Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3852.pdf: 6300005 bytes, checksum: 84c75c05126555f93fac2d43f164e72b (MD5) Previous issue date: 2011-08-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / The presence of iron oxide in ceramic tile mass contributes to the reddish color firing of the products leading to a lower aggregate value, not to be regarded as a "noble" ceramic. However, the use of raw materials with low levels of iron oxides (Fe2O3) is economically unfeasible in Brazil, since most of the deposits have iron compounds as mineral component. Thus, the objective of this work was that of studying the interaction of the iron element in the final color mechanism of the ceramic tile mass. For this purpose, we have employed several compositions of stoneware tile mass making use of natural raw materials, and a synthetic flow. This flow is constituted of a vitreous phase of the silicates family obtained by fusion/solidification of oxides and carbonates. Such flow influences the color ceramic mass during the process of sinterization modifying the red color firing into whiteness. That occurs when added in compositions containing clays with high levels of iron oxides. Beyond the physical properties obtained from the different employed compositions, we have also used other characterization techniques in order to study the phenomenon, such as: X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Mössbauer spectroscopy, Xray diffraction (XRD), quantitative analysis of phases by Rietveld method and scanning electron microscopy (SEM). The results have shown that the synthetic flow acts as a modifying agent for color when incorporated with values above 33%wt. in the compositions and temperature at 1,100°C . The color firing modification occurs because the chemical composition of the synthetic flow assists to form new iron compounds, thus making the final color firing light. By using this mechanism in the ceramic substrates, the stoneware tiles can be manufactured using low cost clays with high levels of iron oxides. This method proved to be an economical as well as commercial strategy for the ceramic tile industries. / A presença do óxido de ferro nas massas de revestimentos cerâmicos contribui para a cor de queima avermelhada dos produtos, levando a depreciação do seu valor agregado, por não ser considerado como um produto nobre . Porém, o uso de matérias-primas com baixos teores de óxidos de ferro (Fe2O3) é economicamente inviável no Brasil, pois a maior parte das jazidas brasileiras tem o ferro como componente mineral. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi estudar a interação do elemento ferro no mecanismo de coloração final das massas de revestimentos cerâmicos. Para esse propósito, foram empregadas várias composições de massas de porcelanatos, fazendo uso de matérias-primas naturais e de um fundente sintético. O fundente sintético é constituído de uma fase vítrea da família dos silicatos, obtido por fusão/solidificação de óxidos e carbonatos. Esse fundente influencia na coloração da massa cerâmica durante o processo de sinterização, modificando a cor de queima de vermelha para clara. Isso ocorre quando ele é adicionado em composições contendo argilas com elevado teor de óxido de ferro. Além das propriedades físicas obtidas das diferentes composições propostas, também foram utilizadas outras técnicas de caracterização com o intuito de estudar o fenômeno, tais como: espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS), espectroscopia Mössbauer, difratometria de raios X (DRX), análises quantitativas das fases presentes pelo método de Rietveld e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostraram que o fundente sintético atua como agente modificador de cor quando incorporado com valores acima de 33% em peso nas composições, e com temperatura a partir de 1100°C. A alteração da cor de queima ocorre porque a composição química do fundente auxilia a formar novos compostos ferrosos durante a queima, tornando a coloração de queima final clara. Usando esse mecanismo nos suportes cerâmicos, é possível fabricar porcelanatos fazendo uso de argilas com elevados teores de óxidos de ferro e de baixo custo, tornando-se uma estratégia tanto econômica quanto comercial para as indústrias de revestimentos cerâmicos.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Evandro Bittencourt - Resumo.pdf: 66194 bytes, checksum: 5fcb96b474c22c7b95869e391ce30e24 (MD5) Previous issue date: 1997-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Um estudo bibliográfico preliminar permitiu estabelecer um estado de conhecimento sobre as técnicas de elaboração e de reforçamento de materiais cerâmicos. Foram elaborados via técnicas barbotina um cerâmico de alumina, compósito alumina/SiCm e nanocompósito alumina/SiCn, com 5% EM VOLUME DE SiC. Os pós-obtidos da mistura mecânica foram pré compactados dentro de uma matriz em grafite à 40MPa, após a matriz foi colocada dentro de um forno de prensagem à quente para realização de sinterização a uma temperatura T2 = 1550 oC para alumina e a 1600 oC para o compósito e nanocompósito Al2O3/SiC. A incorporação de 5% em volume do pó de SiC nanométrico (d=20 30mm), conduziu a uma estabilização térmica da alumina, isto é, permitiu uma limitação do crescimento dos grãos de alumina alfa da matriz. Tendo sido levado em conta as observações, para os cerâmicos nanocompósitos Al2O3/SiC a prensagem à quente foi realizada a uma temperatura T2 = 1600 oC. As características mecânicas obtidas mostram que os valores do nanocompósito e compósito se apresentam superiores aos valores da alumina, embora, esta superioridade provavelmente foi devida a uma melhora na densificação, devido as diferenças na realização da sinterização do compósito e nanocompósito. Estes resultados foram explicados pelo estudo, através da técnica de microscopia eletrônica de varredura. As propriedades baixas obtidas, resultam em particular da má dispersão das partículas nanométricas de SiC na matriz e da contaminação dos pós ocorrida durante a preparação, resultado da fragmentação das esferas utilizadas no moinho de bolas.

Orientador: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Victor Ciro Solano Reynoso / Banca: Alexander Polasek / Resumo: Devido a grande preocupação em se desenvolver novos materiais e técnicas para suprir a necessidade por novos recursos e atender com maior comodidade e eficiência a população mundial, estão surgindo novas áreas de pesquisas que visam suprir esta deficiência, seja criando novas tecnologias, ou mesmo aprimorando as técnicas existentes a fim de se obter um melhor aproveitamento dos recursos já existentes. Assim, estamos nos interessando por um ramo da ciência pouco conhecido, mas com um potencial muito elevado a ser descoberto, estamos falando dos materiais supercondutores, que pouco se sabe a respeito deles, porém muito já se faz com os mesmos. Desta maneira estamos apostando numa área mista, onde não usaremos os materiais supercondutores como sendo meramente condutores de energia e sim como dispositivos eletrônicos. Então, começamos o nosso trabalho, desenvolvendo materiais supercondutores na forma de filmes finos que é a base para o desenvolvimento desses dispositivos. Sendo assim escolhemos o sistema BSCCO, que tem como base os seguintes elementos, Bismuto, Estrôncio, Cálcio, Cobre e Oxigênio e que pode apresentar uma temperatura de transição da fase condutora para a fase supercondutora na faixa de 35 - 110K. Deste modo, nos propomos a estudar este tipo de material e desenvolver filmes finos, capazes de serem usados como ...(Resumo completo, clicar acesso eletronico abaixo) / Abstract: Due to great concern in developing new materials and techniques to supply the need for new resources and to assist with larger comfort and efficiency the world population, new areas of researches that seek to supply this deficiency are appearing, by creating new technologies, or even improving the existent techniques in order to obtain a better use of the resources already existent. Like this, we are being interested in a branch of the little known science, but with a very high potential to be discovered, we are talking about the superconductor materials, that little it is known regarding them. However it is much already done with the same ones. In this way we are betting in a mixed area, where we won't use the superconducting materials as being merely drivers of energy but like electronic devices. Then, we began our work, developing superconductor materials in the form of thin films that is the base for the development of those devices. The system BSCCO was chose because it has composed by the following elements, Bismuth, Strontium, Calcium, Copper and Oxygen and that it may present a transition temperature of the conductive phase for the superconductive phase in the range of 35 - 110K. This way, we have studied this material type and to develop thin films, capable of be used as base for electronic devices. In our work we ...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The present work describes the use of a grinding dust almost granite raw feedstock to the process of ceramic injection molding at low pressures. The main objective was to demonstrate the technical feasibility of using a low-cost raw material for parts for applications where these were not subjected to large mechanical stresses. Initially it selected a powder from the extraction of a granite commercial value called White Savannah. The material was characterized by chemical and petrographic analysis (for microprobe), and microscopy Scanning electron diffraction and X-ray. After several unsuccessful attempts to use the powder in the raw state, it was subjected to a simple procedure for comminution by grinding and subsequent selection by sieving. The obtained fines were mixed with binder to carnauba wax base, developed in previous research. Rheological studies helped determine the optimum amount of binder and powder in the mixture to be injected. Thermogravimetric analysis was used to establish a ramp for removal of the binder by thermal degradation after injection. The binder removal step was performed without introducing macrodefeitos. The parts were sintered in air in a muffle furnace at temperatures between 1200 0 C to 1280 0 C. Next, the pieces were evaluated in terms of density, porosity, shrinkage and hardness. The best results in terms of appearance, shape maintenance and combination of physical and mechanical properties were obtained with the parts sintered at 1250 0 C. The values ​​obtained for these properties were deemed reasonable when compared to results obtained with previously manufactured parts using other granite waste. / O presente trabalho descreve a utilização de um pó residual de granito em estado quase bruto como matéria-prima para o processo de moldagem cerâmica por injeção a baixas pressões. O objetivo principal era demonstrar a viabilidade técnica de se utilizar uma matéria-prima de baixo custo para obter peças para aplicações em que essas não fossem submetidas a grandes esforços mecânicos. Inicialmente foi selecionado um pó proveniente da extração de um granito de valor comercial denominado Branco Savana. O material foi caracterizado por análises petrográfica e quı́mica (por microssonda), além de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Após algumas tentativas infrutı́feras de se utilizar o pó no estado bruto, o mesmo foi submetido a um procedimento simples de cominuição por moagem e posterior seleção por peneiramento. Os finos obtidos foram misturados ao ligante à base de cera de carnaúba, desenvolvido em pesquisas anteriores. Estudos reológicos ajudaram a determinar a quantidade ótima de ligante e pó na mistura a ser injetada. A análise termogravimétrica foi utilizada para se estabelecer uma rampa para a retirada do ligante por degradação térmica, após a injeção. A etapa de retirada do ligante foi realizada sem introdução de macrodefeitos. As peças foram sinterizadas ao ar, em forno mufla, a temperaturas entre 1200 0 C e 1280 0 C. Em seguida as peças foram caracterizadas quanto à densidade, porosidade, contração, e microdureza. Os melhores resultados em termos de aparência, manutenção do formato e combinação de propriedades fı́sicas e mecânicas foram obtidos com as peças sinterizadas a 1250 0 C. Os valores obtidos para essas propriedades foram considerados razoáveis, quando comparados aos resultados atingidos com peças fabricadas anteriormente, utilizando outros resı́duos granı́ticos.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O aproveitamento de resÃduos provenientes da extraÃÃo do granito para a produÃÃo de revestimentos cerÃmicos vem sendo proposto como uma alternativa para combater o desperdÃcio de matÃria-prima na indÃstria de rochas ornamentais. Por outro lado, durante a queima de carvÃo mineral em usinas termoelÃtricas, sÃo gerados vÃrios tipos de resÃduos ou subprodutos, chamados de produtos da combustÃo do carvÃo mineral (PCCÂs). Atualmente, tais materiais tÃm sido alvo de estudos, por apresentarem diversas aplicaÃÃes tecnolÃgicas, como na fabricaÃÃo de peÃas cerÃmicas. Este trabalho teve como objetivo analisar a viabilidade tÃcnica da utilizaÃÃo dos resÃduos do granito Asa Branca (RGAB) como matÃria prima, adicionados aos Produtos da CombustÃo do CarvÃo Mineral (PCCâs) como fase reforÃo, na fabricaÃÃo de corpos de prova cerÃmicos. Os materiais utilizados foram granito Asa Branca (RGAB) e os Produtos da CombustÃo do CarvÃo mineral (PCCÂs), nas concentraÃÃes de 0%p, 5%p, 10%p, 15%p, 20%p, 25%p e 30%p de PCCÂs. Para a caracterizaÃÃo das matÃrias primas e das amostras foram utilizadas as tÃcnicas de: DifraÃÃo de Raios-X, FluorescÃncia de Raios-X, Microscopia EletrÃnica de Varredura, AnÃlise termogravimÃtrica e tÃrmica diferencial. Para a determinaÃÃo das propriedades fÃsicas e mecÃnicas foram realizados os ensaios de RetraÃÃo Linear de Queima (RQL); AbsorÃÃo de Ãgua, Porosidade Aparente, Massa EspecÃfica Aparente, Microdureza Vickers e ResistÃncia à compressÃo diametral. Os resultados obtidos permitem concluir que o uso do rejeito do Granito Asa Branca com a adiÃÃo de PCCÂs para a fabricaÃÃo de revestimento cerÃmico à bastante viÃvel. / The use of residues from the extraction of granite for the production of ceramic tiles has been proposed as an alternative to reduce the waste of raw material in the dimension stone industry. Moreover, during the burning of coal in power plants, are generated various kinds of waste or by-product called combustion of coal (CCPÂs.). Currently, such materials have been investigated, by presenting various technological applications, such as in the manufacture of ceramic. This study aimed to investigate the feasibility of using waste granite Asa Branca (RGAB) as raw material, added to the Products of Combustion of Coal (CCPs) as phase reinforcement in the manufacture of ceramic tiles with low water absorption for the construction industry. The materials used were granite Albite granite (GRAB) and the products of combustion of coal (CCP's) in concentrations of 0% wt, 5% wt, 10% wt, 15% wt, 20%wt, 25%wt and 30 wt% of CCP's. For the characterization of raw materials and samples were used techniques: X-ray diffraction, X-Ray Fluorescence, Scanning Electron Microscopy, thermogravimetric and differential thermal analysis. To determine the physical and mechanical properties were performed testing retraction Linear Burn (RQL); Water Absorption, Apparent Porosity, Apparent Density, Microhardness Vickers and resistance diametrical compression. The results showed that the use of waste of Albite granite granite with the addition of CCP's for ceramic tile manufacturing is quite feasible

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-10-23T22:19:11Z No. of bitstreams: 1 Bruna_P_Silva_2017.pdf: 554281 bytes, checksum: 32f277f0328349a24a029e61d6ec3753 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-23T22:19:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna_P_Silva_2017.pdf: 554281 bytes, checksum: 32f277f0328349a24a029e61d6ec3753 (MD5) Previous issue date: 2017-05-03 / The study analyzed the importance of seeking technologies for sustainable development in the field of red ceramic products. The plasticity characteristics of three types of soils, dystroferric Red Latosol, kaolinite and bentonite were evaluated when tested with water and with condensed gas (biogas effluent). Composites were made, and the Latosol was considered as the matrix and the additions of kaolinite, bentonite and rice husk ash as reinforcements. The methodology used followed the prerogatives of ABNT standards, NBR 6459, to determine the liquidity limit. The main focus of the analysis was the variation in the plasticity range of the composites when the molding fluid changes from water to condensed gas. The results showed that the Red Latosol in natura does not present a high plasticity, suggesting the incorporation of additives, whereas kaolinite and bentonite in natura have high plasticity. The incorporation of the reinforcements increased the plasticity of the matrix, and the kaolinite implied a smaller increase of plasticity and the bentonite in a larger increase. It was also observed that the use of condensed gas in substitution of water resulted in an improvement of the plastic characteristics of the matrix, suggesting its use in the manufacture of ceramic pieces. The contribution of this study is the reduction of the use of natural resources and the substitution of water by an industrial residue, in the production of ceramic materials, as regards to the improvement of plasticity. / O estudo analisou a importância de se buscar tecnologias para o desenvolvimento sustentável, no ramo dos produtos cerâmicos vermelhos. Foram avaliadas as características de plasticidade de três tipos de solos, Latossolo Vermelho distroférrico, caulinita e bentonita,quando ensaiados com água e com gás condensado (efluente de biogás). Foram feitos compósitos, sendo o Latossolo considerado a a matriz e as adiçoes de caulinita, bentonita e cinza de casca de arro consideradas como reforços. A metodologia empregada seguiu as prerrogativas das normas da ABNT, NBR 6459 para determinação do limite de liquidez. O principal foco da análise foi a variação na faixa de plasticidade dos compósitos quando o fluido de moldagem muda de água para gás condensado. Os resultados mostraram que o Latossolo Vermelho in natura não apresenta uma elevada plasticidade, sugerindo-se a incorporação de aditivos, enquanto a caulinita e a bentonita in natura apresentam plasticidades altas. A incorporação dos reforços elevou a plasticidade da matriz, sendo que a caulinita implicou em menor incremento de plasticidade e a bentonita em maior incremento. Observou-se também que a utilização do gás condensado em substituição a água resultou em melhora das características plásticas da matriz, sugerindo seu uso na fabricação de peças cerâmicas. A contribuição deste estudo está na redução da utilização de recursos naturais e na substutição da água por um resíduo industrial, na produção de materiais cerâmicos, no que se refere à melhoria da plasticidade.

[pt] O principal objetivo deste trabalho foi avaliar a evolução microestrutural de dois tipos de nanocompósitos metal/cerâmico: Cu-10(por cento)Ni-1(por cento)Al2O3 (Cu-rich) e Ni-10(por cento)Cu-1(por cento)Al2O3 (Ni-rich) consolidadas em forma de fitas. A obtenção de nanoparticulas precursoras às fitas se deu por uma rota química, (que compreende a decomposição térmica de nitratos metálicos, originando óxidos coformados (CuO-NiO-Al2O3), seguido da redução seletiva destes por hidrogênio). O pó constituído de nanopartículas metálicas CuNi de 20nm a 100nm, com dispersão de nanopartículas ainda mais finas de Al2O3, foi submetido a pressão uniaxial a frio, em forma de pastilhas, e posteriormente sinterizado por 30 minutos. As pastilhas foram laminadas a frio com redução de espessura em 40, 60 e 80 por cento. As fitas assim produzidas foram recozidas a 600 graus Celsius nas amostras Cu-rich e a 900 graus Celsius nas Ni-rich, durante 5, 30 e 300 minutos, gerando diferentes estados microestruturais em virtude de fenômenos de recuperação, recristalização e crescimento de grão, na presença do Al2O3 na matriz metálica. O estudo detalhado da evolução microestrutural foi realizado por Microscopia Eletrônica de Varredura, Feixe de Íons Focalizado e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), nos modos convencional e transmissão varredura (STEM), e em alta resolução (HRTEM). Tanto no MEV como no MET/STEM analises composicionais foram sistematicamente conduzidas por espectroscopia de dispersão de energia característica de raios x (EDXS). A preparação das amostras para MEV foi realizada por metodos metalogarficos convencionais e também submetidas a polimento por feixe de íons no instrumento MEV/FIB, quando necessário. As amostras transparentes ao feixe de elétrons para MET foram preparadas por métodos eletrolíticos convencionais e seletivos como o denominado jato duplo, assim como por feixe de íons no instrumento de precisão (PIPS) e em regiões especificas selecionadas extraindo lamelas através do FIB. Foi observado que as partículas cerâmicas não se dispersam homogeneamente na matriz metálica policristalina, mas se auto segregam em finos aglomerados seguindo o sentido da laminação e servindo como sítios preferenciais para a nucleação heterogênea de novos grãos, durante o fenômeno de recristalização no recozimento. Observa-se que nos lugares que o Al2O3 está presente o tamanho de grão, TG, é bem menor quando comparado com os lugares em ausência de Al2O3. De fato, observou-se sistematicamente que, principalmente nas amostras com alto grão de deformação ocorreram recristalização e crescimento de grão, gerando microestruturas bastante heterogêneas em quanto ao tamanho de grão, dando lugar a regiões da mostra com TG variando de 10nm a 100nm e regiões vizinhas na amostra com TG entre 1 um e 10 um. Medidas de microdureza comprovaram que as nanopartículas de Al2O3 agem como eficiente reforço, pois aumentou em até 100 porcento a dureza do material, quando comparado ao mesmo sem Al2O3. / [en] In this work it is evaluated the microstructural evolution of two types of metal/ceramic nanocomposites, Cu-10(percent)wt(percent)Ni-1(percent)Al2O3 (Cu-rich) and Ni-10Cu-1(percent)Al2O3 (Ni-rich), consolidated in ribbons. Initially, the precursor nanoparticles were obtained by a chemical route synthesis based on the thermal decomposition of Cu and Ni metal nitrates solution, as it generates co-formed oxides (CuO-NiOAl2O3). This material was selectively reduced by hydrogen in order to produce the nanocomposites. The CuNi matrix with particle size of about 20-100 nm containing a dispersion of even finer Al2O3 was uniaxially cold pressed into pellets and then aggregated by heating for 30 minutes. The treated pellets were cold rolled aiming a thickness reduction of 40, 60 and 80 (percent). The produced ribbons were then annealed at 600 degrees Celsius for Cu-rich samples and at 900 degrees Celsius for Nirich samples for periods of 5, 30 and 300 minutes. This step has produced different microstructural states due to phenomena of recovery, recrystallization and grain growth. The microstructural analysis was performed by Scanning Electron Microscopy (MEV), Focused Ion Beam (FIB), and Transmission Electron Microscopy (MET). All of the studies included the conventional and scanning (STEM) modes and high resolution (HRTEM). Particularly, the SEM and TEM / STEM compositional analyzes were conducted by x-ray energy dispersive spectroscopy (EDXS). The preparation of the samples for MEV was performed by conventional metallography, if required, the samples were subject to ion beam polishing in the MEV / FIB instrument. Electron transparent samples were prepared by conventional double jet electropolishing of thin foils, ion milling in precision instrument (PIPS) as well as selected lamellae prepared by Focus Ion Beam (FIB).These studies indicate that the ceramic particles are not homogeneously disperse in the polycrystalline metal matrix, but they selfsegregate in fine agglomerates following the direction of the cold rolled, and serve as preferential sites for the heterogeneous nucleation of new grains, due to recrystallization phenomenon, during annealing. It has also been observed that in the regions with the presence of Al2O3 the grain size of the nanoparticles is smaller. Actually, in the samples with high grain of deformation, recrystallization and grain growth occurred, generating highly heterogeneous size for the microstructures (range about 50nm to 10um). Microhardness measurements have showed that Al2O3 is a good reinforcement, as it increased the hardness of the material by up to 100 percent when compared with the same material without Al2O3.

[pt] Materiais que apresentam expansão térmica baixa ou negativa possuem grande potencial de emprego em diversas aplicações que requerem resistência ao choque térmico, assim como para aplicações odontológicas, em placas de circuitos eletrônicos, em componentes ópticos e para produzir compósitos em que compensam a expansão térmica positiva de outros materiais. Por este motivo, o estudo e a produção de materiais com expansão térmica controlada têm crescido nos últimos anos. No presente trabalho, foram estudadas algumas famílias de óxidos com estruturas que apresentam este tipo de comportamento. Foi avaliada a expansão térmica em três sistemas da família A2M3O12 com o intuito de produzir materiais com expansão térmica controlada pela substituição química do cátion A pelos cátions Al, Cr e Fe. Os sistemas produzidos foram: Cr2xFe2-2xMo3O12 (molibdato de cromo - ferro), Al2xCr2- 2xMo3O12 (molibdato de alumínio - cromo) e Al2xFe2-2xMo3O12 (molibdato de alumínio - ferro). Além destes, o composto HfMgMo3O12 foi também sintetizado para testar a viabilidade de substituição dos cátions A trivalentes por um cátion divalente e um tetravalente. Foi possível obter soluções sólidas monofásicas e seus parâmetros de rede variam linearmente com o aumento no conteúdo do cátion de maior tamanho, conforme a lei de Vegard. Análise térmica realizada por DSC permitiu determinar a temperatura de transição de fase da estrutura monoclínica (P21a) à ortorrômbica (Pbcn). Os valores encontrados foram: para o Al2Mo3O12, 200oC, para o Cr2Mo3O12 , 403oC e para o Fe2Mo3O12, 512oC. Coeficientes de expansão térmica intrínsecos foram determinados por difração de raios-X utilizando luz síncrotron, encontrando-se valores bem reduzidos para todos os sistemas estudados, a saber: para o Al2Mo3O12, (alfa)l = 2,32 x 10- 6/oC, para o Cr2Mo3O12 , (alfa)l = 0,65 x 10-6/oC e para o Fe2Mo3O12, (alfa)l = 1,72 x 10-6/oC. / [en] Negative and low thermal expansion materials have important potential applications as resistance to thermal shock, as well as, for odontological applications, printed circuit boards, optical components and to produce composites to compensate the positive thermal expansion of materials. For this reason, the study and production of materials with controlled thermal expansion have increased in the recent years. In the present work, some oxide families with structures that present this type of behavior were investigated. The thermal expansion in three systems of A2M3O12 family was evaluated in order to produce materials with controlled thermal expansion through the chemical substitution of cation A with Al, Cr and Fe. The produced systems were: Cr2xFe2-2xMo3O12 (chromium - iron molybdate), Al2xCr2-2xMo3O12 (chromium - aluminum molybdate) and Al2xFe2-2xMo3O12 (aluminum - iron molybdate). Besides that, HfMgMo3O12 was synthesized to test the viability of substitution of trivalent cations for one divalent plus one tetravalent. It was possible to obtain single- phase solid solutions and their lattice parameters increased linearly with the increase of the largest cation content, following the Vegard`s law. Thermal analysis carried out by DSC allowed the determination of the phase transition temperature from monoclinic (P21a) to orthorhombic (Pbcn) structure. The values were 200oC for Al2Mo3O12, , 403oC for Cr2Mo3O12 , and 512oC for Fe2Mo3O12. Intrinsic thermal expansion coefficients were determined by X-rays diffraction using syncrotron radiation, and low values were found for all studied systems: (alfa)1 = 2,32 x 10- 6/oC for Al2Mo3O12, (alfa)1 = 0,65 x 10-6/oC for Cr2Mo3O12 , and (alfa)1 = 1,72 x 10-6/oC for Fe2Mo3O12.

Orientador: Fernando Eidi Takahashi / Banca: Fernando Eidi Takahashi / Banca: Hideki Yoshida / Banca: Lafayette Nogueira Junior / Resumo: Este trabalho avaliou a influência de três diferentes métodos de fundição (maçarico e centrífuga elétrica - G1, indução eletromagnética - G2 e plasma - G3), sobre a interface de uma liga metálica de Pd-Ag-Sn e uma cerâmica odontológica de cobertura. Foram encerados para cada método de fundição 30 padrões em cera. Os padrões em cera foram incluídos e fundidos de acordo com as especificações de cada fabricante de equipamentos de fundição. Após o processo de sinterização da cerâmica, os corpos de prova (CP) foram divididos em dois subgrupos. Um subgrupo foi submetido diretamente ao ensaio mecânico de cisalhamento, e o outro recebeu ciclagem térmica e mecânica, seguido do ensaio mecânico de cisalhamento. Então, para cada método de fundição (n=24), metade dos CP receberam ciclagem térmica e mecânica (n=12), e a outra metade os CP não foram ciclados. Após o cisalhamento, os CP foram examinados em estereomicroscópio, para verificação do padrão de fratura. Os valores coletados durante o ensaio de cisalhamento receberam análise estatística, (ANOVA e teste de Tukey), com nível de significância de 5%. Os resultados mostraram os seguintes valores (média l desvio padrão), para os subgrupos sem ciclagem: 108,35 l 22,97 MPa para o maçarico; 103,64 l 28,28 MPa para a indução; 93,79 l 11,07 MPa para o plasma; para o sub grupo com ciclagens: 97,96 l 18,30 MPa para o maçarico; 62,34 l 11,26 MPa para a indução; e 58,10 l 10,66 MPa para o plasma. Conclui-se que os grupos Plasma com ciclagem e Indução com ciclagem apresentam médias dos resultados semelhantes e menores que os demais / Abstract: The aim of this study was to evaluate the three differents methods of melting (gas oxygen torch and eletrical centrifuge G1, Induction electrical centrifuge G2 e automated casting machine with gas argon - G3), between the interface of the Pd-Ag-Sn alloy, and a dental ceramic. Thirty standardized specimens were waxed for each method of melting. The specimens were included and melted in agreement with each manufacturer's melting equipments specifications. Following a feldspatic ceramic was applied over the metal copping, according to the manufacturers' instructions The specimens were divided in two subgroups. One subgroup was directly submitted to the shear bond strength test; and the other subgroup was thermo-cycled, mechanic-cycled, followed by the shear bond strength test. The fractured specimens were evaluated under a stereoscopic loup (20 X magnification), and the type of fracture recorded. The data collected during the shear bond strength test were submitted to ANOVA and Tukey's test statistical analysis with 5% level of significantly. The results showed the following values (mean l S.D.), for the sub groups without cycling: 108,35 l 22,97 MPa by gas oxygen torch and eletrical centrifuge, 103,64 l 28,28 MPa by Induction electrical centrifuge, 93,79 l 11,07 MPa by automated casting machine with gas argon and for the sub group with cycling 97,96 l 18,30 MPa by gas oxygen torch and electrical centrifuge, 62,34 l 11,26 MPa by Induction electrical centrifuge, and 58,10 l 10,66 MPa by automated casting machine with gas argon. Considering this study we can conclude that the automated casting machine with gas argon with cycling and Induction electrical centrifuge with cycling presents similar averages and lower than the others groups / Mestre

Orientador: Cecília Amélia de Carvalho Zaváglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-27T01:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_FabianoCosta_D.pdf: 3772112 bytes, checksum: cb918f5ac800f74bbb146bf9c3e50a84 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os bráquetes são suportes utilizados pelos ortodontistas para controlar o posicionamento dos dentes nos tratamentos ortodônticos. Por eles, mais precisamente por seus slots, passam os fios ortodônticos e ambos são responsáveis pela biomecânica dos movimentos. O bráquete pode ser confeccionado por diversos materiais, sendo o mais comum o metal pela praticidade, preço e resistência. Recentemente, com a maior demanda por aparelhos estéticos, devido ao aumento de adultos utilizando estes dispositivos, aumentou o uso de bráquetes estéticos, feitos geralmente de polímeros ou cerâmicas. As maiores dificuldades encontradas estão relacionadas a estética, resistência, capacidade de coloração por alimentos e maior atrito com o fio. O propósito deste estudo foi a obtenção de compósitos cerâmicos de alumina e zircônia (ZTA) a partir de pós finamente cominuídos em diferentes proporções 70/30, 80/20 e 90/10 provenientes de materiais cerâmicos de alumina e zircônia separadamente. Os compósitos cerâmicos (ZTA) foram submetidos a processos de análises do tamanho de partículas, moagens, prensagens, conformações de corpos de provas (c.p.), difração de raio X, ensaios de compressão diametral, análises das propriedades mecânicas, avaliações das microestruturas e análises de propagação de trincas. Os resultados demonstraram tamanhos de partículas de 0,3µ, os valores da compressão diamentral de 296,64 MPa, 262,60 MPa, 220,30 MPa, os valores de microdureza de 13,12 GPa, 13,42 GPa, 13,81 GPa, os valores de tenacidade à fratura de 8,91 MPa m½, 9,37 Mpa m½, 9,65 Mpa m½, os tamanhos de grãos em torno de 0,6µ e uma redução significativa nas propagações das trincas em relação à alumina. Estes compósitos cerâmicos de alumina e zirconia (ZTA) demonstraram resultados superiores em seus valores de tenacidade à fratura de aproximadamente 68% em relação a alumina, atualmente utlizados em bráquetes comerciais. Ocorreu uma redução do tamanho de grãos e modificações no comportamento de propagação das trincas resultando na diminuição da ocorrência de trincas. A conclusão, diante dos resultados apresentados nas análises, foi que os materiais compósitos cerâmicos de alumina e zircônia (ZTA), nos quesitos avaliados, foram adequados para serem aplicados em bráquetes estéticos de Ortodontia, porém novos trabalhos foram sugeridos para avaliação desses materiais em relação ao desgaste, a fricção e a coloração. Palavras-chave Aparelhos ortodonticos estéticos, bráquetes cerâmicos, compósitos cerâmicos, compósitos ZTA / Abstract: The brackets are used by orthodontists to control the tooth positions on orthodontic treatments. Inside the brackets, in the slots, are the orthodontic wire and both are responsible for the biomechanical movement. The brackets can be made of different materials and the most common is the metallic by practically, price and resitance. Recently, with the greatest demand of aesthetic devices, because a adult demand, increased use of aesthetic brackets made of polymers and ceramics. The greatest aesthetic difficulties are the resitence, staining for food and the wire friction. This work aims to contribute to the development of new aesthetic orthodontic brackets. Thereby was proposed in this study the obtainment of ceramic composites alumina and zirconia (ZTA) powder finely comminuted in different proportions 70/30, 80/20 and 90/10 from alumina and zirconia separately. These ceramic composites alumina and zirconia (ZTA) were submitted to particle analysis, milling process, pressing, specimens conformations, X ray diffraction, diametral compression, mechanical properties analysis, evaluation of microstructured and crack propagation analysis. The results showed particle size 0,3µ, the diametral compression values of 296,64 MPa, 262,60 MPa, 220,30 Mpa, the hardness values of 13,12 GPa, 13,42 GPa, 13,81 GPa, the fracture toughtness values of 8,91 MPa m½, 9,37 Mpa m½, 9,65 Mpa m½, the grain size of 0,6µ and a significant reduction in crack propagation compared to alumina. These ceramic composites alumina and zirconia (ZTA) demonstrated superior results in their fracture toughness values of approximately 68% compared to alumina, currently used in commercial brackets. There was a reduction in grain size and changes in the behavior of propagation of cracks resulting in a decrease of occurance of cracks. The conclusion on the results presented was that ceramic composites alumina and zirconia (ZTA), on the variables evaluated, were suitable for application in Orthodontic aesthetic brackets however new studies have been suggested for the evaluation of these materials in relation to wear, friction and staining. Key Words Aesthetic orthodontic devices, ceramic brackets, ceramic composites, ZTA composites / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica