Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PPGCEM da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / O processo de fabricação de materiais cerâmicos para revestimento de pisos e paredes requer o controle das propriedades físicas, tais como a porosidade e absorção de água. A absorção está diretamente relacionada à porosidade residual aberta, e está por sua vez, relacionada ao comportamento de sinterização e da qualidade da cerâmica. O controle é extremamente difícil, porém é de grande importância, uma vez que as normas de revestimentos cerâmicos, nacionais NBR 15463, NBR 13818, e internacionais, ISO 13006 e ANSI o classificam de acordo com o seu percentual de absorção de água, e a sua não conformidade pode acarretar na perda do Selo de Qualidade, ou classificar o produto em outro grupo de absorção, excluindo o produto da classe dos porcelanatos. Assim, justifica-se a realização de um estudo comparativo dos métodos já existentes e do método em pesquisa pela ISO (pelo sistema a vácuo), visto que, nos métodos de ensaios atuais não ocorre a saturação completa do produto. O trabalho consistiu em avaliar o comportamento da absorção de água utilizando o método da fervura especificado pela ISO 10545-3 e ASTM C737, e o método a vácuo que está sendo proposto pela ISO 10545 em substituição ao método de fervura. Para os testes realizados neste trabalho, foram utilizados três produtos classificados como porcelanatos esmaltados produzidos em condições de queima diferentes. O planejamento fatorial estabelecido foi do tipo 22, levando em consideração 2 fatores, o tempo de fervura e o tempo de resfriamento para métodos que envolvem a fervura, e pressão e tempo de imersão para o método que envolve a vácuo). Essas variáveis foram testadas em dois níveis e mais três pontos centrais adicionais que são as condições estabelecidas nas normas. Além do descrito pelo planejamento fatorial também foi determinada a absortividade dos produtos, avaliando o ganho de massa provocado pela absorção de água ao longo do tempo até se obter a saturação completa da amostra. Os resultados apontaram que, realizando o ensaio de absorção seguindo as condições estabelecias tanto pela norma ISO 10545-3 quanto pela ASTM C737 não ocorre à saturação das amostras. Analisando a absortividade, percebe-se que com o tempo há uma tendência a saturação. Constatou-se também, que mesmo o produto possuindo absorção menor que 0,5%, faixa estabelecida para porcelanato, nos testes realizados em condição de norma, quando ele estiver saturado, sua absorção ficará fora da faixa estabelecida para essa tipologia de produto. Tanto nos testes realizados pelo método ASTM C737 quanto nos realizados pelo método ISO 10545-3, pode-se perceber que a variável tempo de fervura é menos sensível que o tempo de resfriamento e, portanto, este ocasiona uma maior diferença na absorção de água. Comparou-se ainda, os resultados de absorção de água com ensaios de densidade utilizando picnometria com gás hélio. Os resultados apontaram valores absolutos de saturação superiores aos apresentados pelo método da fervura, e uma certa semelhança com o método a vácuo.

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

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2740.pdf: 1911797 bytes, checksum: 13dca9df55ee4e145e09e499817af0f0 (MD5) Previous issue date: 2010-01-05 / Universidade Federal de Sao Carlos / The porcelainized stoneware has been outstanding in the current market of ceramic tiles because it offers excellent technical and esthetic features. In this research traditional ceramic raw materials were selected and a standard formulation reported in the literature was adopted, aiming to replace the vitreous phase former (feldspar) from the composition by two fluxing agents at high temperature. The objective was to evaluate these materials as a technical alternative with lower cost (30-40%), since, in the porcelain, the amount of flux former is very large, and represents approximately 50% of all raw materials used. The nepheline syenite was the natural raw material selected to replace the feldspar due to the fact that it belongs to the family of feldspathoids, and has similar physicochemical characteristics, therefore, high fluxing efficiency. The second vitreous phase former was a synthetic material, named flux agent, with physical and chemical characteristics very different from those of the feldspar and even greater fluxing efficiency. The replacement of feldspar occurred in complete and in part, through combinations of the alternative fluxes. The masses were processed from mixing of powders, wet milling, drying, desagglomeration, compaction and firing. In addition to the curves of vitrification, techniques, as sedimentometry, dilatometry, flexure strength test, electron microscopy, piroplastic deformation measurements and X-ray diffraction were used to characterize the material sintered at different temperatures. The most important results show that it is possible to combine nepheline and synthetic flux as alternative material other than feldspar because they promote vitrification at lower temperatures. Compositions with both fluxes showed low values of water absorption (<0.1%) and high mechanical strength (45 MPa) when compared to the standard, despite of the higher piroplastic deformation. The presence of nepheline does not change qualitatively the formation of phases and the flow generates new crystalline phases, in according to phases diagram. / O porcelanato tem se destacado no mercado atual de revestimentos cerâmicos, pois apresenta excelentes características técnicas e estéticas. Neste trabalho foram selecionadas matérias-primas cerâmicas tradicionais e adotada uma formulação padrão convencionalmente reportada na literatura, visando à substituição da fase fundente (feldspato) da composição por dois tipos de matérias-primas formadoras de fase líquida em alta temperatura. O objetivo foi avaliar essas matérias-primas como alternativa técnica e de menor custo (30 a 40% menor), uma vez que, em massas de porcelanato, a quantidade de fundente representa aproximadamente 50% do total das matérias-primas utilizadas. A nefelina sienito foi a matéria-prima natural substituta escolhida por pertencer à família dos feldspatóides, que possui características físico-químicas semelhantes ao feldspato, portanto, uma elevada fundência. O segundo fundente foi um material sintético, denominado neste trabalho como fluxo, com características físico-químicas bem diferentes e uma fundência ainda maior. A substituição ao feldspato ocorreu de maneira total e/ou parcial, por meio de combinações entre os fundentes alternativos. As massas foram processadas a partir da mistura de pós, moagem a úmido, secagem, desaglomeração, compactação e queima. Além das curvas de gresificação, técnicas como sedimentometria, dilatometria, ensaio de resistência mecânica à flexão a três pontos, microscopia eletrônica, medidas de deformação piroplástica e difratometria de raios X foram utilizadas para a caracterização dos materiais após queima em diversas temperaturas. Os principais resultados mostraram que, a princípio, é possível a combinação das matérias-primas nefelina e fluxo como material alternativo ao feldspato, pois elas proporcionam a gresificação em temperaturas mais baixas. Composições com ambos fundentes apresentaram baixos valores de absorção de água (<0,1%) e elevada resistência mecânica (45 MPa) quando comparadas a padrão, apesar de maior deformação piroplástica. A presença da nefelina não altera qualitativamente a formação de fases e o fluxo gera novas fases cristalinas em acordo com o diagrama de equilíbrio de fases.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2966.pdf: 2784925 bytes, checksum: 8922ba424c6da7e89ad71315278b4fee (MD5) Previous issue date: 2006-04-26 / The Brazilian aluminum industry is ranked among the sixth biggest aluminum producers worldwide and plays an important role in the local market. Continuous improvement in aluminum industry points to more metal output at lower costs. The potlining is an important subsystem in this process due to high cost involved and more recently due to environmental aspects. Using a systemic approach, this work aimed to increase potlife and thus minimize the aluminum costs. In this opportunity, a careful post-mortem analysis in electrolyte cells were performed to account for the sequence of incidents that led to the final pot failure and make the right decision to minimize or even eliminate the limiting factors to obtain a longer potlife. Besides pot failure mechanisms and pot design changes, some other factors that may be detrimental to potlife at Alcoa Aluminum S.A Pocos de Caldas, MG were also investigated thoroughly, such as preheating and pot start-up technique and lining materials (cathode bottom blocks technical and economic aspects). The results from this study were paramount to make the right decision in respect to pot design through minimizing pot design misconceptions and using appropriate materials. Both preheating and pot start-up procedure were also changed in an attempt to minimize the risks of fatal cathode damage caused by high thermal gradients during these two practices. Knowing that a perfectly constructed and operated cell is not easily obtained, all modifications in respect to pot design, lining material, preheating and pot start-up practices were based on solid and careful diagnosis and will certainly contribute to obtain a long potlife at Alcoa Aluminum Pocos de Caldas, MG. / A indústria do alumínio no Brasil é a sexta maior do mundo e apresenta uma expressiva participação na economia nacional. O aprimoramento nas técnicas de obtenção do alumínio tem por objetivo o aumento de produção a um menor custo operacional. O revestimento de cubas eletrolíticas é um subsistema deste processo e tem alto impacto financeiro na produção e mais recente devido ao aspecto ambiental. Utilizando uma abordagem sistêmica, este trabalho teve por objetivo aumentar a vida útil das cubas e conseqüentemente diminuir o custo de produção de alumínio. Para tanto, as análises post-mortem de cubas foram empregadas, buscando identificar os principais mecanismos de falha e posteriormente sugerir mudanças visando minimizar ou eliminar os principais fatores limitantes a vida útil destes fornos. Além do estudo do mecanismo de falha e das alterações de projeto, foram abordados alguns outros fatores que podem afetar a vida útil das cubas eletrolíticas da Unidade da Alcoa Alumínio S/A, Poços de Caldas, MG, tais como métodos de pré-cozimento, partida de cuba e materiais de revestimento de cubas (particularmente através de um estudo técnico-econômico da utilização de blocos catódicos grafitizados). O resultado deste trabalho foi crucial para alterar o projeto de revestimento de cubas para um mais robusto, através da diminuição dos pontos falhos identificados nas autópsias e emprego de materiais apropriados. Os procedimentos de pré-cozimento e partida de cuba foram também alterados visando diminuir os riscos de uma falha catastrófica do catodo associada ao choque térmico durante estas duas etapas. Mesmo considerando que a perfeição no revestimento de cubas não é algo fácil de obter, todas as modificações no projeto, material, pré-cozimento e partida de cubas foram baseadas em um estudo técnico minucioso e certamente irão contribuir para atingir um aumento de vida útil nas cubas eletrolíticas das Alcoa Alumínio S.A. unidade Poços de Caldas, MG.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:51:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3241.pdf: 1471372 bytes, checksum: 70bec06560997f8e27f3e20d2d8edeb8 (MD5) Previous issue date: 2010-09-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / Brazil occupies an outstanding position in the ceramic tile industry worldwide. In 2009 became the second largest consumer market (534.7 million sq), the fifth largest exporter (81 million sq) occupying the second position in the global ranking of producers. The Pole of Santa Gertrudes is responsible for 50% of national production and 15% of total Brazilian exports of ceramic tile. But exports are growing at the Pole a lower rate than the state average. This is due in part to deficiencies in the capacity of the Product Development Process (PDP) by business the Pole, including the management of this process. Product innovations depend on technology suppliers of inputs and equipment which are usually multinational companies. This Master Thesis aims to describe and analyze the management of the process of product development in a representative sample of companies in the ceramic coating Polo Santa Gertrudes-SP, because of their economic importance, focusing on the identification of problems of their management the practices adopted in this process and propose improvements to the performance of the PDP, addressing the needs of current and future capacity of these companies. Was carried out a survey research through visits and face to face interviews in 20 companies of different sizes, located at the Pole ceramic Santa Gertrudes, São Paulo. The Pole has a total of 36 industrial enterprises, therefore the sample represents 55.6% of the population under study. The data are analyzed in order to characterize the companies, test possible correlations between study variables and group companies with similar characteristics into groups (clusters). A correlation analysis showed the dependence between some variables. The cluster analysis generated two clusters, differentiated mainly by the existence of formalized procedures that define the activities of PDP and the realization of export. The cluster I is composed of 14 medium and large and the cluster II by six midsize businesses. The companies in cluster I are characterized by being predominantly family management, the lack of separate design teams, no formal steps that define the activities of PDP and for failure to export their products, while businesses in the cluster II are characterized by a tendency the professionalization of its management, the existence of project teams, formalization of the activities of PDP and even incipient export their products. It was observed that is not common in both clusters the use of tools to support the management of the PDP. In general it is concluded that although the ceramics manufacturers that dictate the pace of production of its suppliers are the suppliers, particularly Colorificio, leading most of the activities of new product development, showing that there is still a dependency in relation to those suppliers, which are usually subsidiaries of multinationals. / O Brasil ocupa uma posição de destaque na indústria de revestimentos cerâmicos mundial. Em 2009 passou a ser o segundo maior mercado consumidor (534,7 milhões de m2), o quinto maior exportador (81 milhões de m²) e ocupando a segunda posição no ranking mundial de produtores. O Pólo de Santa Gertrudes é responsável por 50% da produção nacional e 15% do total das exportações brasileiras de revestimento cerâmico. No entanto, as exportações do Pólo vêm crescendo a uma taxa inferior à média do Estado. Isto se deve, em parte, a deficiências na capacitação do Processo de Desenvolvimento de Produto (PDP) das empresas do Pólo, incluindo-se a gestão deste processo. As inovações de produtos dependem tecnologicamente dos fornecedores de insumos e de equipamentos que, normalmente, são empresas multinacionais. Esta dissertação tem por objetivo descrever e analisar a gestão do processo de desenvolvimento de produtos em uma amostra representativa das empresas de revestimento cerâmico do Pólo de Santa Gertrudes-SP, em razão da sua importância econômica, focando a identificação dos problemas desta gestão, as práticas adotadas e a proposição de melhorias para o desempenho do PDP, adequadas às necessidades de capacitação atuais e futuras dessas empresas. Realizou-se uma pesquisa de levantamento (survey), por meio de visitas e entrevistas presenciais em 20 empresas, de diferentes portes, localizadas no Pólo. O Pólo tem um total de 36 empresas industriais, assim a amostra representa 55,6% da população objeto de estudo. Os dados são analisados com a finalidade de caracterizar as empresas, testar possíveis correlações entre as variáveis de estudo e agrupar as empresas com características semelhantes em grupos (clusters). A análise de correlação mostrou a dependência entre algumas variáveis. A análise de cluster gerou 2 agrupamentos, diferenciados principalmente, pela existência de procedimentos formalizados que definem as atividades do PDP e a pela realização de exportação. O cluster I é composto por 14 empresas de médio e grande porte e o cluster II por 6 empresas de médio porte. As empresas do cluster I se caracterizam por serem de administração predominantemente familiar, pela não existência de equipes de projetos, não formalização dos procedimentos que definem as atividades de PDP e pela não exportação de seus produtos. As empresas do cluster II se caracterizam pela tendência a profissionalização de sua administração, pela existência de equipes de projetos, formalização das atividades do PDP e exportação ainda que incipiente de seus produtos. Observou-se que não é comum, em ambos os clusters, o uso de ferramentas de apoio à gestão do PDP. De modo geral os dados indicam que embora sejam os fabricantes de cerâmica que ditam o ritmo de produção de seus fornecedores, são os fornecedores, particularmente de colorificios, que conduzem a maior parte das atividades de desenvolvimento de novos produtos, evidenciando que ainda existe uma dependência em relação a esses fornecedores, que normalmente são filiais de empresas multinacionais.

Submitted by Carime dos Santos Souza null (carime@grad.sorocaba.unesp.br) on 2016-09-01T21:03:46Z No. of bitstreams: 1 Carime dos Santos Souza.pdf: 4545121 bytes, checksum: ba8bb6b62f91647bb17086513ef15327 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-05T17:33:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_cs_me_bauru.pdf: 4545121 bytes, checksum: ba8bb6b62f91647bb17086513ef15327 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T17:33:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_cs_me_bauru.pdf: 4545121 bytes, checksum: ba8bb6b62f91647bb17086513ef15327 (MD5) Previous issue date: 2016-07-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) / A fundição é o processo de produção de peças metálicas que consiste em despejar metal líquido em um molde com formato e medidas correspondentes aos da peça a ser fabricada. Durante a confecção dos moldes de areia é gerado pó de exaustão como resíduo desse processo. O descarte desse resíduo traz diversos danos ambientais e visando a utilização do resíduo, este trabalho propõe o seu uso para a produção de revestimentos, como filme de proteção em uma superfície de liga de alumínio, através da técnica de oxidação eletrolítica assistida por plasma (do inglês: Plasma Electrolytic Oxidation (PEO)). O PEO é um processo em que o plasma atmosférico e a eletrólise convencional são combinados para a alteração de superfícies metálicas em óxidos cerâmicos. Neste trabalho, foram obtidos recobrimentos em ligas de alumínio 5052, através da oxidação em plasma eletrolítico, utilizando solução eletrolítica preparada com pó de exaustão e água destilada nas concentrações de 5 g/L e 10 g/L. O plasma eletrolítico foi obtido aplicando-se uma diferença de potencial de 650 V, frequência de 200 Hz e utilizando tempo de deposição de 300 s, 600 s e 900 s. Foi feita a caracterização do resíduo pó de exaustão por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difração de Raios X (DRX) e Espectroscopia de Infravermelho (FTIR). Os revestimentos foram analisados por MEV/EDS, DRX, FTIR, ângulo de contato e energia de superfície, rugosidade, espessura e ensaio de desgaste por pino-sobre-disco. O pó de exaustão de areia de fundição apresentou ser composto por O, Si, Al, Fe, Mg, Ti, Na, K, Ca, nas fases quartzo (SiO2), hematita (Fe2O3), óxido de potássio (K2O), óxido de alumínio (Al2O3), óxido de sódio (Na2O2) e periclase (MgO). Os revestimentos apresentaram C, O, Mg, Al, Si, P, Ca, Fe, K, Zn, Ti, Na, Mn. Ao final das 20 semanas, foi constatado que os revestimentos se apresentaram hidrofílicos, com o ângulo de contato entre 70º a 90º. Os revestimentos tiveram maior rugosidade que o alumínio. O aumento da concentração acarretou na diminuição da rugosidade para as deposições. A concentração e o tempo influenciaram positivamente no aumento da espessura dos revestimentos. Independente da concentração da solução eletrolítica, a taxa de deposição diminui com o aumento do tempo de deposição. O ensaio de pino sobre disco mostrou que a placa de alumínio sem tratamento perde muita massa em relação ao pino que é de aço. Os revestimentos obtidos têm ganho de massa indicando serem abrasivos, retirando massa do pino. / Casting is the production process for metal parts that consists in pouring molten metal in a mold with corresponding shape and measurement of the part to be manufactured. During the manufacturing of sand molds exhaustion powder is generated as this process residue. The disposal of this waste causes lots of environmental damage . This work aims to propose the usage of this waste in the production of coating, as a protective film on an aluminum alloy surface through the use of electrolytic oxidation technique assisted by plasma (the English: Plasma Electrolytic Oxidation (PEO)). The PEO is a process in which the atmospheric plasma and conventional electrolysis are combined for the modification of metal surfaces on ceramic oxides. In this work, coatings in 5052 aluminum alloys were obtained through electrolytic oxidation in plasma using the electrolytic solution prepared with fume powder and distilled water at concentrations of 5 g / L and 10 g / L. The electrolytic plasma was obtained by applying a potential difference of 650 V, frequency 200 Hz and using a deposition time of 300 s, 600 s and 900 s. The characterization of the exhaustion dust residue was carried out through Scanning Electron Microscopy (MEV), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), X-Ray Diffraction (DRX) and Infrared Spectroscopy (FTIR). The coatings were analyzed by MEV / EDS, DRX, FTIR, contact angle and surface energy, roughness, thickness and wear test in pin-on-disc. The exhaust powder from sand casting was composed of O, Si, Al, Fe, Mg, Ti, Na, K, Ca in the quartz layers (SiO2), hematite (Fe2O3), potassium oxide (K2O) oxide aluminum oxide (Al2O3), sodium oxide (Na2O2) and periclase (MgO). The coatings showed C, O, Mg, Al, Si, P, Ca, Fe, K, Zn, Ti, In, Mn. After of 20 weeks, it was verified that the coatings presented hydrophilic, with contact angle between 70º to 90º. The coatings surface presented higher roughness than aluminum. The increase in the concentration resulted in a decrease in the roughness for deposition. The concentration and the time had affected positively the increase in thickness of the coatings. Regardless the concentration of the electrolyte solution, the deposition rate decreases with the increase of deposition time. The pin on disk test showed that the untreated aluminum plate loses much mass in relation to the steel pin. The coatings obtained have weight gain which indicates that they are abrasive and able to remove the mass of the pin.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-04-11T20:54:51Z No. of bitstreams: 1 ArlindoBalbinoDoNascimentoNeto_TESE.pdf: 17361179 bytes, checksum: 6648d2a7b9ce65ae1f54a644cf1af237 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-04-16T22:32:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ArlindoBalbinoDoNascimentoNeto_TESE.pdf: 17361179 bytes, checksum: 6648d2a7b9ce65ae1f54a644cf1af237 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-16T22:32:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArlindoBalbinoDoNascimentoNeto_TESE.pdf: 17361179 bytes, checksum: 6648d2a7b9ce65ae1f54a644cf1af237 (MD5) Previous issue date: 2017-12-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Até a presente data muitos estudos têm sido realizados em busca de materiais biocompatíveis para a fabricação de implantes, principalmente na área ortopédica e odontológica. Nesse sentido as ligas de titânio desempenham um papel importante para o uso em implantes devido à sua baixa densidade, não toxicidade, resistência à corrosão e biocompatibilidade. O titânio puro na presença dos fluidos biológicos apresenta uma fina camada passiva de óxido responsável pela biocompatibilidade quando inserido no organismo. No entanto, esta camada de óxido espontânea pode ser perdida, rapidamente, se inserido em ambientes adversos. Consequentemente, a modificação superficial apropriada se faz necessária para as ligas a base de titânio, melhorando as propriedades de superfície e sua bioatividade. Existe um grande espectro de técnicas de modificação de superfície disponíveis, tais como deposição física de vapor, deposição química a vapor, anodização, pulverização de plasma e Oxidação Eletrolítica por Plasma (PEO). Entre essas técnicas, o PEO apresenta-se como uma técnica atrativa para aplicações biomédicas devido as suas características que favorecem a osseointegração. Contudo, não se conhece as características e viabilidade da produção de revestimentos realizados em amostras cilíndricas, quando esses são produzidos em quantidade dentro da mesma solução eletrolítica. Portanto, faz-se necessário um estudo e melhor compreensão dos aspectos fundamentais desta tecnologia sob essa condição. Isso pode avançar a compreensão científica do processo PEO, o que poderia permitir um melhor uso da técnica para aplicações em larga produção. Baseado no que foi exposto, realizou-se revestimentos em banho eletrolítico por 1, 8 e 16 minutos, respectivamente, com tensão de 290 V CC. Realizou-se os tempos citados acima para 1, 2 e 3 amostras submersa simultaneamente na mesma solução eletrolítica. Para caracterizar a espessura do revestimento das amostras foram utilizados as técnicas de Microscopia Ótica (MO) e Eletrônica de varredura (MEV). Para obter a composição química e fase do revestimento, foram utilizados as técnicas de caracterização de Espectroscopia de Energia Dispersiva (EED), Difratometria de Raio-X (DRX). Com o objetivo de identificar a porosidade superficial utilizou-se o rugosímetro, o MEV e o método da figura de Lissajous. Para análise de desgaste no revestimento foi utilizado o método tribológico pino sobre haste. No estudo da molhabilidade utilizou-se o método da gota séssil. Os resultados obtidos foram revestimentos homogêneos, porosos, hidrofílicos e com resistência mecânica ao contato. Através do método da figura de Lissajous pode ser determinado o nível de porosidade presente nos revestimentos PEO. Os resultados obtidos mostraram a capacidade de escalabilidade de produção com características que demonstram ser favoráveis para se ter uma osseointegração homogênea e estável para implantes. / To date, many studies have been carried out in search of biocompatible materials for the manufacture of implants, mainly in the orthopedic and dental area. In this sense, titanium alloys play an important role for use in implants because of their low density, non-toxicity, corrosion resistance and biocompatibility. Pure titanium in the presence of biological fluids has a thin passive layer of oxide responsible for biocompatibility when inserted into the body. However, this spontaneous oxide layer can be lost, quickly, if inserted in adverse environments. Accordingly, appropriate surface modification is required for titanium based alloys, improving the surface properties and their bioactivity. There is a wide spectrum of surface modification techniques available, such as physical vapor deposition, chemical vapor deposition, anodizing, plasma spraying and Plasma Electrolytic Oxidation (PEO). Among these techniques, PEO is an attractive technique for biomedical applications because of its characteristics that favor osseointegration. However, the characteristics and feasibility of producing coatings made on cylindrical samples are not known when they are produced in quantity within the same electrolytic solution. Therefore, it is necessary to study and better understand the fundamental aspects of this technology under this condition. This may advance the scientific understanding of the PEO process, which could allow a better use of the technique for large-scale applications. Based on the above, electrolytic coatings were made for 1, 8 and 16 minutes, respectively, with a voltage of 290 VDC. The times mentioned above were performed for 1, 2 and 3 samples submerged simultaneously in the same electrolytic solution. To characterize the coating thickness of the samples, the techniques of Optical Microscopy (MO) and Scanning Electron (SEM) were used. To obtain the chemical composition and phase of the coating, the characterization techniques of Dispersive Energy Spectroscopy (EED), X-ray Diffraction (XRD) were used. In order to identify the surface porosity, the rugosimeter, the SEM and the Lissajous figure method were used. For the analysis of wear on the coating, the tribological method was used. In the study of wettability, the sessile drop method was used. The results were homogeneous, porous, hydrophilic and with mechanical resistance to contact. By the Lissajous figure method the level of porosity present in the PEO coatings can be determined. The results showed the capacity of production scalability with characteristics that prove to be favorable to have a homogeneous and stable osseointegration for implants.

Este trabalho apresenta um estudo para implementação de sistema de gestão de manutenção, em indústrias de conformação de placas de revestimentos cerâmicos, pois o assunto é de extrema importância em toda a unidade produtora que requer extrair o mais alto grau de retorno dos seus meios, sejam eles matérias-primas, equipamentos e, principalmente, das pessoas, a fim de defrontar-se com igualdade perante seus competidores. Os prejuízos e a falta de eficiência precisam ser atacados de modo incessante para não prejudicarem os rendimentos e a marcha competitiva do empreendimento comercial. Contudo, atualmente, nessas companhias, por não possuir um bom planejamento e um controle adequado da área de manutenção, a indisponibilidade devido à parada de equipamentos alcança valores entre 8% e 9% e é, em média, o dobro da operada, nas empresas economicamente desenvolvidas. Fundamentado nestes fatos, foi desenvolvido um modelo de gestão de manutenção, em que, após o estudo, este foi validado por intermédio de uma aplicação real, cujos resultados obtidos demonstram a eficácia do sistema de indicadores no monitoramento e planejamento das atividades de manutenção. / This paper presents a study for implementation of system management and maintenance in industry-shaping of ceramic plates, because the subject of maintenance management is of utmost importance in the whole production unit that requires extracting the highest level of return their means, be they raw materials, equipment, and especially people in order to cope with equality before their competitors. The losses and inefficiencies need to be attacked incessantly not to harm the competitive yields and the march of commercial enterprise. Unfortunately for these companies, not having a good planning and adequate control of the area of maintenance, downtime due to the stoppage of equipment reaches values between 8% and 9% and is, on average, twice operated on companies economically developed. Based on these facts, we developed a model of maintenance management, in which, after study, this was validated through a real application, the results obtained demonstrate the effectiveness of the system of indicators for monitoring and planning of maintenance activities.

O resíduo proveniente das cinzas da incineração de aparas de couro (CIAC) é constituído basicamente por óxido de cromo, silício, ferro e alumínio. Este resíduo é classificado segundo NBR 10004/2004 como sendo Classe I – Perigoso. A disposição de forma inadequada deste resíduo contribui no aumento do passivo ambiental nas regiões próximas à industria calçadista. Assim, o objetivo do presente trabalho consistiu na caracterização física e química e no beneficiamento do material para a recuperação do óxido de cromo como um mineral industrial aplicável na produção de pigmento cerâmico que poderá ser usado na coloração de revestimentos cerâmicos. As técnicas empregadas para caracterização foram: distribuição dos tamanhos de partículas por difração de raios laser, difração de raios-X (DRX), análise elementar por espectrometria de absorção atômica (EAA), análise termogravimétrica (TGA) e avaliação colorimétrica de refletância, usando o sistema colorimétrico CIE L*a*b. O beneficiamento foi conduzido por cominuição em moinho de bolas e separação granulométrica pelos processos de peneiramento e ciclonagem, combinados. Posteriormente foi realizado o tratamento térmico do material na temperatura de 1000oC para conferir estabilidade térmica e melhorar a cristalinidade do material, sendo esta etapa uma das principais na obtenção do pigmento. Amostras constituídas por resíduo (CIAC) bruto e beneficiado e um padrão comercial à base de óxido de cromo foram aplicadas na coloração de esmaltes cerâmicos com posterior aplicação em revestimentos cerâmicos. Os resultados demonstram que a metodologia aplicada no tratamento do resíduo permitiu a concentração do óxido de cromo com melhorias nas propriedades colorimétricas. O tratamento térmico do resíduo CIAC mostrou-se adequado, obtendo-se pigmentos com variações de cor do verde ao marrom em esmaltes cerâmicos. O estudo demonstrou a possibilidade de imobilização do íon cromo contido no resíduo em uma matriz vítrea de peças cerâmicas. / The ashes of leather shaving incineration (ALSI) are constituted basically by chromium oxide, silica, iron and aluminum. This residue is classified accordingly to NBR 10004/2004 as class I–dangerous. The huge volumes produced by this residue contribute for environmental problems nearby the footwear industry. The aim of this work was to proceed the physical and chemical characterization of the ALSI and to process the material to develop a pigment to be applied in ceramic tiles. The techniques applied for material characterization were: particle size distribution, X - ray diffraction (DRX), elemental analysis by atomic absorption spectrometry (AA), thermogravimetric analysis (TGA), and colorimetric analyses by the color system CIE L*a*b. The ALSI processing was carried out by comminution in a ball mill and particle size separation in cyclones. The thermal treatment of the material was carried out at 1000oC. The samples formed by the raw ALSI, processed ALSI, and a commercial chromium oxide were used to color the vitreous enamel and applied to ceramics tiles. The results demonstrate that the method applied in the treatment of residue allowed the concentration of chromium oxide, improving the colorimetric properties. The thermal treatment of the ALSI provided good results, allowing obtaining pigments with the color green to brown that can be used in ceramics glazes. Through this study it was demonstrated that it is possible do proceed the immobilization of ion chromium contained in the waste into a glass matrix in ceramic tiles.

Em um processo de fabricação de revestimentos cerâmicos por via úmida há vários custos relacionados à atomização - processo no qual ocorre à pulverização e secagem da suspensão cerâmica - tais como: combustível, manutenção e perda de produção. O principal custo da manutenção está relacionado com a troca do bico desgastado, em especial o componente interno (pastilha furada) de WC-Co, que tem vida útil de cinco dias, devido ao elevado desgaste erosivo provocado pelas partículas cerâmicas. Neste trabalho foi realizado tratamento superficial, o qual consiste na aplicação de filmes finos (AlCrN, AlCrN_TiSiN e TiAlN) sobre as pastilhas furadas de WC-Co via PAPVD (deposição física de vapor assistida por plasma) para aumentar sua resistência ao desgaste. Indentações Rockwell “A” com carga de 60 kgf foram realizadas para caracterizar a adesão dos filmes nos substratos. Em seguida as pastilhas furadas de WCCo com tratamento e sem tratamento foram caracterizadas quanto à rugosidade, fases presentes por difração de raios X, microdureza, e carga de ruptura e espessura dos revestimentos. Analisou-se a microestrutura transversal e superficial das amostras tratadas e não tratadas através do microscópio eletrônico de varredura (MEV). Também foi desenvolvido um pulverizador de bancada piloto para testes, no qual pastilhas furadas revestidas e não revestidas foram testadas usando-se uma suspensão cerâmica de feldspato. A pastilha revestida que obteve menor desgaste erosivo no protótipo foi a WC-Co + AlCrN. Este recobrimento apresentou propriedades intermediárias de dureza e boa qualidade de adesão em relação aos demais tratamentos empregados. Em seguida, substratos de dois fornecedores (“A” e “B”) foram revestidos com AlCrN para serem testados em um atomizador industrial. Nesta aplicação, os melhores resultados foram obtidos para os substratos do fornecedor “A”. Observou-se que as amostras do fornecedor “A” apresentaram dureza similar em relação às amostras do fornecedor “B”, porém, somente as amostras do fornecedor “A” foram aprovadas em relação à qualidade de adesão, conforme a norma alemã VDI 3198. Foi possível estimar um aumento de 40% na vida útil da pastilha furada. / In a spray-drying process of a ceramic suspension for production of ceramic tiles there are many costs related to: fuel, maintenance and productions losses. The main cost in maintenance is related to the exchange of the worn spray nozzle, especially the nozzle stuck, an internal component made of WC-Co that has a shelf life of five days due to the high erosive wear caused by ceramics particles. In this work surface treatment to produce thin films (AlCrN, AlCrN_TiSiN e TiAlN) on the nozzle stuck, made of WCCo, via PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) was carried out in order to increase its wear resistance. Rockwell “A” indentation with 60 kgf loading was used in order to characterize the adhesion of films. The films and the substrate were also characterized by x-ray diffraction, roughness, microhardness, rupture load, and coating thickness. The microstructure was analyzed by SEM. A spray pilot bench was constructed for testing the parts with or without treatment using a ceramic suspension of feldspar. The samples who achieved less erosive wear in the prototype was WCCo+ AlCrN. This coating developed higher adhesion and intermediate hardness compared to other treatments. Substrates from two suppliers ("A" and "B") were treated with AlCrN and subsequently tested in an industrial spray-dyer. In this application the best results were obtained for the substrates of supplier "A". It was observed that samples of supplier "A" showed similar hardness for the samples from "B", but adherence was significantly greater for supplier "A". It could be estimate an increasing of 40% in a shelf life of a nozzle stuck.