The search for improved physical and mechanical properties of ceramic tiles is an increasingly urgent need, facing increasing competition from the globalization of the economy. The design of experiments has been used more and more to model, simulate and obtain characteristics of interest in several areas of science. This work aimed at the development of mathematical models for predicting the properties of water absorption, linear shrinkage and flexural strength of the ceramic tiles using the factorial design of experiments. Samples of three clay deposits were collected, whose physical, chemical and mineralogical characterizations, showed that these are clay characteristics used in the industry of ceramic tiles. Then, based on the major variables of ceramic processing that directly influence the final quality of the ceramic tiles( formulation, particle size, pressing and firing conditions), mathematical models were developed for the prediction of properties of water absorption, linear shrinkage and of the flexural strength modulus. Mathematical models obtained for the prediction of absorption and shrinkage were considered satisfactory for they were able to describe the experimental data in the evaluated range and to the desired level of trust. However, the same has not happened to the model for the flexural strength that must be associated to peculiar characteristic of mechanical behavior of ceramic materials. This work has shown that the importance of characterization of experimental errors in a design of experiments and presents a proposal of procedures for the usage of factorial planning of experiments, specially in the modeling of mechanical behavior of ceramic materials. / A busca da melhoria de propriedades físicas e mecânicas da cerâmica de revestimento é uma necessidade cada vez mais premente devido, principalmente à globalização da economia. O planejamento de experimentos tem sido cada vez mais utilizado para modelar, simular e obter características de interesses em diversas áreas da ciência. Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de modelos matemáticos para predição das propriedades de absorção de água, retração linear e resistência à flexão da cerâmica de revestimento usando o planejamento fatorial de experimentos. Foram coletadas amostras de 03 depósitos argilosos, cuja caracterização física, química e mineralógica mostrou que as mesmas são características de argilas utilizadas na indústria da cerâmica de revestimento. Em seguida, com base nas principais variáveis do processamento cerâmico que influenciam diretamente a qualidade final do revestimento cerâmico (formulação, granulometria, prensagem e condições de queima), foram desenvolvidos modelos matemáticos para predição das propriedades de absorção de água, retração linear e do módulo de resistência à flexão. Os modelos matemáticos obtidos para predição da absorção e retração foram considerados satisfatórios, pois foram capazes de descrever os dados experimentais na faixa avaliada e para o nível de confiança desejado. Entretanto o mesmo não ocorreu com o modelo para resistência à flexão, que deve estar associado às características peculiares do comportamento mecânico dos materiais cerâmicos. Este trabalho demonstrou também a importância da caracterização dos erros experimentais em um planejamento de experimentos, e apresenta uma proposta de procedimentos para a utilização do planejamento fatorial de experimentos, especialmente na modelagem do comportamento mecânico de materiais cerâmicos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/3483 |
| Date | 25 August 2014 |
| Creators | Goes, José Resende |
| Contributors | Barreto, Ledjane Silva |
| Publisher | Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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