Orientador: Sebastião Gomes de Carvalho / Banca: Antenor Zanardo / Banca: Eduardo Quinteiro / Banca: Kátia Regina Ferrrari / Banca: Sergio Christofoletti / Resumo: Nos últimos anos, a perda de produção promovida por contaminações nas massas na indústria tem sido um dos desafios para a indústria Cerâmica de Revestimentos. Estas perdas influenciam diretamente os custos e consequentemente o desempenho da competitividade das indústrias frente ao mercado. A região de Santa Gertrudes é considerada atualmente, no Brasil, o maior pólo cerâmico na fabricação de pisos e revestimentos cerâmicos e com tendência ao crescimento. O Pólo situa-se sobre a formação geológica do Corumbataí que é fonte rica de matérias-primas para a produção de revestimentos cerâmicos. Este estudo avalia o comportamento das argilas carbonáticas da Formação Corumbataí e também o comportamento de vários carbonatos aditivados em massas cerâmicas utilizadas no processo de fabricação de pisos e revestimentos do Pólo. Comprova-se que as argilas carbonáticas da Formação Corumbataí podem produzir produtos de alta porosidade e que as reações do calcário podem provocar furos, depressões, rompimento tardio da camada do esmalte e elevação na absorção de água nos revestimentos cerâmicos. Os defeitos produzidos por calcários podem ser reduzidos e eliminados através da racionalização do processo de escolha e beneficiamento das matérias-primas que compõe as massas, além do aprimoramento do conhecimento da matéria-prima e um planejamento de lavra adequado / Abstract: In recent years, the loss of production has been promoted by the mass contamination in industry, that has been one of the challenges for the Ceramic coating industry . These losses directly affect the costs and consequently the performance of the competitiveness of industries facing the market. The region of Santa Gertrudes is today, in Brazil, the largest center for the manufacture of ceramic floor and wall tiles and prone to growth. The Pole is situated on the geological formation of Corumbataí which has rich source of raw materials for the production of ceramic tiles. This study evaluates the behavior of clays and carbonates Training Corumbataí also the behavior of various carbonates containing additives on ceramic used in the manufacture of floor of the Pole. Proves that the formation of Corumbatai carbonate clays can produce high porosity and the reaction of the lime can cause holes, depression, later disruption of the enamel layer and increase in water absorption in ceramic tiles. The defects produced by lime can be reduced or eliminated by streamlining the selection and the processing of raw materials that make up the masses, in addition to improving the knowledge of raw materials and an appropriate mine planning / Doutor

Resumo: Este trabalho foi realizado com o objetivo de verificar a possível conformação de cerâmicas de dióxido de titânio (TiO2) utilizando proteína vegetal (soja) como agente ligante e elemento formador de poros. Para tanto, foram confeccionados corpos cerâmicos com diferentes composições de sólidos e variações nos percentuais de proteínas (extrato e proteína texturizada de soja). Como auxiliar de defloculação, com o intuito de reduzir as viscosidades das dispersões estudadas, utilizou-se a sacarose. A escolha destes materiais, além da já conhecida propriedade bactericida do dióxido de titânio, deveu-se a características tais como: baixo custo, não toxicidade, facilidade de obtenção e, principalmente, propriedades inertes, que conferiram ao produto final condição de uso, sem prováveis danos a saúde. Para melhor entendimento do comportamento das proteínas de soja, foram estudadas algumas propriedades reológicas destes materiais, puros ou em presença da sacarose. A caracterização das peças cerâmicas constou de medidas de rugosidade superficial e densidade aparente, além da verificação por meio de microscopia óptica. Os resultados obtidos permitiram conhecer as peculiaridades e comportamento das proteínas de soja, mostrando suas capacidades de conformação, além das características distintas que concedem aos materiais utilizados diferentes possibilidades de usos; enquanto as proteínas texturizadas são mais apropriadas para filtros domésticos ou membranas, o extrato de soja apresenta características mais adequadas para o desenvolvimento de cerâmicas utilizadas como isolantes térmicos. / Abstract: The main purpose of this work was to verify the possible formation of titanium dioxide (TiO2) ceramics by using vegetable protein (soya bean) as a binder and pore forming element. Accordingly, ceramic specimens were made from different compositions of solids as well as variations in the percentage of proteins (soya essence and texturized soya). Saccharose was used as a dispersion agent in order to reduce the viscosities. Titanium dioxide and soya protein were particularly chosen. The former was for its bactericide property; the latter was due to its low cost, no toxicity, besides being easily acquired. However, the utmost feature is its inert property responsible for the perfect condition of use, probably without any health risks. In order to understand the function of soya proteins, some of their reological behavior were studied, either pure or when in presence of saccharose. The specimens studied were characterized by superficial roughness measurements, apparent density and the verification using optical microscopy. The results obtained showed the peculiarities, as well as the behavior of soya proteins, indicating their formation capacity. Besides this, it was also verified distinct properties that allow the use of soya proteins in different ways. Whereas the texturized soya is more appropriate for residencial filters or membranes, the soya essence presents better performance to the development of ceramics used as thermal insulating. / Orientador: Elson de Campos / Coorientador: Flavio de Paula Santos / Banca: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Olivério Moreira de Macedo Silva / Mestre

Resumo: Cerâmicas multicamadas de carbeto de silício foram obtidas por conformação por consolidação ou prensagem e utilizando diferentes técnicas de adesão das camadas. Produzidas com duas ou três camadas e apresentando gradientes de porosidades, a sistemática para obtenção destas cerâmicas teve início com o estudo individual das amostras. Para atender a níveis de porosidades previamente estabelecidos (15, 30 e 50%), foram conformadas amostras com diferentes composições e percentuais de sólidos. Na prensagem uniaxial utilizou-se um aditivo de sinterização (YAG) para controle do nível de porosidade das amostras. Por meio da realização de ensaios físicos, mecânicos, microscópicos e termomecânicos, foi possível conhecer as particularidades e características inerentes ao método de conformação empregado. As cerâmicas conformadas por prensagem apresentaram melhores acabamentos superficiais, poros pequenos, menores incidências de defeitos, porosidade e resistência mecânica influenciada pelo teor de aditivo empregado. Nas cerâmicas conformadas por consolidação, a existência de uma elevada porosidade associada a defeitos como trincas e fissuras, deterioraram a resistência mecânica das amostras. Baseando-se nos resultados obtidos, partiu-se então, para confecção das cerâmicas multicamadas. Na conformação por consolidação foram produzidas cerâmicas com duas ou três camadas, utilizando-se dois métodos: sobreposição direta e sobreposição por meio de sulcos. Na sobreposição direta a constituição das camadas ocorreu por entorno da dispersão sobre uma camada anteriormente processada. Entretanto, as tensões originadas durante as etapas de secagem conduziram a formação de abaulamento no ponto de adesão das camadas, comprometendo a sua resistência. A utilização de um defloculante polietilenimina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Multilayer ceramics of silicon carbide were obtained by consolidation or pressing by using different techniques for layers adhesion. Produced with two or three layers and showing porosity gradients, the method for obtaining these ceramics began with the individual study of the samples. In order to achieve the porosity levels previously established (15, 30 and 50%), the samples were conformed with different compositions and percentages of solids. A sintering additive (YAG) was used in the uniaxial pressing in order to control the porosity of the samples. Through physical, mechanical, microscopic and thermomechanical tests, it was possible to know the peculiarities and characteristics related to the conforming method that was used. The obtained ceramics by pressing showed better superficial finish, small pores, lower incidence of defects, porosity and mechanical strength, influenced by the percentage of additive employed in the samples. The ceramic samples by consolidation had their mechanical strength damaged due to the high porosity associated with defects such as cracks and fissures. Multilayer ceramics were produced from the obtained results. Ceramic samples were produced by consolidation with two or three layers, by using two methods: direct overlap and overlap through grooves. In the direct overlap, the layer forming was performed by pouring the dispersion over another layer previously processed. However, the arisen tensions during the drying steps, made the interface between the layers become convex, compromising their strength. The use of the dispersant polyethylenimine (Lupasol SK), with high molecular weight, formed a thick film on the sample surface, allowing the production of grooves between the layers. The reduction of tensions on sample layers enabled the ceramic forming without defects on the interface. Samples produced... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Elson de Campos / Coorientador: Francisco Cristovão L. de Melo / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Alvaro José Damião / Banca: Francisco Piorino Neto / Doutor

Orientador: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Laudemir Carlos Varanda / Banca: Cauê Ribeiro de Oliveira / Resumo: As piezocerâmicas de chumbo a base de Pb(Zr1-xTix)O3 (PZT) sempre tiveram destaque devido às suas excelentes propriedades piezoelétricas. Suas aplicações como sensores, atuadores e capacitores tornaram essas cerâmicas um alvo de incessantes estudos. Entretanto, cresce a necessidade de substituí-las devido ao impacto ambiental causado pelo chumbo. Com este objetivo, pesquisas em busca de materiais alternativos vêm ganhando destaque na comunidade científica internacional. Nesse contexto, os únicos materiais que apresentaram características equiparáveis ao PZT foram os niobatos alcalinos texturizados. Entretanto, para a obtenção dessas cerâmicas texturizadas foi necessária a produção de templates de niobato de sódio (NaNbO3) por complexos processos de síntese, uma vez que estes não estão disponíveis comercialmente. Nessa linha de estudo, o presente projeto de pesquisa buscou a síntese de moldes (templates) de niobato de sódio e de potássio para texturização de cerâmicas livres de chumbo a base de niobatos alcalinos (NaKLiNbO3) por método "Templated Grain Growth" (TGG) e "Reactive Templated Grain Growth" (RTGG). Os templates foram produzidos por síntese hidrotérmica assistida por microondas (H-M), a 200ºC, e com variações de tempo, tipo de precursor de nióbio e concentração de reagentes. Os templates de NaNbO3 e KNbO3 foram produzidos através da reação entre um precursor de nióbio (Nb2O5 ou NH4.NbO.(C2O4)2.(H2O)2.(H2O)n) e o hidróxido do respectivo metal alcalino (NaOH ou KOH). O NaNbO3 foi produzido com ambos os precursores de nióbio, embora o oxalato amoniacal favoreça a cristalização de partículas cúbicas de maior tamanho (>4μm). Durante a síntese do NaNbO3, as análises de difratometria de raios X (DRX) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostraram que as microfibras de Na2Nb2O6.nH2O formadas são uma fase intermediária... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: PZT-based materials [Pb(Zr1-xTix)O3] are the most used piezoceramics around the world due to their excellent piezoelectric properties. Their applications as sensors, actuators and capacitors made these ceramics the center of unceasing studies. However, the necessity of substituting these materials has been increased mainly because of the environment impact caused by the lead element. With this objective, new researches aiming the discovery of alternative materials have been growth in the scientific community. In this context, the only materials which presented properties at the level of PZT were the texturized alkalines niobates. Nevertheless, to produce such texturized ceramics, the use of complexes methods of synthesis was necessary to create templates of sodium niobate (NaNbO3), once they are not commercially available. Therefore, this project attempted to produce templates of sodium and potassium niobates intending the texturization of alkaline niobate-based ceramics (NaKLiNbO3) by Templated Grain Growth (TGG) and Reactive Templated Grain Growth (RTGG) methods. The templates were produced by means of a microwave assisted hydrothermal synthesis (M-H), at 200ºC, by varying the time, type of niobium precursor and reactants concentrations. The templates of NaNbO3 e KNbO3 were produced through the reaction between a niobium precursor (Nb2O5 or NH4.NbO.(C2O4)2.(H2O)2.(H2O)n) and the hydroxide of the respective alkaline metal (NaOH or KOH). The NaNbO3 was synthesized by both niobium precursors, though the niobium ammoniacal oxalate promoted the formation of cubic particles of NaNbO3 with greater sizes (>4μm). During the synthesis of the NaNbO3, the analysis of X-ray diffratometry (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM) indicated that the microfibers of Na2Nb2O6.nH2O are formed as an intermediary phase towards the NaNbO3 crystallization... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eudes Borges de Araújo / Banca: Newton Luiz Dias Filho / Banca: Marcelo Rubens Barsi Andreeta / Banca: Fábio Simões de Vicente / Banca: Emerson Marcelo Girotto / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Materiais ferroelétricos do sistema Pb('Mg IND. 1/3'Nb IND.2/3')'O IND. 3'-xPbTi'O IND. 3'(PMN-xPT), possuem potencial efetivo para aplicações em dispositivos eletromecânicos, tais como, transdutores e sensores. Porém, a obtenção de cerâmica de PMN-xPT livre de fase pirocloro (paraelétrica) exige rigoroso controle durante a síntese. Neste trabalho, as condições destinadas a supressão de fase pirocloro em cerâmicas de PMN e PMN-xPT (para x = 0,33, 0,35 e 0,37), foram estudadas a partir de uma nova rota de preparação em função do excesso de MgO e PbO. Paralelamente, cerâmicas de PMN e PMN-PT obtidas pela rota convencional de mistura de óxidos, foram preparadas e os resultados comparados. Os resultados obtidos revelaram valores mais elevados de permissividade para as cerâmicas preparadas pela nova rota. Os valores da polarização remanescente das cerâmicas de PMN-xPT mostraram-se comparáveis com monocristais. Medidas dielétricas realizadas nas cerâmicas de PMN-xPT apontam um significante aumento nos valores de permissividade dielétrica em função do aumento do campo elétrico AC. Condutividade AC e impedância nas cerâmicas de PMN-xT foram estudadaas na região de frequência de 100Hz-1MHz e temperatura 325 - 50ºC. Uma anomalia no espectro de condutividade foi observada para todas as composições, próximo ao ponto de transição de fase ferroelétrica-paraelétrica. / Abstract: Ferroelectric materials of Pb('Mg IND. 1/3'Nb IND.2/3')'O IND. 3'-xPbTi'O IND. 3'(PMN-xPT) system have effective potential for applications in electromechanical devices such as transducers and sensors. However, to obtain free pyrochlore phase (paraelectric) ceramics of PMN-xPT requires control during the synthesis. In this work, the conditions for the removal of pyrochlore phase of PMN and PMN-xPT (for x = 0.33, 0,35 and 0.37) ceramics, were studied using a new route of preparation with the excess MgO and PbO. The obtained results were compared with the ceramics of PMN and PMN-xPT prepared by the conventional route of mixed oxides. The results showed higher values of permittivity for the ceramics prepared by the new route. The remnant polarization values of PMN-xPT ceramics shown to be comparable with single crystal. Dielectric of PMN-xPT ceramics showed a significant increase in the values of dielectric permittivity due to the increase of the AC electric field. Conductivity AC and impedance of PMN-xPT ceramics were studied in the frequency range of 100Hz - 1MHz and temperature 325 - 50ºC. An anomaly was observed in the spectrum of conductivity for all the compositions, which is close to the point of ferroelectric-paraelectric phase transition. / Doutor

Resumo: Armas de fogo têm sido usadas em periódo dificeis da história, nos quais conflitos entre países têm ocorrido, ou no cotidiano cada vez amis violento das grandes cidades. Neste sentido, a blindagem de veículos, aeronaves e de pessoas é uma necessidade cada vez maior. Das cerâmicas utilizadas para esse fim, o carbeto de silício tem um excelente desempenho devido à alta dureza e baixa densidade. O objetivo desse trabalho é otimizar a manufatura de cerâmicas de carbeto de silício feitas de matéria prima nacional, caracterizá-las tanto quanto comparar suas características com aquelas de material importado, visando sua aplicação em blindagem balística pessoal ou de veículos leves. a fim de proporcionar independência tecnológica nessa área. Foram confeccionadas cerâmicas de carbeto de dilício de dois tipos de pós: um nacional Microservice e importado - H. C. Starck. As cerâmicas foram conformadas por prensagem uniaxial, seguida de prensagem isostática e sinterização com fase líquida, utilzando YAG como aditivo de sinterização. A caracterização das cerâmicas foir formada por: ensaios de flexão por quatro pontos, medidas de densidade, testes de dureza e ceramografia. As cerâmicas confeccionadas com o SiC H. C, Starck apresentaram maior densidade e maior resistência mecânica do que as demais. Enquanto que, as amostras nas quais o SIC da Microservice associado a 10% de YAG como aditivo foi usado, demostraram a mais alta homogeneidade e valores de resistência mecânica e dureza os mais próximos aos valores daquelas feitas com matéria-prima importada. Esses resultados mostram que é possível usar cerâmicas feitas com o SIC nacional para propósitos de blindagem balística. / Abstract: Firearms have beem used either in hard periods of history, in which conflicts between countries have occurred, or in the everyday life of the large cities, wich are more and more violent. Thus, the protection of vehicles, aircraft and people is an increasing need. Among ceramics used for this purpose, silicon carbide has an excellent performane due to its high hardness and low density. The goal of this work is to optimize the manufacture of the silicon carbide ceramics made from Brazilian raw-materials, characteriza them as well as to compares their characteristics with those form imported raw-material, aiming their application in personnel or in light vehicles armor to provide technological independence in this field. Silicon carbide ceramics were made of two kinds of powders: Brazilian - Microservice and importe - H. C. Starck. The ceramics were shaped by uniaxial pressing, followed by isostatic pressing, and liquid phase sintering using YAG as an sintering additive. The characterization of the ceramics was consisted of the four-point flexural tests, measurements of density, hardness testsm and ceramography. The ceramics made of SIC H.C. Starck presentes higher density and higher mechanical resistance than the others. While the samples of ceramicsm in wich the SIC of Microservice and a 10-percent of YAG as an additive was used, presented the highest homogeneity and mechanical resistance and hardness values closets to the values from those made of importes raw-materials. These results show it is possible to use ceramics, made of Brazilian sources for ballistica armor purposes. / Orientador: Elson de Campos / Coorientador: Demétrio Bastos Neto / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Francisco Cristovão L. de Melo / Banca: Gustavo Pain Valença / Banca: Olivério Moreira de Macedo Silva / Doutor

Resumo: Vitrocerâmicas transparentes baseadas em novas composições de calco-halogenetos dopadas com íons de terras raras foram produzidas com o objetivo de gerar luz no visível. A adição de diferentes halogenetos alcalinos em vidros do sistema Ga2S3-GeS2 foi estudada com a finalidade de aumentar a sua janela de transparência no ultravioleta. Vidros no sistema Ga2S3- GeS2-CsCl totalmente transparentes no visível (400-750 nm) até a região do infravermelho médio (11,5μm) foram obtidos. Vitrocerâmicas transparentes e homogêneas foram em seguida preparadas a partir de vidros variando a concentração de CsCl no sistema Ga2S3-GeS2-CsCl. As condições dos tratamentos térmicos (temperaturas e tempos) foram estabelecidas permitindo o controle dos processos de nucleação e crescimento dos cristalitos dentro da matriz vítrea. Nanocristalitos uniformemente distribuídos e com tamanho homogêneo foram obtidos e confirmados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Estudos estruturais foram realizadas nas vitrocerâmicas utilizando-se as técnicas de difração de raios X e resonância magnetica nuclear do sólido do 133Cs e 71Ga. Foi evidenciado o papel do agente de nucleação do gálio neste material, com a cristalização da fase Ga2S3. Um aumento da resistência mecânica foi também observado nestes materiais em comparação aos vidros de base. Em seguida, vitrocerâmicas dopadas com íons de terras raras (praseodímio Pr3+ e neodímio Nd3+) foram sintetizadas no sistema Ga2S3-GeS2-CsCl. A luminescência dos íons Pr3+ e Nd3+ no visível foi estudada em função dos tratamentos térmicos aplicados aos materiais. Foi observado que não houve a incorporação dos íons Pr3+na matriz. Por outro lado, um aumento da fluorescência do íon Nd3+ foi observado, sugerindo uma incorporação parcial destes íons dentro da fase cristalina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work deals with the study of new chalco-halide glass-ceramics doped with rare earth ions for visible luminescence. The effect of the addition of different alkali-halide into glasses belonging to the Ga2S3-GeS2 system has been studied with the aim to extend their transparency into the ultraviolet region. Glasses transparent over the visible range (400-750 nm) up to the mid infrared (11,5 μm) have been obtained in the Ga2S3-GeS2-CsCl system. Transparent and homogeneous glass-ceramics have been prepared from several base glasses varying the CsCl content in the Ga2S3-GeS2-CsCl system. Nanocrystals with homogeneous size and uniformly distributed in the amorphous matrix have been generated with reproducibility by appropriate heat-treatment. A structural study of the crystallization has been realized using X-ray diffraction and solid state nuclear magnetic resonance performed on the 71Ga and 133Cs nuclei. The nucleating agent character of gallium has been shown in the glassy matrix with the crystallization of the Ga2S3 phase. An improved mechanical behaviour has also been observed in the prepared composite materials. Rare-earth ion (praseodymium Pr3+ and neodymium Nd3+) doped glass-ceramics have been synthesized in the Ga2S3-GeS2-CsCl system. The visible luminescence from Pr3+ and Nd3+ ions has been studied as a function of heat-treatment conditions. It appeared from experiments that Pr3+ ions are not incorporated into the crystals contrary to the Nd3+ ions from which an enhanced luminescence was observed, suggesting their partial integration into the crystalline phase. Finally, silver and Pr3+ doped glasses have been synthesized in the Ga2S3-GeS2 system. Metallic silver nanoparticles were generated by heat-treatment at 370°C and characterized by transmission electronic microscopy. The influence of the NPs on the Pr3+ ions luminescence properties was studied by performing frequency... (Complete abstract click electronic access below) / Résumé: Les travaux présentés dans ce manuscrit concernent l'étude de nouvelles vitrocéramiques transparentes à base de chalco-halogénures dopées par des ions de terres pour la luminescence dans le visible. L'addition de différents halogénures d'alcalins à des verres du système Ga2S3-GeS2 a été étudiée avec l'objectif d'étendre leur transparence vers l'ultraviolet. Des verres du système Ga2S3- GeS2-CsCl complètement transparents dans le visible (400-750 nm) jusqu'au moyen infrarouge (11,5 μm) ont été obtenus. Des vitrocéramiques transparentes et homogènes ont ensuite été préparées de manière contrôlée à partir de plusieurs verres à différentes teneurs en CsCl dans le système Ga2S3-GeS2-CsCl. Des nanocristallites de taille homogène et uniformément dispersées dans la matrice amorphe sont formées de manière reproductible par des traitements thermiques appropriés. Une étude d'un point de vue structural de la cristallisation a été réalisée par diffraction de rayons X et résonance magnétique nucléaire à l'état solide sur les noyaux 71Ga et 133Cs. Le rôle d'agent de nucléation du gallium a été mis en évidence dans cette matrice avec la cristallisation d'une phase Ga2S3. Un meilleur comportement mécanique a également été observé pour les matériaux composites préparés. Des vitrocéramiques dopées par des ions de terres rares (praséodyme Pr3+ et néodyme Nd3+) ont été synthétisées dans le système Ga2S3-GeS2-CsCl. L'évolution de la luminescence dans le visible des ions Pr3+ et Nd3+ a été étudiée en fonction des conditions de traitement thermique. Au vu des résultats obtenus, il semble que l'ion Pr3+ ne soit pas incorporé dans les cristallites. Une augmentation de la luminescence de l'ion Nd3+ a en revanche été constatée, suggérant une incorporation partielle de ces ions dans une phase cristalline... (Résumé complet accès électronique ci - dessous) / Orientador: Bruno Bureau / Coorientador: Younés Messaddeq / Coorientador: Marcel Poulain / Banca: Cid Bartolomeu de Araújo / Banca: Brigitte Boulard / Banca: X. H. Zhang / Doutor

Orientador: Celso Valentim Santilli / Coorientador: Leandro Martins / Banca: Valérie Briois / Banca: Léo Ricardo Bedore dos Santos / Resumo: Cerâmicas porosas possuem resistência a altas temperaturas e a ambientes corrosivos, permitindo sua utilização em uma variedade de aplicações. A distribuição de tamanho, forma e volume dos poros é determinante na definição do desempenho da função desejada. Estruturas hierárquicas de poros vêm atraindo o interesse de pesquisadores que procuram desenvolver materiais com elevadas taxas de transferência de massa e calor bem como elevada área superficial específica. A combinação das propriedades texturais das aluminas, suas intrínsecas características ácido-base e a estrutura hierárquica de poros, pode ser de grande interesse para o desenvolvimento de novos materiais. Neste trabalho aluminas com meso e macroporos foram produzidas pela conjugação do processo sol-gel e direcionadores de estrutura porosa baseados em tensoativos e emulsões. Foi realizado um estudo sistemático das condições de preparação das aluminas e estabelecidos alguns parâmetros determinantes na formação e estabilidade destes materiais. Além disso estabeleceram-se as correlações entre a composição da emulsão, os tratamentos após a gelatinização e a estrutura porosa do material cerâmico final. Alterando a quantidade de tensoativo na síntese, a área superficial específica, o volume e diâmetro dos mesoporos podem ser ajustados, sem grandes alterações na estrutura macroporosa. A adição de cotensoativo altera a estrutura de meso ou macroporos dependendo do tamanho da cadeia do álcool utilizado. Durante a etapa de secagem dos materiais ocorre retração e formação de fraturas, no entanto quando as amostras são secas a 50 °C esses efeitos são menos pronunciados. Os materiais obtidos apresentam elevada estabilidade térmica, a estrutura bimodal e estreita distribuição de tamanho de poros foi mantida... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Porous ceramics are resistant to high temperatures and corrosive environments, enabling their use in a variety of applications. The distribution of size, shape and pore volume are very important in definition of the performance function. Hierarchical structures of pores are attracting interest from researchers seeking to develop materials with high rates of mass transfer and heat as well as high surface area. The combination of the textural properties of alumina, its intrinsic acid-base characteristics and the hierarchical structure of pores, can be of great interest for the development of new materials. In this context alumina with meso and macropores were produced through the conjugation of the sol-gel route as well as dual soft template technique that consists of surfactants and emulsion. In this work a systematic study was conducted about the preparation conditions of alumina and some parameters determining the formation and stability of these materials were set. The correlation between the compositions of the emulsion, the gel aging, drying conditions and porous structure of the final ceramic material was studied. Changing the amount of surfactant in the synthesis, the specific surface area, volume and diameter of the mesopores can be adjusted without major changes in the macroporous structure. The addition of a co-surfactant changes the structure of meso- or macropores depending on the chain size of the used alcohol. During the drying step the material shrinkages and the formation of crack occurs, however when the samples are dried at 50 °C these effects are less pronounced. The obtained materials exhibit high thermal stability, structure and narrow bimodal size distribution of pores which are retained after calcination between 500 °C and 1000 °C. At 1100 °C occurs sintering of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Jaime Gilberto Duduch / Banca: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: O sucesso da cerâmica estrutural na maioria das aplicações depende não somente das propriedades do material e do projeto da peça, mas também da qualidade do produto usinado. Um dos fatores citados como obstáculo à ampla utilização das cerâmicas é a falta de confiabilidade dos componentes de cerâmica, em função da grande dispersão dos valores de resistência mecânica provocada por defeitos que podem ter origem no processo de retificação. A retificação de cerâmica, assim como na indústria de processamento metal-mecânica, é realizada normalmente com abundância de fluidos de corte. A utilização destes fluidos refrigerantes resulta em problemas ecológicos, fisiológicos e econômicos. Desde a última década, a opinião pública, o mercado, as leis e regulamentos têm pressionado as indústrias para considerar os riscos ambientais na manufatura. Com o propósito de avaliar alternativas ao método convencional de lubri-refrigeração, foi estudada a viabilidade da técnica de refrigeração otimizada, onde o fluido de corte é aplicado à mesma velocidade periférica do rebolo, penetrando na região de corte com menos turbulência. Também foi analisada a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), na qual o grande volume de fluido de corte é substituído por um jato de ar contendo uma quantidade ínfima de lubrificante. Os métodos foram comparados através da análise de desempenho durante o processo de retificação (forças de corte, emissão acústica, energia de retificação) e pela caracterização dos corpos de prova (rugosidade, danos subsuperficiais) e do rebolo (relação G). A profundidade de corte e o efeito do "spark-out" também formaram parte do escopo deste trabalho. Os resultados obtidos mostraram que a profundidade de corte exerce grande influência durante o processo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The success of structural ceramics in most applications depends not only on the materials properties and component design, but also the quality of machined products. One factor usually mentioned as a barrier to the wide use of ceramics is the lack of reliability of ceramic components, because the variability on the mechanical strength caused by defects that can be impaired in the grinding process. The grinding of ceramics, as much as with steel grinding is performed generally with excess of cutting fluids (coolants). The use of coolants results in serious ecological, physiological and economic issues. Since last decade the public opinion, the market, the laws and regulations have pushed the industries to consider the environmental risks in the manufacturing process. Then, in order to evaluate alternatives to the conventional method of cooling and lubrication, it was studied the viability of the optimized technique, where the cutting fluid is applied to the same peripherical speed of the wheel, penetrating in the cutting zone with less turbulence. Also, it was verified the technique of Minimum Quantity of Fluid (MQF), where a large amount of cutting fluid is replaced by an air compressed flow containing a small quantity of lubricant. The methods were compared through performance analysis during the grinding process (cutting forces, acoustic emission and specific grinding energy) and by characterization of specimens (roughness, subsurface damage) and wheel (G ratio). The depth of cut and the effect of "spark-out" were part of the scope of this work too. The results obtained showed that the depth of cut has great influence during the process and in the characterization of ceramics, while "spark-out" does not seem to be so significant. Another conclusion is that MQF is not viable in ceramics grinding with the working conditions proposed. The results obtained... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Arana Varela / Banca: Mário Cilense / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: Daniel Zanetti de Flório / Banca: Eliana Navarro dos Santos Muccillo / Resumo: No presente trabalho foram preparados pós cerâmicos de Bi4Ti3O12 estequiométrico, com excesso de bismuto e com excesso dopados com nióbio pelo método dos precursores poliméricos. As fases cristalinas foram obtidas por calcinação a 700 °C-4h com 10% excesso Bi nas composições Bi4Ti3-xNbxO12 (x = 0; 0,1; 0,2 e 0,4 mol% Nb). Os pós obtidos foram caracterizados quanto ao tamanho das partículas, difratometria de raios X, espectroscopias Raman, no infravermelho e UV-vis indicando pós nanométricos com fase ortorrômbica predominante, ordenados a curta e longa distância e com alta cristalinidade. As cerâmicas foram compactadas e sinterizadas em forno convencional e microondas a 800 °C, além de caracterizadas por medidas de condutividade elétrica, constante e perda dielétricas, histerese e microscopia eletrônica de varredura. A condutividade elétrica sofreu decréscimo nas cerâmicas dopadas com nióbio, apresentando constante dielétrica de 170 na temperatura ambiente, baixos valores de polarização remanescente e densidade relativa máxima de 93% para cerâmicas sinterizadas em microondas. Cerâmicas funcionais texturizadas foram obtidas empregando-se a técnica de tape casting (colagem de folhas), onde partículas templates do BIT sintetizadas via método dos sais fundidos e com alta orientação na direção do eixo c foram adicionados as barbotinas aquosas do titanato de bismuto. As medidas de caracterização indicaram grau de texturização das cerâmicas de até 80% na direção do eixo c, com aumento da densidade relativa (97%) , da polarização remanescente (3,4 µC/cm2 ) além de menor condutividade elétrica, boa resposta dielétrica e microestrutura com grãos orientados, em comparação às cerâmicas policristalinas / Abstract: In the present study were prepared stoichiometric Bi4Ti3O12 ceramic powders, with excess bismuth and niobium doped from polymeric precursor method. The crystalline phases were obtained by calcination at 700 °C for 4h with 10% excess Bi in the compositions Bi4Ti3- xNbxO12 (x = 0, 0.1, 0.2 and 0.4 mol% Nb). The powders were characterized for particle size, X-ray diffraction, Raman, IR and UV-vis spectroscopy indicating a predominant nanosized orthorhombic phase ordered at short and long distances, with high crystallinity. The ceramics were compacted and sintered in a conventional and microwave oven at 800 °C, and characterized by measurements of electrical conductivity, dielectric constant and loss, hysteresis, and scanning electron microscopy. The electrical conductivity decreased in the niobium-doped ceramics, with dielectric constant of 170 at room temperature, low remanent polarization and relative density of up to 93% for ceramics sintered in the microwave oven. Functional textured ceramics were obtained using the tape casting methodology where particles of the BIT templates synthesized from the molten salts method presented high orientation in the c-axis direction were added to the aqueous slurry of bismuth titanate. Characterization measures indicated texturing degree of ceramics up to 80% along the c- axis, with increasing in relative density (97%), in the remanent polarization (3.4 µC/cm2) and lower electrical conductivity, good dielectric response and microstructure with grain oriented compared to polycrystalline ceramics / Doutor