Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210336.pdf: 6041832 bytes, checksum: 7041aad6235affc1f4899d991f0a0831 (MD5) / A erosão por cavitação deteriora componentes em serviço, tais como partes metálicas de bombas de água, válvulas e, em especial, pás de turbinas hidráulicas, sendo nesse último caso responsável por elevados prejuízos, ligados tanto aos custos da manutenção direta, como sobretudo às enormes perdas devido à interrupção na geração de energia elétrica. As pás de turbinas hidráulicas necessitam, portanto serem protegidas para que apresentem um maior tempo de operação e, um maior intervalo entre as intervenções de manutenção. Atualmente a principal solução consiste no revestimento superficial do substrato, em geral de aço carbono ou baixa-liga, pelo depósito de um material mais nobre por soldagem Dentre os materiais aplicados para revestimentos incluem-se aços inoxidáveis austeníticos, destacando-se os aços inoxidáveis ao Co, e ligas à base de Co, no entanto esses últimos são mais sensíveis a trincas, difíceis de esmerilhar e de mais alto custo. Nesse contexto este trabalho buscou formular, depositar e avaliar aços inoxidáveis ao Fe-Cr-Mn-Si-N, depositados pelo processo PTA, que tem como uma de suas principais características a grande flexibilidade na formulação e deposição de novas ligas. A resistência à erosão por cavitação avaliada segundo a norma ASTM G 32-85, ao lado da microestrutura caracterizada por microscopia ótica e MEV, da composição química determinada por ASS, da análise das fases presentes nos revestimentos antes e após a erosão por cavitação avaliadas no EDX, da qualidade da superfície dos depósitos avaliados por END, serviram como critérios para avaliar os revestimentos depositados. Verificou-se que os revestimentos apresentaram boa soldabilidade (sem trincas de solidificação, baixa porosidade, boa molhabilidade, bom acabamento superficial), baixo custo de produção e especialmente a liga L03* (0,03%C; 0,35% N; 13,2%Cr; 11,8% Mn; 2,8%Si; bal %Fe), dureza e resistência à erosão por cavitação bem próxima as principais ligas comerciais destinadas a essa função.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T12:07:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 249539.pdf: 1988265 bytes, checksum: f6172b5f878cdee995924f084f3be813 (MD5) / O desenvolvimento de partículas ocas por inchamento osmótico requer a formação por polimerização em emulsão em seqüência de uma partícula estruturada com núcleo composto por um polímero carboxilado e uma ou mais cascas com outro tipo de polímero. O polímero carboxilado que compõem o núcleo deve ser ionizado por mudança do pH ou por hidrólise a certa temperatura. Um processo subseqüente de inchamento irá fazer com que a água presente no meio externo contínuo intumesça o centro da partícula. Essa água deixa o "vazio" da partícula por evaporação. Fatores estruturais como composição, razão núcleo/casca, e estrutura de reticulação são críticas na obtenção de uma morfologia oca estável. Uma composição típica envolve um núcleo contendo um ácido carboxílico com uma casca composta por poliestireno ou algum polímero acrílico. O tamanho ótimo de enchimento de ar incorporado dentro da partícula oca promove a máxima intensidade de dispersão da luz e consequentemente traz alto poder de cobertura, reduzindo o consumo do dióxido de titânio em diversos seguimentos, como a indústria de tintas, papel e celulose com vantagens técnicas e econômicas. A eficiência do espalhamento da luz depende da diferença do Índice de Refração entre o pigmento e o meio que o circunda. O alto índice de refração do dióxido de titânio leva a maior poder opacificante, superior a qualquer outro tipo de pigmento branco. Sendo o dióxido de titânio o primeiro ou segundo insumo de maior participação no custo destes revestimentos, e sendo seu valor unitário relativamente alto, a busca de sua otimização nas receitas é uma realidade em diversos laboratórios de pesquisa. De maneira que, é comum o uso de "extensores" deste tipo de pigmento, como cargas minerais ultrafinas e estruturadas por espaços vazios. Todos os mecanismos usados como "extender" apresentam a característica de cobertura seca, ou seja, estando o material no estado líquido, esse se apresenta transparente, e quando seco, a opacidade aparece. Fato semelhante ocorre em substâncias simples como as nuvens e a neve, por exemplo. A razão física para que isso ocorra, é a presença de interface de ar, que aumenta o índice de refração que por definição é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio. Com base nesse princípio, cresce o interesse em implantar um espaço vazio em uma partícula polimérica. As vantagens desta tecnologia para substituição do dióxido de titânio, é que por se tratar de um material polimérico, este forma filme, então contribui para as propriedades de resistência da película. Neste trabalho foi realizado um estudo para obtenção de partículas poliméricas ocas obtidas através da polimerização em múltiplos estágios. Foi variada a razão monômero semente em diversas etapas do processo a fim de se verificar o seu efeito no látex final. As análises dos resultados de andamento da reação indicam ser possível controlar esta morfologia (tamanho do núcleo e da casca) manipulando a concentração e tamanho das sementes utilizadas, além da massa de monômero adicionado para formação da casca. É importante destacar também que, estabeleceu-se uma metodologia para avaliar de forma indireta a morfologia do látex final através do contraste úmido e seco. The development of hollow spheres by osmotic swelling requires a particle formation by a sequential emulsion polymerization process of a very well defined "core" containing a carboxylated polymer and one or more other polymers, which encapsulate that core and are normally known as "shell". The carboxylated polymer which composes the core must be ionized by a pH increase or by hydrolysis at a given temperature. A subsequent swelling process will let the water in the continuous external phase to swell the particle voids. This water will get out of the void by an evaporation process. Structural properties like polymers composition, core and shell rate, the cross linked network, etc., are critical in order to get stable hollow spheres morphology. A typical core shell composition is formed by a core with a carboxylic acid in its polymer structure and a shell with a polystyrene and/or polyacrylate polymers. The optimum amount of air which fills the hollow spheres after the polymer particles drying, gives the maximum light dispersion intensity and consequently the highest hiding power. That means a reduction in the TiO2 consumption in different end-uses, like paints, cellulose and paper industries with technical and economical advantages. A study was accomplished in this work to obtain hollow polymeric particles through the polymerization in multiple stages. The seed monomers proportion varied in several stages of the process in order to check its effect in the final latex. Besides, a methodology was established to evaluate, in an indirect way, the morphology of the final latex through the contrast of wet and dry. The efficiency of the light spreading depends on the difference of the refraction level between the pigment and its surrounding environment. The high refraction level of the TiO2 leads to a higher opaque power, superior to any other kind of white pigment. Being the TiO2 the first or second raw material of most participation in the of those coverings, and being its value relatively high, the search for an optimization in the formulas is a reality in several research laboratories. Thus, the use of extensors of this kind of pigment, as ultra him and structured mineral that loads through empty spaces is common. All mechanisms used as extensors show the dry covering characteristic, that is, in the liquid state, the material is transparent, and when it's dry, it's opaque. A similar fact happens in simple substances as clouds and snow, for example. The physical reason for that is the presence of the air interface that increases the refraction level that, by definition, is the ratio between the light speeds in the environment. Relying on this principle, the interest in inserting an empty space in a polymeric particle grows. The advantages of this technology to replace the TiO2, are that because it's a polymeric material, it gorms a thin later, contributing to the resistance properties of the pellicle. A study was accomplished in this work to obtain hollow polymeric particles through the polymerization in multiple stages. The seed monomers proportion varied in several stages of the process in order to check its effect in the final latex.. The analysis of the reaction results shows it's possible to control this morphology (core and shell sizes) manipulating the concentration and size of the seeds used, and the mass of the monomer added to form the shell. Besides, a methodology was established to evaluate, in an indirect way, the morphology of the final latex through the contrast of wet and dry

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T13:46:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239603.pdf: 2056593 bytes, checksum: e5c006f30a7e3fc156c99050baf3031f (MD5) / Neste trabalho foram estudados experimentalmente recobrimentos poliméricos formados por acrílico, poliéster, poliuretano e silicone sobre substratos cerâmicos. Os recobrimentos foram aplicados em forma de resina líquida por meio de uma pistola, exceto o poliéster que foi depositado na forma de pó. Medidas de ângulo de contato entre as superfícies e a água foram efetuadas por meio de um goniômetro para caracterizar o comportamento hidrofóbico dos recobrimentos. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios que simulavam a ação da intempérie, como névoa salina, envelhecimento acelerado por radiação UV e erosão. As espessuras das camadas e alterações microscópicas nas superfícies foram estudadas com o auxílio de microscópio óptico. Como um parâmetro que afeta a hidrofobicidade, avaliou-se também as rugosidades das diversas superfícies. Para avaliar o desempenho dos diversos recobrimentos, incluíram-se nos ensaios corpos de prova com recobrimento de esmalte cerâmico, apenas para efeito comparativo. Os resultados demonstraram que o recobrimento com silicone apresentou ângulo de contato de aproximadamente 116o, comportamento 35% superior aos outros recobrimentos poliméricos, que apresentaram ângulos de contato com valores próximos de 90o sendo, contudo, o material que apresentou a maior perda de hidrofobicidade após o ensaio de erosão. Medidas complementares com o goniômetro indicaram decréscimo nos ângulos de contato após os ensaios mantendo-se, no entanto, o comportamento hidrofóbico em todos os recobrimentos poliméricos. O recobrimento de esmalte cerâmico, como esperado, apresentou comportamento hidrofílico.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244979.pdf: 5545649 bytes, checksum: 72c9dd038ad5e0eb4be28582a14998bc (MD5) / O porcelanato é formado por uma mistura de argilominerais, quartzo e feldspatos. Corresponde à classe de revestimento com melhor desempenho técnico. É constituído basicamente por 50-65% de fase vítrea, 10-25% de quartzo, <10% de mulita, 0-10% feldspatos não fundidos, 3-7% de porosidade fechada. A produção de porcelanato normalmente se faz por conformação por prensagem, a partir de matériasprimas finamente moídas, homogeneizadas por via úmida e granuladas por atomização. A queima ocorre em ciclos rápidos entre 40 e 60 min, com temperaturas máximas entre 1180 e 1220ºC. A etapa de resfriamento do ciclo de queima é realizada o mais rapidamente possível e com escasso controle. A única precaução tomada é reduzir a velocidade de resfriamento durante a transformação alotrópica do quartzo. Normalmente associa-se o desenvolvimento das propriedades mecânicas do porcelanato com os mecanismos de reforço atribuídos às porcelanas, mas dificilmente relacionando quais fatores que apresentam maior relevância. No presente trabalho, o desenvolvimento das propriedades mecânicas do porcelanato foi estudado com base na avaliação do desenvolvimento das tensões residuais macroscópicas e microscópicas. Diferentes magnitudes de tensões macroscópicas foram desenvolvidas por distintas velocidades de resfriamentos e alterando-se a composição de partida (caulinita, quartzo e albita). Os efeitos provocados pelas tensões microscópicas foram analisados alterando-se a composição de partida e o tamanho de partícula do quartzo. As tensões residuais macroscópicas foram medidas pelo método de relaxação de deformações por corte incremental e as tensões microscópicas por difração de raios X. A resistência mecânica e a tenacidade à fratura, método SENB, foram medidas por flexão em três pontos de apoio em máquina universal de ensaios mecânicos. Os resultados demonstraram que o porcelanato desenvolve têmpera quando submetido a resfriamento rápido. Esse processo é controlado pelas mesmas variáveis da têmpera em vidros planos, constituindo dessa forma um importante mecanismo de reforço microestrutural. Paralelamente à têmpera ocorre um processo de deterioração da microestrutura que foi quantificado matematicamente através de uma equação proposta, que associa a deterioração com o crescimento do tamanho do defeito natural de Griffith. Essa deterioração mostrou ser o principal fator que distingue as propriedades mecânicas de diferentes composições. As maiores resistências mecânicas foram obtidas para aquelas misturas que associam tensão macroscópica juntamente com o efeito de reforço provocado pelas partículas de quartzo e proteção microestrutural,, contra essa deterioração, através da interconexão dos cristais de mulita. As diferenças observadas nas tensões sobre as partículas de quartzo estão relacionadas com variações na natureza da interface (sílica amorfa ou mulita/vidro de caulinita ou vidro de albita), e não podem ser associadas indistintamente com o aumento da energia de fratura sem levar em consideração os efeitos deletérios que as fases de baixo coeficiente de expansão térmica causam à matriz vítrea. A metodologia proposta para a determinação da tensão residual microscópica sobre as partículas de quartzo, juntamente com a análise dilatométrica, comprovaram que o quartzo nas composições de porcelanato está parcialmente desconectado e que este fenômeno é controlado pelo comportamento anisotrópico da célula unitária. Desse modo, o quartzo apresenta dois diâmetros críticos a partir dos quais as partículas se desprendem parcial ou totalmente da matriz. The porcelain tile is composed by clay minerals, quartz and feldspars. It is the best ceramic tile considering the technical properties. Basically it is constituted by 50-60% glassy phase, 10-25% quartz, <10% mullite, 0-10% non-fused feldspar and 3-7% of close porosity. Manufacturing is normally done by dry pressing from fine wet grid raw materials which are spray-dried. Sintering is carried out by fast firing, i.e., 40-60 min, and maximum temperature between 1180 and 1220ºC. Cooling stage is done as fast as possible, with a lack of specific control. Only a little decrease is done on the cooling rate during the quartz allotropic transition. The mechanism of developing mechanical properties of porcelain tile is normally associated with that of technical porcelain, but it is not so evident what the most relevant mechanism is. In the present work, the mechanical properties of porcelain tile was evaluated based on the developing of macroscopic and microscopic residual stress. Different levels of macroscopic residual stress were produced by changing the cooling rate and the initial composition (kaolinite, quartz, albite). The effect of microscopic residual stress was evaluated by changing the initial composition and the particle size of quartz. The macroscopic residual stress was measured by deformation-relaxation method with incremental cuts and the microscopic residual stress by x-ray diffraction. The mechanical strength and fracture toughness, SENB method, was measured by three points bending using a universal test machine. The results show that porcelain tile develops tempering when submitted to fast cooling rate. This process is controlled by the same factors of those in float glass, them it can be considered a kind of reinforcing mechanism. As the tempering occurs, a microstructural deterioration also occurs, which was quantified by a proposed model based on an increasing of the Griffith flaw size. This deterioration is the most important mechanism that differs the mechanical properties all the studied composition. The high strength was obtained for those compositions with macroscopic residual stress, matrix reinforced by quartz particles, but with no deterioration during fast cooling. The deterioration was least for those microstructures where interconnected mullite crystal was observed. The observed changing in microscopic residual stress on the quartz particles was related with changes in the interface nature (amorphous silica, mullite/ kaolinite glass or albite glass) and can not be directly associated with matrix reinforced by increasing the fracture energies without considering the deleterious effect of those low thermal expansion phases. The proposed methodology for determination of microscopic residual stress under quartz particle together with dilatometric experiments, could confirm that the quartz particles in porcelain tile are partially disconnected. This phenomenon is controlled by anisotropic behavior of the quartz unit cell. In this way, the quartz presents two critical diameters and the particles can be completely or partially disconnected.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:28:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Esse trabalho teve por objetivo a síntese por ablação a laser de nanotubos de carbono a parede simples, junto ao desenvolvimento de caracterização por espectroscopia Raman e de uma metodologia de caracterização de nanopartículas em geral. Na parte introdutória da tese é resumida a escrição das propriedades dos SWNTs. Foram expostos os diferentes métodos de síntese e as aplicações dos nanotubos de carbono, com ênfase na técnica de ablação a laser. Foi então descrito o aparato experimental, montado durante a tese, relacionando o produto de síntese com os parâmetros de processo até obtenção de nanotubos de carbono. Objetivando o desenvolvimento de um processo controlado de síntese, foi iniciado um estudo por simulação computacional do processamento térmico durante a formação e crescimento dos nanotubos. Foram assim verificados alguns aspectos peculiares do aparato experimental, demonstrando a eficiência do sistema. Paralelamente a essa fase experimental, foi iniciado o desenvolvimento de técnicas de caracterização das nanopartículas obtidas, utilizando métodos indiretos, como espectroscopia Raman, espectroscopia óptica, espectrofotometria de absorção, e métodos diretos, como SEM, FEG, AFM e TEM. Foram obtidas as características geométricas e elétricas dos nanotubos, aprimorando a utilização das técnicas de análise e pesquisando o potencial de cada técnica na definição das características dos SWNTs e para aprimorar processos sucessivos à síntese, como a purificação dos nanotubos. Nas considerações finais foi enfatizado o contexto interdisciplinar no estudo de nanomateriais, que requer o envolvimento de todos os departamentos de ciência e engenharia para obter a descrição completa (matemática, física, química e estrutural) dos nanomateriais.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:23:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 259875.pdf: 5087120 bytes, checksum: 59d3b0064204d6ec0cbef0d163323cec (MD5) / No mercado cada vez mais competitivo, a sobrevivência das indústrias depende da redução dos custos de produção e do aumento significativo da produtividade. Estudar as propriedades de compósitos poliméricos utilizados em processos de transformações de polímeros é uma das maneiras encontradas para reduzir os custos. Por outro lado, a possibilidade de empregar tecnologias como a co-extrusão, também apresenta vantagens econômicas. A produção de compósitos poliméricos não pode ser realizada sem que sejam previstos ou calculados os impactos gerados no processamento e as modificações provocadas nas propriedades físicas, químicas, térmicas, mecânicas, morfológicas e reológicas dos materiais. A adição de 30% de CaCO3-EVA aumentou a estabilidade térmica do polipropileno na ordem de 32,6ºC, reduzindo a propriedade referência para projetos de embalagens plásticas, o DTUL em 15ºC. Volumes mássicos até o limite de 20% da composição de CaCO3-EVA podem ser utilizados nas formulações dos compósitos de polipropileno. Acima desse valor, podem ocorrer problemas com a estabilidade do fluxo do material fundido nos processos de extrusão ou co-extrusão, prejudicando, consequentemente, as propriedades mecânicas dos compósitos. Para preservar a integridade durante e após o envasamento de produtos, sugere-se que a composição de CaCO3-EVA seja utilizada na linha de embalagens projetadas para atender a solicitações mecânicas entre 20 MPa e 30 MPa e térmicas na faixa de 20ºC a 50ºC.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T19:48:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262973.pdf: 3894812 bytes, checksum: e82ce287ee19b99772ae18b1cb27bb86 (MD5) / Uma parte da indústria de fabricação de componentes plásticos vem sofrendo uma grande mudança devido às necessidades dos novos produtos. Um reflexo que em parte é evidenciado desde a última década com a miniaturização de simples dispositivos, bem como, de sistemas integrados. As técnicas de prototipagem e fabricação rápida, como a estereolitografia (SL) e a sinterização seletiva a laser (SLS) auxiliam o desenvolvimento de novos produtos em um curto prazo de tempo com redução de custos. A estereolitografia pode ser um instrumento no desenvolvimento de componentes miniaturizados, seja através da fabricação direta do componente ou através da fabricação indireta pelo processo de moldagem por injeção de termoplásticos. A metodologia de avaliação da técnica de SL para fabricação direta e indireta de micro-peças consistiu em 3 fases. A primeira fase esteve relacionada com a seleção das geometrias a serem empregadas no estudo. Na segunda fase o desenvolvimento das melhores condições de tempo e temperatura a serem utilizados no tratamento de pós-cura das resinas. Com a definição das geometrias e parâmetros de pós-cura das resinas, a última fase do trabalho foi à fabricação direta e indireta. A exatidão e precisão na fabricação direta e indireta apresentaram valores maiores do que 97%, com valores mais exatos e precisos para a geometria quadrática nos aspectos analisados. The plastic components industries are undergoing a great shift due to requirements of the new products. Examples of this are telecommunications, medical devices and electronics products that are currently following to miniaturization scale. As a consequence new micro fabrication processes are being developed in the world. SL is one of the most common RP used for product development purposes. On the other hand, SL molds have been characterized for the low volume of production caused by the premature mould failure in real conditions of process. The methodology used for evaluation of SL technology in the direct and indirect manufacturing was made on 3 steps. The first step geometries and dimensions are selected. After selection, the development of pos-cure treatment parameters was defined. With definitions of geometries and resin pos-cure parameters the evaluation was directioned for manufacture direct an indirect. The accuracy and precision in the direct manufacturing and the indirect manufacturing showed values up to 97%, being the square shape accuracy and precision higher than circular shape.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T20:07:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 260418.pdf: 1109349 bytes, checksum: ac88685360ab866c18cc3f193b9c6316 (MD5) / Aplicou-se a metodologia de delineamento de misturas combinado com redes neurais em dois sistemas cerâmicos multicomponentes: porcelana elétrica e porcelanato, contendo número de matérias-primas similar ao utilizado nas indústrias de fabricação de isoladores elétricos e de revestimentos cerâmicos, respectivamente. As matérias-primas industriais disponíveis foram caracterizadas quanto à composição química e propriedades físicas, as quais foram utilizadas para o delineamento de misturas. Após processamento e obtenção de propriedades das misturas planejadas, em laboratório preparado para reprodução de condições industriais, efetuou-se análise pelos métodos de regressão polinomial e treinamento de redes neurais artificiais. A capacidade preditiva dos dois métodos de análise foi avaliada com experimentos de verificação a partir de misturas não contidas no planejamento inicial. No sistema #porcelana elétrica# modelos polinomiais de segunda ordem ajustaramse para relação entre teor de matérias-primas e propriedades finais das misturas, havendo melhor capacidade preditiva das redes neurais em comparação aos modelos resultantes da regressão polinomial. No sistema #porcelanato#, modelos lineares ajustaram-se bem para relação entre variáveis de entrada e saída, assim como as redes neurais, as quais apresentam menor desvio padrão ao prever propriedades a partir de entradas não contidas no planejamento. De maneira geral, as RNAs #aprendem# a relação entre o teor das matérias-primas e as propriedades finais das misturas cerâmicas tradicionais, independente do grau da função que a descreve e do número de matérias-primas envolvidas, podendo ser utilizadas para prever propriedades de misturas não contidas no treinamento. Artificial neural networks were applied to the prediction of properties of two multicomponent ceramic systems: electrical porcelain and porcelain stoneware. Design of mixture experime the number of raw materials commonly used in ceramic industries of electrical insulators and floor tiles, respectively. Physical and chemical properties were determined for available raw materials, which were used in the design of mixture experiments. Designed mixtures were processed in laboratory according to an industrial approach. After reaching the properties of the designed ceramic mixtures, data analyses were performed by linear regression and artificial neural networks. The predictive ability of both data analysis methods was evaluated by verification experiments. In the electrical porcelain system, second order polynomial model fitted the relation between the raw materials content and final properties of mixtures. Artificial neural networks were successfully used for prediction of properties, compared with polinomial regression. In the floor tile system, linearity was achieved for the relation between raw materials content and final properties. Artificial neural networks were successful too and provided lower standard deviation compared to the fitted linear model. Artificial neural networks #learn# the relationship between raw materials content and ceramic mixture properties, independently of the number of raw materials used and the mathematical model that describes this relationship.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T21:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 258387.pdf: 4321015 bytes, checksum: 694c7943289522d816f44575ae89ca87 (MD5) / Atualmente, grande parte das técnicas de prototipagem rápida, RP, é capaz de gerar além do protótipo, o próprio produto final. Dentre elas, a Manufatura de Objetos Laminados (LOM) permite que a reconstrução da peça projetada seja realizada a partir de camadas de folhas ou tapes de material cerâmico, metálico, polimérico ou compósito. O presente trabalho uniu essas duas tecnologias de processamento, LOM e tape casting, na obtenção de laminados e estruturas tridimensionais do sistema vitrocerâmico Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3, LZSA. Para tanto, tapes do precursor vítreo do sistema LZSA foram produzidas por tape casting aquoso. Os tapes foram utilizados como material de entrada na fabricação de objetos por LOM. As propriedades reológicas e de molhamento das suspensões aquosas foram otimizadas com auxílio de um planejamento fatorial gerando três composições ótimas de tapes. Laminados com e sem adição de ZrSiO4 foram produzidos por LOM e submetidos a ciclo térmico único para remoção de ligantes, sinterização e cristalização. Os laminados vitrocerâmicos foram caracterizados do ponto de vista físico, térmico, dielétrico e microestrutural. A partir das condições de processamento e tratamento térmico que originaram laminados sem defeitos, estruturas do tipo engrenagem foram fabricadas por LOM. Laminados vitrocerâmicos LZSA apresentaram valores de resistência à flexão, expansão térmica, constante dielétrica e tangente de perda compatíveis com materiais comerciais utilizados em tecnologias de cerâmica co-sinterizada à baixa temperatura (LTCC). A adição de ZrSiO4 ao sistema LZSA ajustou o seu comportamento de expansão térmica, diminuiu os valores de constante dielétrica, bem como a resistência à flexão, e a tangente de perda do sistema original.