 1 freitas_rlb_dr_ilha.pdf: 3147438 bytes, checksum: 01acb2a6a67b2e11009fd170fd595861 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Um material compósito é constituído pela combinação de dois ou mais materiais, onde se procura sintetizar um novo material multifásico, e que abrigue as melhores características individuais de cada um de seus constituintes. Compósitos de polímeros (matriz) e ferroelétricos (inclusões) podem manifestar piezoeletricidade, ou seja, a produção de uma resposta elétrica devido a uma excitação mecânica, e vice-versa. Nesta tese o material polimérico usado para preparar os filmes ou lâminas de nanocompósitos é o PVDF, e, o material cerâmico é formado por nanopartículas de PZT. Ambos os materiais são dielétricos, porém, com características muito distintas (por exemplo, o PVDF tem aproximadamente 1/4 da densidade e 1/250 da constante dielétrica do PZT). O PZT é muito utilizado em transdutores, principalmente devido aos seus elevados coeficientes piezoelétricos, contudo, é quebradiço e sofre desgaste quando empregado na forma de filmes ou lâminas. Por outro lado, o PVDF é um polímero piezoelétrico que apresenta grande flexibilidade e excelentes resistências mecânica e química, porém, seus coeficientes piezoelétricos são apenas moderados. A fim de se aumentar a flexibilidade do PZT, mistura-se o pó cerâmico, na forma de nanopartículas, com o PVDF, também pulverizado. Na tese, evidencia-se que o compósito constituído por esta combinação cerâmica-polímero proporciona uma nova classe de materiais funcionais com grande potencial de aplicação, por terem combinadas a resistência e rigidez das cerâmicas, e, a elasticidade, flexibilidade, baixa densidade e elevada resistência a ruptura mecânica dos polímeros. O novo material tem grande resistência a choques mecânicos, flexibilidade, maleabilidade, e, principalmente, coeficientes piezoelétricos relativamente elevados. Amostras do compósito... / A composite material is constituted by the combination of two or more materials, which synthesizes a new multiphase material, and has the best individual characteristics of each of its constituents. Polymer composites (matrix) and ferroelectric (inclusions) can express piezoelectricity, i.e. the production of an electrical response due to a mechanical excitation, and vice versa. In this thesis the polymeric material used to prepare the films or slides of nanocomposites is the PVDF, and, ceramic material is formed by PZT nanoparticles. Both materials are dielectrics, however, with very different characteristics (for example, the PVDF is approximately 1/4 density and 1/250 relative permittivity from PZT). The PZT is widely used in transducers, mainly due to their high piezoelectric coefficients, however, is brittle and suffers wear and tear when employed in the form of films or slides. On the other hand, the PVDF is a piezoelectric polymer that offers great flexibility and excellent mechanical and chemical resistances, however, its piezoelectric coefficients are only moderate. In order to increase the flexibility of PZT, ceramic powder is mix, in the form of nanoparticles, with PVDF, also sprayed. In theory, it becomes evident that composite consisting of this ceramic- polymer combination delivers a new class of functional materials with great potential for application, because they combine the strength and rigidity of ceramics, and elasticity, flexibility, low density and high resistance to mechanical disruption of polymers. The new material has great resistance to mechanical shock, flexibility, suppleness, and, primarily, relatively high piezoelectric coefficients. PZT/PVDF composite samples were fabricated and characterized aiming to applications such as: piezoelectric actuators, acoustic emission detectors, and energy... (Complete abstract click electronic access below)