bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Aspectos da Reologia e da Estabilidade de Suspensões Cerâmicas. Parte III: Mecanismo de Estabilização Eletroestérica de Suspensões com Alumina
Authors: Ortega F. S. , Pandolfelli V. C. , Rodrigues J. A. , de Souza D. P. F.
Published: April 2005

Esta terceira e última parte da revisão sobre os aspectos reológicos e de estabilização de suspensões com pós cerâmicos vem reunir a aplicação dos conhecimentos adquiridos nas primeiras duas partes publicadas anteriormente. Aqui, os fenômenos eletrostático devido à dupla camada elétrica, e estérico, relacionado à adsorção de moléculas poliméricas, são combinados para explicar o mecanismo eletroestérico de estabilização de suspensões cerâmicas. Os defloculantes que atuam através desse mecanismo abrangem uma classe específica de polímero denominada polieletrólitos, a qual é constituída por macromoléculas ionizáveis quando em solução. O estudo da forma com que os polieletrólitos atuam justifica-se devido à larga utilização desta classe de polímeros na indústria cerâmica. Os ácidos poliacrílico (PAA) e polimetacrílico (PMAA) são exemplos de polieletrólitos amplamente utilizados no processo de materiais à base de alumina. Dá-se destaque à influência do pH do meio e da presença de íons, sendo novamente aqui importante o conceito de força iônica da suspensão. Como aplicação prática, apresenta-se a estabilidade do sistema alumina-PMAA, reportando-se sobre o comportamento da viscosidade e da efetiva defloculação da suspensão. Este estudo é concluído apresentando resultados do efeito do peso molecular sobre a viscosidade, chamando atenção para o fato de que não basta definir apenas a classe de polímero a ser usada, sendo também fundamental especificar o peso molecular médio do polímero selecionado.
Caracterização in Situ de Propriedades Mecânicas de Materiais Resistentes ao Desgaste Abrasivo Usando o Método da Indentação
Authors: Berns Hans , Franco Sinésio D.
Published: April 2005

O desempenho de materiais polifásicos em sistemas tribológicos envolvendo desgaste abrasivo é função de uma série de fatores, a saber: condições de operação, características de projeto e das propriedades do abrasivo e dos microconstituintes do material utilizado. Neste trabalho são apresentados resultados de ensaios de indentação em diferentes microconstituintes e partículas duras, através dos quais as propriedades mais importantes para o fenômeno abrasivo são determinadas in situ. Dentre essas destacam-se a dureza H, a tenacidade à fratura K IC, o módulo de elasticidade E, a relação trabalho plástico / trabalho elástico Wp / We e a relação de durezas entre o microconstituinte e o agente abrasivo. Em muitas situações práticas esses sistemas encontram-se em temperaturas elevadas. Assim, neste trabalho, é também apresentada a influência da temperatura sobre algumas dessas propriedades. Os resultados obtidos mostram a grande potencialidade dessa técnica no processo de seleção e desenvolvimento de materiais resistentes ao desgaste.
A Utilização do Rejeito Industrial Cerâmico - Chamote - como Fator de Qualidade na Fabricação de Elementos Cerâmicos: um Estudo Experimental
Authors: Ripoli Filho Francisco
Published: April 2005

Este trabalho descreve pesquisa desenvolvida sobre a fabricação de elementos cerâmicos, através da utilização de chamote adicionado à argila. Chamote pode ser definido como um subproduto proveniente de rejeitos de material cerâmico. O experimento envolveu a utilização de sete tipos de amostras obtidas em olaria próxima à UFSM, as quais serviram para estudar as seguintes variáveis: teor de umidade de moldagem, proporção das misturas, argila-base e temperatura de queima. As principais características físicas e mecânicas observadas foram: retração linear de queima, absorção de água, porosidade, massa específica aparente e sucção inicial. A partir dessas observações chegou-se às seguintes conclusões: a) possibilidade de utilizar o chamote homogeneizado na fabricação de elementos cerâmicos, desde que em proporção ideal e queimado a temperatura adequada; b) as tensões de ruptura e absorção de água obtidas estão de acordo com aquelas previstas pelas normas brasileiras; c) a adição de chamote à argila contribui potencialmente para o controle da retração. Por fim, verifica-se que a adição de chamote à argila permite o aproveitamento desse tipo de resíduo na fabricação de produtos de boa qualidade e contribui para reduzir a poluição ambiental.
Influência dos modelos de Alfred e de Andreasen sobre a microestrutura e densidade a verde de compactos cerâmicos obtidos por colagem ou prensagem
Authors: Ortega Fernando dos Santos , Pileggi Rafael Giuliano , Sepúlveda Pilar , Pandolfelli Victor Carlos
Published: April 2005

A densidade de empacotamento de pós cerâmicos pode ser maximizada mediante o uso de modelos teóricos de distribuição de tamanho de partículas, o que pode resultar em importantes efeitos no comportamento reológico de suspensões, e em sensível aumento na densidade a verde dos compactos. Neste trabalho, foram estudadas propriedades de pós com distribuição de tamanho de partícula segundo os modelos de Alfred e de Andreasen em compactos obtidos por prensagem uniaxial, isostática e por colagem de barbotina. Verificou-se que embora o modelo de Alfred seja mais bem fundamentado que o de Andreasen, proporcionou compactos de menor densidade e pouca homogeneidade, nas amostras obtidas por colagem. Este comportamento foi atribuído à estrutura de poros do compacto, a qual possibilitou o arraste de partículas finas pelo fluxo de água. Nas amostras com distribuição segundo o modelo de Andreasen, isto não foi verificado.
Teoria de sinterização por fase sólida; uma análise crítica de sua aplicação
Authors: Silva Angelus Giuseppe Pereira da , Alves Júnior Clodomiro
Published: April 2005

A sinterização por fase sólida é um processo muito complexo. A teoria que trata o fenômeno não oferece respostas satisfatórias e, além disso, sua aplicação contém uma série de enganos que levam a conclusões equivocadas. Este trabalho apresenta a estrutura da teoria tradicional de sinterização por fase sólida, comenta seus limites, critica seu uso e propõe uma forma de investigar e interpretar este processo de sinterização.
The influence of methods of injection moulding and isostatic pressing on structural ceramics performance
Authors: Fortulan Carlos Alberto , Purquerio Benedito de Moraes
Published: April 2005

Advanced ceramics for structural applications are present in engineering parts subjected to complex solicitations. Such unique combination of properties makes these ceramics the unique solution for material selection in special cases. However a material selection cannot be made independently of the choice of manufacturing processes, shape and cost. The determination of a methodology for the evaluation of the sintered ceramic parts reliability is as important as the selection and processing techniques. This work presents the recent trends in the structural advanced ceramics application, the cold forming isostatic pressing and injection processes molding, the elaboration of a methodology for the performance evaluation and choice of forming processes related with the mechanical properties, microstructure and unlubricated sliding wear.
Desenvolvimento de concretos refratários auto-escoantes de alta alumina isentos de ligantes hidráulicos
Authors: Studart A. R. , Bellobraydic A. F. , Pandolfelli V. C. , Vendrasco S. L.
Published: April 2005

A formação, em concretos aluminosos, de compostos eutéticos de baixo ponto de fusão do sistema Al2O3.SiO2.CaO motivou, ao longo dos anos, uma gradual redução do teor de CaO nestes refratários com o intuito de otimizar seu desempenho a altas temperaturas. Após o desenvolvimento dos concretos de baixo (BTC) e ultra-baixo teor de cimento (UBTC) e a tentativa de substituição do cimento por outros ligantes hidráulicos contendo r-Al2O3, apresenta-se neste trabalho uma nova classe de concretos refratários isentos de ligantes hidráulicos (zero-cimento). A boa resistência mecânica a verde destes concretos (módulo de ruptura a frio » 2 MPa) é resultado de um apurado controle da sua distribuição granulométrica e da aditivação. Comparou-se, neste trabalho, concretos de alta alumina UBTC e zero-cimento, com e sem microssílica. Dentre as vantagens dos concretos zero-cimento estão a inexistência da etapa de cura, a elevada resistência mecânica após queima entre 300 e 1400 oC e a ausência de compostos eutéticos do sistema Al2O3.SiO2.CaO.
Processamento de nitreto de silício utilizando-se técnicas de filtração coloidal
Authors: Castanho S. Mello , Moreno R.
Published: April 2005

Apresentam-se os estudos relacionados ao processamento de pós de Si3N4, sistematizando-se cada etapa dos processos de conformação por colagem e colagem sob pressão. A avaliação das propriedades eletroforéticas e do comportamento reológico possibilitou a preparação de suspensões aquosas concentradas de Si3N4 estáveis e homogêneas. Os estudos cinéticos foram realizados em função da pressão aplicada e dos aditivos de sinterização. As análises de superfície dos pós (XPS) demonstraram que com o controle dos parâmetros estudados é possível a obtenção de peças a verde de Si3N4 com baixa oxidação superficial. Produziu-se cerâmicas densas de Si3N4 (96%DT) com boas propriedades mecânicas (E = 312 GPa, K IC = 6,2 MPa.m1/2 ), tanto a temperatura ambiente como em altas temperaturas (1200 e 1300°C), compatíveis com os valores reportados na literatura.
Review article: RE-SiAlONa¤b- composites. Formation, thermal stability, phase relationships, reaction densification
Authors: Izhevskiy V. A. , Gênova L. A. , Bressiani J. C.
Published: April 2005

In view of the considerable progress that has been made over the last several years on the fundamental understanding of phase relationships, microstructural design, and tailoring of properties for specific applications of rare-earth doped SiAlONs, a clear review of current understanding of the basic regularities lying behind the processes that take place during sintering of SiAlONs is timely. Alternative secondary phase development, mechanism and full reversibility of thea«btransformation in relation with the phase assemblage evolution are elucidated. Reaction sintering of multicomponent SiAlONs is considered with regard of wetting behavior of silicate liquid phases formed on heating. Regularities of SiAlON’s behavior and stability are tentatively explained in terms of RE-element ionic radii and acid/base reaction principle.
Influência do oxalato de amônio na formação do precursor columbita obtido pelo método Pechini
Authors: Cavalheiro A. A. , Zaghete M. A. , Varela J. A.
Published: April 2005

A rota da columbita para síntese do PMN (Pb3MgNb2O9) é um processo que permite reduzir significativamente a formação de fases secundárias. O método Pechini, utilizado na síntese da columbita, permite perfeita homogeneidade química e maior reatividade dos pós. Neste trabalho foi demonstrado como o controle dos parâmetros de síntese, impurezas e condição de calcinação podem afetar a obtenção de MN uma única fase cristalina MgNb2O6. Durante a etapa de decomposição da matéria orgânica, a presença do resíduo oxalato de amônio elevou a temperatura de síntese do MN, reduzindo os valores da área superficial. Os resultados de TG/DTA e DRX indicaram que o mecanismo de formação da fase columbita é influenciado pela quantidade de resíduo de oxalato de amônio existente na resina. O precursor columbita (MN), com monofase cristalina e grande reatividade superficial, foi obtido utilizando solução de citrato de nióbio completamente livre de impurezas e calcinação a 900°C por 2 horas.
Considerações sobre a estimativa da permeabilidade em concretos refratários através das equações de Darcy e de Forchheimer
Authors: Innocentini M. D. M. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

Duas das principais equações usadas para a estimativa da permeabilidade em concretos refratários são analisadas neste trabalho. A capacidade de previsão das equações de Darcy e de Forchheimer é comparada através de exemplos que envolvem o escoamento de gases, líquidos e metais fundidos. É observado que a equação de Darcy desconsidera a contribuição da densidade do fluido para a queda de pressão. Como conseqüência, a curva ajustada aos dados experimentais somente é valida dentro do intervalo de medida e a extrapolação dos resultados não pode ser feita para outras condições de escoamento ou outro tipo de fluido. A equação de Forchheimer, por outro lado, permite a obtenção de parâmetros de permeabilidade válidos para qualquer situação. Demonstra-se também que quando os ensaios de permeabilidade são realizados com o escoamento de gases, o efeito da compressibilidade deve ser considerado. Os desvios observados na curva experimental são mais significativos com o aumento da velocidade do gás e para amostras pouco porosas.
Ultrafiltro de alumina
Authors: Souza M. F. de , Soares R. de M.
Published: April 2005

Membranas de alumina AKP-50 foram preparadas sobre um substrato de alumina APC-SG de alta resistência mecânica. As membranas foram sinterizadas a 1000 °C e possuem uma distribuição estreita de poros de 40 a 90 nm, espessura média de 57 mm e taxa de fluxo de 0,4 m3/m2h. O filtro assim obtido é classificado como ultrafiltro sendo capaz de reter bactérias e alguns vírus. São quimicamente inertes e resistem a temperaturas inferiores a 1000 °C. A aderência entre as camadas permite a limpeza por contra-fluxo.
Corrosão de cerâmicas à base de Si3N4 em soluções aquosas de HCl 0,1 N
Authors: Vernilli Júnior F. , Kelly C. A. , Ribeiro S. , Robin A. , Strecker K. , Hoffmann M.
Published: April 2005

O comportamento à corrosão de cerâmicas à base de Si3N4 contendo misturas de Y2O3/SiO2 e RE2O3/SiO2 como aditivos nas proporções de 14 e 21% em volume ambos na estequiometria dos dissilicatos Y2Si2O7 e RE2Si2O7, respectivamente, foi estudado em soluções aquosas de HCl 0,1N a 100 °C. A resistência à corrosão foi avaliada pela perda de massa das amostras e análise química das soluções após os testes. As análises por microscopia eletrônica das amostras atacadas revelou que basicamemte a fase vítrea intergranular foi dissolvida pela solução ácida, deixando um esqueleto de grãos de b-Si3N4 entrelaçados.
Evolution of an alumina-magnesia/self-forming spinel castable. Part I: Microstructural features
Authors: Gutiérrez-Campos D. , Diaz J. I. , Rodriguez R. M.
Published: April 2005

Refractories containing magnesium aluminate spinel (MgAl2O4) are materials for emerging technology in several applications like cement and steelmaking processes. In order to deep the understanding of these castables, this work presents the microstructural characteristics of an alumina-magnesia/self-forming spinel castable. Several variables such as MgO content, firing temperature and spinel formation are analyzed through XRD and SEM analysis. The results showed that the processes of spinel formation and nucleation are not strongly affected by the MgO content, but that the crystal growth is enhanced for samples with 6.0 wt% MgO. Hibonite (CA6) bonding in the castable matrix showed a needlelike structure that could increase hot properties of the material. MgO content in the castable seems to affect the hibonite development. The development of a self-forming spinel castable without any synthetic spinel grains appears to be promissory for optimum refractory linings.
Cerâmica Eletrônica: Grupo LIEC - UFSCar
Authors: Longo E. , Leite E. R. , Paskocimas C. A. , Varela J. A. , Zaghete M. A. , Cilense M.
Published: April 2005

De modo resumido, apresentar-se-á, trabalhos relacionados ao Grupo de Pesquisa em Materiais Cerâmicos do LIEC/ UFSCar. Serão enfatizado os resultados obtidos em varistores de óxido de estanho, cerâmica eletrônica completamente nova e os dados de titanato de chumbo e titanato lantanato de chumbo.
A formação e o estágio atual do grupo de materiais cerâmicos (GPMC) da UEPG
Authors: Pianaro S. A. , Antunes S. R. M. , Zara A. J. , Antunes A. C.
Published: April 2005

Dentro da área de materiais, a Universidade Estadual de Ponta Grossa possui um Centro Interdisciplinar de Pesquisas em Materiais, do qual o grupo de materiais cerâmicos faz parte. O grupo é coordenado pelo professor Sidnei Antônio Pianaro e conta com mais 9 pesquisadores e, atualmente, com 18 alunos de iniciação científica. A principal linha de pesquisa desenvolvida é na área de cerâmica eletrônica, podendo destacar as pesquisas em varistores a base de SnO2. Além destas pesquisas, estão sendo desenvolvidos projetos nas linhas de pigmentos, vidrados, vitro-cerâmicas e reciclagem de materiais cerâmicos.
Concentrated aqueous Si3N4 -Y2O3 -Al2O3 slips stabalized with tetramethylammonium hydroxide
Authors: Albano M. P. , Garrido L. B.
Published: April 2005

In order to obtain well dispersed concentrated aqueous Si3N4 slips for slip casting, the influence of pH and sintering aid powders (Y2O3 and Al2O3) on the viscosity and on the amount of tetramethylammonium ions adsorbed were determined. 35 vol% aqueous Si3N4 and Si3N4-6wt%Y2O3-4wt% Al2O3 slips were prepared in an attrition mill. Tetramethylammonium hydroxide was added to adjust the pH values in a range of 9.7 to 12.3. The viscosity of Si3N4 slips and the amount of [(CH3)4N]+ ions in solution increased with increasing pH. These counterions contributed mainly to increase the ionic strength of the solution with increasing the slip viscosity. The sintering aid powders had a positive effect on the dispersion of the Si3N4 powder at pH 10.3-12.3 since low viscosity values could be obtained. This was attributed to the lower concentration of counterions in solution.
Evolution of an alumina-magnesia/self-forming spinel castable. Part II: physico-chemical and mechanical properties
Authors: Gutiérrez-Campos D. , Diaz J. I. , Rodriguez R. M.
Published: April 2005

This study was carried out in conjunction with the investigation, reported in Part I, on the microstructural characteristics of an alumina-spinel castable with several percentages of MgO content. Bulk density and cold crushing strength of samples were evaluated dried and at three fired states (1000, 1200, 1400 °C). Results indicate little influence of MgO additions on physico-chemical properties of the alumina-magnesia/self-forming spinel castable. Characteristics compared with those reported for conventional alumina-spinel castables did not show large difference in values. Therefore, the alumina-magnesia/self-forming spinel castable could be a possible material for substitution of the conventional alumina-spinel castable.
Análise da relação entre distância de separação entre partículas (IPS) e viscosidade de suspensões
Authors: Ortega F. S. , Pileggi R. G. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

O crescente interesse em ampliar a previsibilidade dos fenômenos que ocorrem durante a fabricação de materiais cerâmicos por processos coloidais, como a variação da viscosidade de suspensões, tem estimulado a implantação de vários modelos teóricos com tal finalidade. Considerando a concentração de sólidos na suspensão e a distribuição de tamanho de partícula do pó, a hipótese de que uma maior distância de separação entre partículas (IPS) favorece uma menor viscosidade tem sido empregada com relativo sucesso, principalmente em cerâmicas tradicionais. No entanto, uma análise criteriosa de tal conceito revela pontos controversos. Neste trabalho, tais pontos são discutidos, bem como as condições em que os conceitos físicos desta abordagem são válidos para prever a viscosidade de suspensões cerâmicas. Complementam-se as análises com a caracterização reológica de suspensões de alumina. Os resultados comprovam que o conceito de distância de separação entre partículas pode ser empregado somente em condições específicas para que possua uma relação satisfatória com a viscosidade.
Desenvolvimento de argamassas microporosas para a construção civil
Authors: Coimbra M. A. , Morelli M. R.
Published: April 2005

Esse trabalho consistiu na obtenção e estudo de uma argamassa de peso leve para o uso na construção civil através da adição combinada, de aditivos formadores de microporosidade, mais a utilização de cargas que incorporam resíduos industriais. A técnica vem sendo recentemente apontada como uma promissora alternativa para a construção de estruturas leves, onde o compromisso da resistência mecânica aliada às ações ambientais, tais como degradações físico-químicas provocadas por intemperismo, não representam pré-requisitos básicos da construção civil, que possam impedir a utilização de argamassas de baixa densidade, com micro porosidade controlada. Assim sendo, esse trabalho utilizou aditivos adequados para a formação de bolhas estáveis, e quando necessário, agentes promotores de resistência mecânica, tais que puderam compensar perdas de resistência devido a presença excessiva das bolhas. A avaliação da influência dos aditivos, bem como do método de preparação das argamassas leves que incluem o mecanismo de mistura, o desenvolvimento microestrutural e propriedades são correlacionados, visando a obtenção de uma composição adequada que possa ser utilizada na fabricação de estruturas leves.
Review article: silicon carbide. Structure, properties and processing
Authors: Izhevskyi V. A. , Genova L. A. , Bressiani J. C. , Bressiani A. H. A.
Published: April 2005

In view of considerable interest in the development of liquid phase sintered structural and high-temperature ceramics on the base of silicon carbide, a comprehensive review of the data on structure, properties and the known methods of processing of silicon carbide seems timely. The most striking feature of silicon carbide is its polytypism, i.e. formation of a great number of different structural modifications without any change in composition. Although this feature of silicon carbide was extensively studied, no systematic up to date analysis was done. However, polytypism and the tendency of the polytypes to undergo structural transformations at working temperatures may lead to uncontrollable modification of the materials properties, and therefore needs to be fully understood. Furthermore, the recently developed liquid phase sintering technique for silicon carbide densification is of an undoubtful interest and the overview of the results achieved until present time may provide some guidelines for the ceramists.
Efeito da adição simultânea de sementes e dopantes na microestrutura e propriedade dielétrica da cerâmica 0,93 PZN - 0,07 BT
Authors: Mazon T. , Zaghete M. A. , Varela J. A. , Paiva-Santos C. O.
Published: April 2005

O método de Pechini bem como o uso da adição simultânea de partículas sementes e solução dopante de BaTiO3 foram usados para preparar o Niobato de chumbo e zinco (PZN). Os pós calcinados a 800 ° C/2 h e 900 ° C/1 h, os quais apresentaram maior porcentagem de fase perovskita após a calcinação, foram compactados isostaticamente e sinterizados a 1100 ° C/1 h. A forma na qual os aditivos foram adicionados ao polímero (se como íons ou como sementes) influenciou no processo de sinterização, na microestrutura desenvolvida e na propriedade dielétrica da cerâmica. As cerâmicas contendo 80% dos aditivos na forma de sementes e 20% na forma de íons apresentaram em sua microestrutura grãos maiores e com faces cristalinas bem definidas. O maior tamanho médio de grão observado está em torno de 2 mi m. As amostras preparadas com 80% dos aditivos na forma de sementes e 20% na forma de íons apresentaram melhor propriedade dielétrica. O maior valor de constante dielétrica para esta composição está em torno de 9100.
Obtenção de concretos auto-escoantes zero-cimento a partir do controle reológico da matriz
Authors: Studart A. R. , Zhong W. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

Os concretos refratários auto-escoantes com reduzido teor de cimento têm se destacado pelo fato de associarem a facilidade de aplicação dos concretos de elevada fluidez, com o bom desempenho termomecânico dos refratários contendo baixo teor de CaO. Através do controle simultâneo da distribuição granulométrica e do estado de dispersão da matriz, é possível eliminar o cimento aluminoso (fonte de CaO) e quaisquer outros ligantes hidráulicos do concreto, mantendo sua auto-escoabilidade. Os concretos obtidos, denominados zero-cimento, apresentam resistência mecânica a verde compatível com aplicações industriais e excelentes propriedades a altas temperaturas. Neste trabalho, são apresentadas as condições de dispersão da matriz necessárias para a obtenção dos concretos zero-cimento, após um ajuste granulométrico prévio. As faixas de pH e de teor de dispersante ideais para a otimização da reologia da matriz são apresentadas graficamente em um mapa de estabilidade, o qual mostrou-se uma ferramenta bastante útil para a formulação dos concretos auto-escoantes zero-cimento.
Processamento de concretos refratários zero-cimento contendo alumina e microssílica
Authors: Bonadia Neto P. , Studart A. R. , Suster M. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

Os concretos auto-escoantes de reduzido teor de cimento aliam facilidade de aplicação a um bom desempenho em temperaturas elevadas. Estudos anteriores mostraram que a auto-escoabilidade e o empacotamento de partículas necessário para redução do teor de cimento são função da granulometria e do estado de dispersão da matriz do concreto. Bonadia e outros propuseram, então, uma metodologia de formulação de concretos baseada nestes dois conceitos, enfocando a otimização dos parâmetros granulométricos. Com a granulometria otimizada, Studart et al. geraram mapas de estabilidade, que fornecem as condições ideais para dispersão de uma matriz contendo apenas alumina. Com o auxílio destes mapas foi possível preparar concretos auto-escoantes isentos de cimento (zero-cimento). Devido à importância da microssílica como precursora da fase mulita no concreto, o objetivo deste trabalho foi gerar mapas de estabilidade para matrizes contendo alumina e microssílica. Os resultados mostraram uma correlação entre a fluidez dos concretos e as regiões de menor viscosidade e tensão de escoamento indicadas nos mapas.
Bauxitas refratárias: composição química, fases e propriedades - Parte I
Authors: Pascoal C. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

A bauxita apresenta uma ampla faixa de aplicações industriais, de acordo com sua composição química e mineralógica. No setor de refratários, esta matéria-prima tem adquirido grande importância, uma vez que pode substituir parcial ou totalmente agregados de alumina eletrofundida em formados e monolíticos, devido a sua alta refratariedade e custo inferior. Entre os maiores produtores mundiais encontram-se a China, a Guiana e o Brasil. Embora seja um dos maiores produtores mundiais de bauxita refratária, no Brasil pouco se conhece de suas características químicas e mineralógicas, bem como suas propriedades em serviço a altas temperaturas. Esta seqüência de artigos apresenta uma revisão sobre as aplicações, fases cristalinas, características e propriedades a alta temperatura de bauxitas refratárias chinesas e sul-americanas. Nesta primeira parte serão consideradas as aplicações da matéria-prima, as transformações que ocorrem durante a calcinação das bauxitas e a formação de fases cristalinas.
Refratários de alumina contendo agregado de mulita-zircônia: aspectos microestruturais
Authors: Ferrari C. R. , Rodrigues J. A.
Published: April 2005

O desempenho dos materiais refratários, os quais são freqüentemente submetidos a elevadas temperaturas e altos esforços mecânicos, está intimamente relacionado com a evolução microestrutural durante a sua vida em serviço. Neste contexto, foi realizado um estudo da evolução microestrutural de refratários de alumina contendo diferentes teores de agregado mulita-zircônia, submetidos à tratamentos térmicos de 2, 6 e 18 dias, à 1400 ºC e 1500 ºC. Foram formulados ainda, alguns tijolos contendo microssílica afim de induzir a formação de mulita. Para comparação, esses tijolos foram submetidos ao tratamento térmico de 6 dias à 1500 ºC. Os tratamentos térmicos aplicados permitiram aproximar-se do uso do refratário considerando apenas o efeito do tempo e da temperatura. Neste trabalho, foram utilizadas a microscopia eletrônica de varredura e a difração de raios X para identificação e caracterização das fases presentes. Aplicou-se o método de Rietveld para a análise quantitativa das fases. Reações de interface entre a alumina e o agregado e entre a alumina e a microssílica, ativadas pela temperatura, puderam ocorrer, resultando na mulitização do sistema em questão. O efeito da mulitização foi especialmente notado nos resultados de módulo de ruptura para os materiais que continham microssílica.
Varistores à base de SnO2: estado da arte e perspectivas
Authors: Bueno P. R. , Oliveira M. M. , Cassia-Santos M. R. , Longo E. , Tebcherani S. M. , Varela J. A.
Published: April 2005

Este trabalho descreve a história dos varistores à base de SnO2. Nele são apresentadas as principais características deste novo sistema varistor e uma comparação direta com o sistema tradicional à base de ZnO, estabelecendo as vantagens e desvantagens. O trabalho também apresenta as principais dificuldades a serem enfrentadas em relação ao processamento e à exata contribuição dos dopantes nas propriedades não-ôhmicas. Novas perspectivas para este novo sistema varistor também são traçadas.
Fratografia em vidros
Authors: Coelho J. M. F. , Costa C. A. , Ferreira M.
Published: April 2005

A análise da superfície de fratura é um método extremamente confiável para se identificar as razões da falha em um material, uma vez que o caminho percorrido pela trinca fornece informações importantes sobre sua origem e direção de propagação, além das distribuições de tensões no momento da fratura, as causas de sua iniciação, a interação da trinca com a microestrutura e a seqüência de propagação da mesma. Nos vidros e cerâmicos, as principais características morfológicas da superfície de fratura são a origem, o espelho de fratura, a região de névoa ou bruma ("mist") e a região de ramificação de trincas ("hackle"). Além destas características, outras marcas importantes podem ocorrer na superfície de fratura de vidros, tais como: linhas de "Wallner", escarpas de aceleração e desaceleração, ramificações de rotação ("twist hackle"), asas de gaivotas ("gull wings") e os rastros de ramificação ("wake hackle"). As características morfológicas descritas são bem definidas nos vidros, uma vez que estes materiais são homogêneos, isotrópicos e não possuem cristais que interfiram com a propagação da trinca.
Densificação e evolução microestrutural de cerâmicas Pb0,59Ba0,41Nb2O 6
Authors: Santos I. A. , Arantes V. L. , Paula R. N. de , Radovanovic E. , Eiras J. A.
Published: April 2005

O niobato de bário e chumbo (PBN) possui uma estrutura cristalina do tipo tungstênio-bronze e apresenta propriedades ferroelétricas muito interessantes tanto do ponto de vista científico quanto do ponto de vista tecnológico, revelando-se como um material bastante promissor para aplicação no desenvolvimento de dispositivos eletro-ópticos, piezoelétricos e piroelétricos. Cerâmicas à base de Pb0(0,59)Ba0,41Nb2O 6 (PBN59) foram preparadas pelo método convencional de mistura de matérias-primas. Duas rotas distintas de densificação de amostras foram utilizadas nesse trabalho: sinterização convencional e sinterização por prensagem uniaxial a quente. As caracterizações microestruturais efetuadas indicaram que as amostras obtidas via prensagem uniaxial a quente apresentam uma distribuição bimodal de tamanhos de grão e elevadas densidades, indicando que essa técnica propicia uma maior eficiência no processo de densificação das amostras. O tratamento térmico pós-prensagem uniaxial a quente induz o macro-crescimento preferencial de grãos orientados.
Desenvolvimento de sensores para gás à base de SnO2 nanoestruturado: influência da microestrutura no desempenho do sensor
Authors: Weber I. T. , Leite E. R. , Longo E. , Varela J. A.
Published: April 2005

Pós nanométricos SnO2.Nb2O5 foram estudados para o desenvolvimento de sensores de etanol. Estes pós foram preparados pelo método Pechini, caracterizados quanto à sua morfologia por difração de raios X, determinação de área superficial específica por BET e Microscopia Eletrônica de Transmissão e foram submetidos a testes de sensibilidade ao vapor de etanol. Foi estabelecida uma correlação entre a microestrutura do material, os efeitos do dopante e a resposta do sensor.
Zircônia tetragonal policristalina. Parte I: síntese e caracterização
Authors: Tadokoro S. K. , Muccillo E. N. S.
Published: April 2005

Soluções sólidas de zircônia - 3% mol ítria e 12% mol céria com partículas nanométricas foram preparadas pela técnica da co-precipitação. O principal objetivo deste trabalho é a utilização de parâmetros otimizados de síntese e de processamento para a obtenção de pós nanométricos, com alta reatividade e com características físicas controladas. As principais técnicas de caracterização utilizadas foram: análises térmicas, espalhamento laser, adsorção gasosa, difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que a técnica de síntese das soluções sólidas e o controle das etapas de processamento são decisivos para a obtenção de pós cerâmicos com propriedades desejadas e reprodutíveis.
Otimização de parâmetros estruturais, dielétricos e ferroelétricos de filmes finos de PZT
Authors: Araújo E. B. , Eiras J. A.
Published: April 2005

Este trabalho faz uma síntese de resultados obtidos para filmes finos de PZT processados por diferentes vias com objetivo de otimizar parâmetros estruturais, dielétricos e ferroelétricos. Filmes foram preparados em fornos convencionais e pelo método de tratamento térmico rápido (TTR). Os resultados foram comparados e mostraram que os filmes cristalizados usando TTR apresentaram uma melhor cristalização, comparado com os filmes cristalizados em forno convencional. Em conseqüência, melhores parâmetros dielétricos e ferroelétricos também foram obtidos, chegando a duplicar o valor da polarização remanescente (Pr) e aumentar significativamente a constante dielétrica (épsilon) dos filmes.
Condutividade térmica e sua correlação com a temperatura e a massa específica volumétrica de materiais refratários sílico-aluminosos e aluminosos
Authors: Akiyoshi M. M. , Silva A. P. da , Silva M. G. da , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

Neste trabalho foram estudadas as correlações existentes entre a condutividade térmica e as características físicas de materiais refratários comerciais com massa específica volumétrica na faixa entre 0,55 g/cm³ e 3,14 g/cm³ e porosidade total compreendida entre 15% e 81%. É apresentado e discutido um modelo empírico que correlaciona a condutividade térmica como função da massa específica volumétrica, fornecendo assim uma forma rápida para estimar a condutividade térmica de materiais refratários em função da temperatura (dentro da faixa de variação de teor de alumina, massa específica e porosidade empregados neste trabalho). Tal correlação é possível conhecendo-se apenas a massa específica volumétrica que é comumente avaliada no controle de qualidade durante a produção de refratários. Análises estatísticas são apresentadas para a validação do modelo proposto.
Desenvolvimento de concretos refratários multifuncionais
Authors: Studart A. R. , Pileggi R. G. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

A facilidade de aplicação dos concretos tem sido uma das principais justificativas da substituição de peças moldadas por refratários monolíticos. Todavia, as inúmeras técnicas disponíveis para aplicação dos monolíticos têm resultado em uma diversificação muito acentuada das classes de concreto refratário (p. ex., vibrados, projetados, auto-escoantes, "shotcreting"). Em virtude disso, há atualmente uma crescente demanda por concretos de maior versatilidade, denominados multifuncionais, que possibilitem a utilização das mais variadas técnicas para aplicação. No entanto, ainda questiona-se se a versatilidade dos concretos multifuncionais durante a aplicação também implica em benefícios com relação à etapa de mistura e ao seu desempenho a altas temperaturas. O objetivo deste trabalho é identificar os requisitos necessários para a obtenção de concretos multifuncionais, e comparar o seu comportamento reológico e resistência à fluência a quente com concretos normalmente aplicados com técnicas específicas de instalação. Os resultados indicam que a distribuição granulométrica é a principal determinante da característica multifuncional de concretos de alta alumina com ultra-baixo teor de cimento.
Obtenção de cerâmicas ferroelétricas de Gd2Mo3O12 e o puxamento de fibras monocristalinas
Authors: Ferrari C. R. , Barbosa L. B. , Ardila D. R. , Andreeta J. P. , Hernandes A. C.
Published: April 2005

Nesse trabalho abordamos a obtenção do material cerâmico Gd2Mo3O12 na sua fase b, denominado b-GMO, utilizando-se do método convencional de mistura de óxidos e reação do estado sólido. MoO3 e o Gd2O3 nas razões molares 3:1 e 3,25:1 foram usados como pós de partida. Cerâmicas sinterizadas foram usadas como pedestais e sementes na produção de fibras monocristalinas pela técnica Laser Heated Pedestal Growth- LHPG. A cerâmica com fase única Gd2Mo3O12 foi melhor obtida usando a razão molar 3:1 entre os pós de partida. Por outro lado, fibras cristalinas obtidas a partir de pedestais cerâmicos com excesso de MoO3 apresentaram melhor qualidade óptica e a estequiometria desejada.
Sintering of tin oxide and its applications in electronics and processing of high purity optical glasses
Authors: Varela J. A. , Perazolli L. A. , Cerri J. A. , Leite E. R. , Longo E.
Published: April 2005

Tin oxide is an n type semiconductor material with a high covalent behavior. Mass transport in this oxide depends on the surface state promoted by atmosphere or by the solid solution of aliovalent oxide doping. The sintering and grain grow of this type of oxide powder is then controlled by atmosphere and by extrinsic oxygen vacancy formation. For pure SnO2 powder the surface state depends only in the interaction of atmosphere molecules with the SnO2 surface. Inert atmosphere like argon promotes oxygen vacancy formation at the surface due to the reduction of SnO 2 to SnO at surface and liberation of oxygen molecules forming an oxygen vacancy. As a consequence, surface diffusion is enhanced leading to grain coarsening, but no densification. Oxygen atmosphere inhibits the SnO2 reduction decreasing the surface oxygen vacancy concentration. Additions of dopants with lower valence at sintering temperature create extrinsic charged oxygen vacancies that promote mass transport at grain boundary leading to densification and grain growth of this polycrystalline oxide. Cobalt and niobium doped SnO2 ceramics exhibit varistor behavior, which can be applied in electronics. Moreover, SnO2 ceramics are chemically inert and can be applied in form of crucibles to melt some optical glasses.
Efeito da adição do lodo de águas residuais da indústria têxtil nas propriedades de materiais de construção
Authors: Moreira A. H. , Oliveira R. M. , Lima P. D. S.
Published: April 2005

Este trabalho trata do desenvolvimento de uma metodologia para usar lodo gerado na estação de tratamento de esgoto de indústria têxtil na fabricação de materiais de construção. Os resultados mostram que é possível obter materiais de construção com boas propriedades mecânicas usando a quantidade apropriada de argila e lodo, e uma curva de queima adequada.
Utilização de planejamento em rede Simplex na previsão de propriedades mecânicas de peças cerâmicas vermelhas
Authors: Alexandre J. , Toledo R. , Saboya F. , Pereira M.
Published: April 2005

As indústrias cerâmicas de um modo geral, no seu processo produtivo, utilizam matérias-primas provenientes de sedimentos argilosos e/ou alterações de minerais formadores de rochas. Trata-se portanto de um material com alto grau de heterogeneidade tanto do ponto de vista mineralógico quanto em relação ao grau de alteração dos seus minerais, dificultando sobremaneira a previsão do comportamento mecânico do produto final (tijolos, telhas, etc.). Uma prática que é comumente adotada durante a confecção de peças cerâmicas é a mistura de diferentes tipos de solo, realizada muitas vezes, de maneira intuitiva e empírica, onde as características do produto são fortemente dependentes das proporções usadas nessas misturas. O presente trabalho apresenta uma metodologia numérica, utilizando o planejamento em rede Simplex, na previsão das propriedades resultantes destas misturas. Dependendo do modelo escolhido (linear, quadrático, cúbico, etc.), o resultado de uma mistura genérica de até três componentes pode ser determinado numericamente a partir do conhecimento prévio das propriedades de cada componente original, bem como das misturas em determinadas proporções fundamentais. Estes resultados foram testados empiricamente em escala laboratorial e podem ser adaptados posteriormente ao processo produtivo, possibilitando a economia de matéria-prima e reduzindo a exploração predatória das jazidas.
Efeito da distribuição granulométrica na secagem de concretos refratários
Authors: Innocentini M. D. M. , Yamamoto J. , Ribeiro C. , Pileggi R. G. , Rizzi Jr. A. C. , Bittencourt L. R. M. , Rettore R. P. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

Este trabalho teve como objetivo investigar o efeito da distribuição granulométrica sobre parâmetros de permeabilidade, porosidade aparente e secagem de concretos refratários de alta alumina. Verificou-se a influência de ambas as distribuições discreta e acumulada, baseadas no modelo de empacotamento de Andreasen. Ensaios de permeabilidade ao ar à temperatura ambiente permitiram correlacionar os tipos de poros presentes no concreto com a facilidade de escoamento de fluidos. Ensaios de permeabilidade em temperaturas elevadas foram utilizados para acompanhar a decomposição de hidratos. A análise termogravimétrica permitiu associar as características da estrutura com a facilidade de eliminação de água durante o processo de secagem. Os resultados mostraram que o aumento no teor de agregados favorece a permeabilidade e a secagem do concreto. A composição formulada com matriz grossa e agregados finos foi a que apresentou melhor desempenho global de secagem.
Caracterização ultra-sônica de materiais ferroelétricos com estrutura perovskita e tungstênio-bronze
Authors: Moreno-Gobbi A. , Paolini G. , Pérez M. , Negreira C. A. , Garcia D. , Eiras J. A.
Published: April 2005

Atenuação e velocidade ultra-sônicas e, consequentemente, o módulo de Young de cerâmicas ferroelétricas com estrutura do tipo perovskita e tungstênio-bronze foram medidas entre 2,5 e 30 MHz, à temperatura ambiente, utilizando-se a técnica de pulso-eco. Composições com e sem chumbo foram testadas, mostrando que a presença do cátion Pb2+ representa fator importante no comportamento da atenuação. A dependência da atenuação com a freqüência é mais acentuada no caso dos ferroelétricos com estrutura perovskita. As discussões são baseadas nos modelos de espalhamento por grãos/poros em materiais policristalinos.
Um método simples de caracterização de argilominerais por difração de raios X
Authors: Albers A. P. F. , Melchiades F. G. , Machado R. , Baldo J. B. , Boschi A. O.
Published: April 2005

A técnica de difração de raios X tem sido amplamente utilizada para a determinação de fases cristalinas em materiais cerâmicos. Em argilas, a grande quantidade de quartzo e seu elevado grau de orientação dificultam a identificação e caracterização das demais fases presentes. Baseando-se no princípio da sedimentação, é apresentado neste trabalho um método simples e confiável para a determinação de argilominerais em materiais argilosos.
Avaliação de taxas de aquecimento em materiais refratários: comparação entre simulações físicas e cálculos computacionais
Authors: Pereira R. , Tôrres A. A. , Akiyoshi M. M. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

A correta determinação de curvas de aquecimento para materiais refratários é uma tarefa complexa, e a sua inadequação pode resultar até mesmo na destruição de um revestimento refratário. Este trabalho apresenta um estudo sobre o efeito de diferentes taxas de aquecimento no desempenho termomecânico de refratários utilizados em fornos de reaquecimento. O estudo considera desde curvas de aquecimento típicas indicadas por fornecedores, até velocidades de aquecimento de 180 ºC/h. É apresentada uma avaliação comparativa entre os resultados térmicos medidos em um forno simulador e resultados calculados pela técnica de elementos finitos. Os perfis térmicos medidos e calculados foram empregados para a determinação das tensões termomecânicas geradas dentro das peças, analisando a probabilidade de falha em função da velocidade de aquecimento. São destacadas as diferenças existentes nestas tensões quando se consideram propriedades medidas à quente e à temperatura ambiente.
Importância da utilização de propriedades avaliadas em função da temperatura para a simulação computacional de cerâmicas refratárias
Authors: Akiyoshi M. M. , Silva A. P. da , Pereira R. , Pandolfelli V. C.
Published: April 2005

Neste trabalho é apresentado um estudo sistemático sobre a influência da utilização de propriedades avaliadas em função da temperatura para suprir um programa de simulação computacional por elementos finitos (AEF) visando à determinação dos perfis de temperatura e tensão em uma âncora refratária. Para tanto, foram avaliados em função da temperatura, a condutividade térmica (k), o calor específico (c), o coeficiente de expansão térmica linear (alfaL) e o módulo elástico (E). Um planejamento fatorial 2u e a análise de variância (ANOVA) foram utilizados para avaliar a influência das interações entre as propriedades determinadas em função da temperatura sobre os perfis de temperatura e tensão normal resultantes da simulação computacional. Este estudo reforça a necessidade da avaliação das propriedades em função da temperatura para se suprir um programa de simulação computacional, destacando-se a condutividade térmica e o calor específico para propiciar uma melhor obtenção do perfil de temperatura, e o coeficiente de expansão térmica linear (alfaL) e o módulo elástico (E) para a avaliação do perfil de tensões.
O método de fio quente: técnica em paralelo e técnica de superfície
Authors: Santos W. N. dos
Published: April 2005

A condutividade térmica é uma das propriedades físicas mais importantes de um material. A sua determinação experimental apresenta algumas dificuldades e requer alta precisão na determinação dos fatores necessários para o seu cálculo. O método de medida de condutividade térmica para materiais refratários mais usado hoje em todo o mundo, tanto nos centros de pesquisa, quanto nos laboratórios industriais, é o Método do Fio Quente, onde a condutividade térmica é calculada a partir do transiente de temperatura gerado por uma fonte de calor ideal, infinitamente longa e fina num meio material infinito. Neste trabalho são comparados os resultados obtidos utilizando-se duas técnicas diferentes para a detecção do transiente térmico: numa delas, a temperatura é medida na superfície do fio quente, (técnica de fio quente de superfície), e na outra, a temperatura é medida a uma certa distância do fio quente (técnica de fio quente paralelo). Os resultados experimentais mostram uma grande vantagem da técnica de fio quente de superfície em relação a técnica de fio quente paralelo para materiais com condutividade térmica superior a 10 W/mK. O intervalo de tempo considerado no cálculo é bem maior que aquele que seria utilizado na técnica de fio quente paralelo, obtendo-se assim resultados mais precisos e confiáveis.