Er^3＋／Yb^3＋共掺的氧化镧钇透明陶瓷的光谱性能研究

采用传统无压烧结工艺制备了Er^3＋／Yb^3＋共掺的氧化镧钇透明陶瓷并对其光谱性能进行了研究．样品具有较大的吸收和发射截面．La2O3的添加使样品的荧光寿命（τs）与玻璃接近，当Yb^3＋和Er^3＋的掺杂量分别为5at％和0．5at％时，测得τs=9．65ms．这种荧光寿命长、发射截面大和线宽窄的特性有利于微型、可集成化和大功率激光输出的实现．

La2O3对Yb：Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响

研究了La2O3对Yb：Y2O3透明陶瓷光谱性能的影响，添加适量La2O3以后，Yb：Y2O3透明陶瓷的吸收峰和发射峰的位置不变，但由于La^3＋的离子半径大于Y^3＋的离子半径，在Y2O3中引入La^3＋离子后，导致Y2O3晶格常数变大，晶场强度变弱，同时降低了Y2O3晶体的有序度，致使发射峰强度有所下降，发射截面变小．过量的№La2O3（x=0．16）造成yb^3＋激活离子发射强度明显下降；其荧光寿命在添加La2O3后总体增大45％-60％.

Luminescence characteristics of Yb3+, La3+ codoped yttrium oxide nanopowders

Luminescence characteristics of Yb3+, La3+ codoped yttrium oxide nanopowders were investigated. The grain size and the crystallinity of (Yb0.05Y0.90La0.05)(2)O-3 nanopowders increase with the increase of calcination temperature. The average grain size of the nanopowders calcined at 1100 degrees C is 66 nm and its cooperative up-conversion luminescence centered at 498 nm was detected due to nanometer size effect and perfect crystallinity. However, the cooperative up-conversion luminescence of (Yb0.05Y0.90La0.05)(2)O-3 transparent ceramics was not detected. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeito da temperatura de secagem de dois tipos de silano e da supressão ou redução do tempo de condicionamento com ácido hidrofluorídrico na resistência de união entre uma cerâmica de dissilicato de lítio e um cimento resinoso

Este estudo avaliou o efeito de diferentes métodos de silanização e aplicação do ácido hidrofluorídrico (HF) sobre a resistência à microtração de uma cerâmica de dissilicato de lítio a um cimento resinoso. Quarenta blocos de IPS e.max Press /Ivoclar Vivadent (5x5x6mm) foram cimentados a blocos de resina Z250/3M ESPE (5x5x6mm) usando o cimento resinoso RelyX ARC/3M ESPE de acordo com os seguintes métodos de tratamento superficial: G1: 20s de ácido fluorídrico (HF) + silano não hidrolisado Primer-Activactor/Dentsply (SNH) seco à temperatura ambiente; G2: 20s HF + silano pré-hidrolisado RelyX Ceramic-Primer/3M ESPE (SPH) seco à temperatura ambiente; G3: 10s HF + SNH seco com ar quente (50oC-2min); G4: 10sHF + SPH seco com ar quente (50oC-2min); G5: sem ácido, SNH seco com ar quente (50oC-2min); G6: sem ácido, SPH seco com ar quente (50oC-2min); G7: sem ácido, SNH seco à temperatura ambiente; G8: sem ácido, SPH seco à temperatura ambiente. Antes de cada método de silanização, os blocos cerâmicos receberam acabamento com lixas de carbeto de silício (220-600) e limpeza com ácido fosfórico 37% (1min). A cimentação foi realizada com carga vertical de 1kg por 10min. Os conjuntos de cerâmica/cimento/resina foram armazenados em água destilada (37C) por 24 horas e depois seccionados em máquina de corte Isomet 1000 a fim de obter palitos (n = 40) de 1mm2 de área da seção transversal, que foram submetidos ao teste de microtração em máquina de ensaio universal Emic (v = 0,5mm/min). O modo de fratura foi avaliado em microscópio eletrônico de varredura. A análise estatística foi realizada utilizando ANOVA / Dunnett (p-valor = 0,000). As médias MPa e desvio padrão foram: G1-21,5 (8,9) BC; G2-30,5 (7,2) A; G3-19.4 (9.1) BC; G4-24,0 (9,0) B; G5-8.1 (3.2) D; G6 -18,0 (6,2) C; G7-7.8 (2,6) D; G8-6.3 (2,5) D. Grupos 2, 3, 4 e 6 não tiveram falhas prematuras dos palitos contra os grupos 1, 5, 7 e 8, que apresentaram 2,2; 44,4; 75,6 e 33,3% de perdas prematuras, respectivamente. O teste de correlação foi realizado apresentando significância estatística, com valor de -0,736 (p-valor = 0,000), mostrando que, a medida que o percentual de perda prematura aumenta, a média da MPa diminui. Quanto ao modo de fratura, observou-se 44,97% de falhas do tipo mista, 51,70% de falhas do tipo adesiva, 3,33% de falhas do tipo coesiva do cimento. Quando é realizada a supressão do condicionamento com HF como pré-tratamento da superfície cerâmica IPS e.max Press, a aplicação de silano SPH, associada ao seu tratamento térmico, deve ser o método de silanização recomendado, embora os valores mais elevados de resistência de união tenham sido os obtidos quando utilizado o condicionamento com HF por 20s. Quando é realizada a redução do tempo de condicionamento com HF para 10s, a aplicação do silano (SPH ou SNH) deve ser sempre associada ao seu tratamento térmico. O SNH só deve ser usado se as superfícies das cerâmicas IPS e.max Press forem tratadas com HF.

Identificação da formação de titanato de bário a partir de mistura reacional calcinada em diferentes temperaturas via difração de raios X, espectroscopia fotoacústica e análise térmica

Os materiais ferroelétricos têm sido utilizados em muitas áreas da tecnologia e da ciência, pois possuem um grande número de aplicações, como: sensores; transdutores; capacitores; dispositivos ópticos; dentre outras. A busca por novos materiais cerâmicos ferroelétricos tem sido grande. Um dos materiais cerâmicos ferroelétricos mais estudados é o titanato de bário (BT). São vários os métodos de produção e caracterização do titanato de bário. Neste trabalho, pós cerâmicos de titanato de bário foram obtidos por reação do estado sólido a partir de misturas reacionais calcinadas em diferentes temperaturas entre 400C e 900C. Foram três as misturas reacionais: não dopadas; dopadas com 1%; e dopadas com 5% de dióxido de cério (CeO2). A identificação da formação do BT, nos pós cerâmicos produzidos, foi feita a partir de três técnicas de caracterização: difração de raios X (DRX); espectroscopia fotoacústica (PAS); e técnicas de análise térmica. Com a técnica DRX, difratogramas mostraram que a plena formação do titanato de bário ocorreu a partir da temperatura de calcinação de 700C. Para a amostra não dopada com cério e calcinada a 800C, houve deslocamento de todos os picos de difração. Nas amostras dopadas com dióxido de cério houve deslocamento de todos os picos de difração, em relação as amostras não dopadas. Observou-se também que nas amostras dopadas com 5% de CeO2, e calcinadas a 700C e 800C, resíduos de dióxido de cério foram observados nos difratogramas. Com a técnica PAS, espectros de absorção foram obtidos. Foi possível observar uma grande diferença de absorção da amostra calcinada a 600 e 630C, indicando a formação do titanato de bário a partir da temperatura de 630C, nas amostras sem a dopagem dióxido de cério. Houve um alargamento nas bandas de absorção a partir da temperatura de 600C, quando o dióxido de cério entrou na matriz. Foi também possível determinar as energias de band-gap das amostras utilizando o método de Tauc. Com as técnicas de análise térmica, em especial através da técnica termogravimétrica (TG/DTG), foi comprovado que até 400C não havia formação de titanato de bário. Visto que nesta temperatura de calcinação houve a maior perda de massa durante a rampa de aquecimento. O início da formação do titanato de bário foi observado a partir da temperatura de calcinação de 500C, assim como nas técnicas DRX e PAS. Portanto, com os resultados apresentados, foi demonstrada a identificação da formação do titanato de bário nas misturas reacionais calcinadas, com auxílio das potencialidades das três técnicas utilizadas.

Memórias ancestrais, traços contemporâneos e aspectos comunais na arte cerâmica Mbyá-Guarani

A análise acadêmica ora apresentada reflete a pesquisa vivencial que, como investigador do Programa de Pós-Graduação em Artes da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (em sua linha de estudos em Arte, Cultura e Cognição), aferi em aldeias Mbyá-Guarani nas cidades de Niterói e Maricá desde o ano de 2012 a respeito de sua arte em barro. Com aportes etnohistóricos da sua cerâmica ancestral, esta ação foi assim realizada por levantamento de dados tanto pré-históricos quanto históricos focados sobre si. Porém, reconhecendo a escassez de seu fabrico entre aqueles Mbyá e, paradoxalmente, que ainda existam em seu meio mostras de que os artefatos de barro permanecem memorialmente sendo importantes para esse povo, tal exame não se restringiu a conhecer apenas a morfologia desses objetos, mas procurou vislumbrar um tanto de sua simbologia e recuperar essa ocorrência prática por meio de atividades artístico-pedagógicas junto às crianças dali. Portanto, através da pesquisa-ação e do método educativo de Célestin Freinet se buscou apontar oportunidades de revitalização dentro da sociedade Mbyá dessa memória do exercício de construção oleiro e de seu devido valor às suas crianças

Resistência de união entre cimentos resinosos autoadesivos e cerâmicas de zircônia policristalina

O objetivo deste estudo foi avaliar a resistência de união a microtração de cimentos resinosos autoadesivos a cerâmicas de zircônia policristalina. Dezoito blocos cerâmicos de zircônia 3Y-TZP (9 LAVA e 9 LAVA Plus) foram jateados com partículas de 50 m de Al2O3por 20 s com pressão de 28 psi a uma distância de 10 mm. Os blocos cerâmicos foram duplicados em resina composta (Point 4, Kerr) por moldagem com silicone. Os blocos de resina composta foram cimentados à superfície jateada da zircônia usando três diferentes cimentos resinosos autoadesivos: (1) RelyX Unicem 2 (3M ESPE); (2) SmartCem 2 (Dentsply); (3) Speedcem (Ivoclar Vivadent). Após 24 h imersos em água destilada a 37oC, os blocos cimentados foram cortados em palitos para testes de microtração,com área da interface adesiva de 1 mm2 0,2 mm, e tensionados até a fratura. Os resultados foram analisados pelo teste de análise de variância de dois fatores e pelo teste de comparações múltiplas LSD (α=0.05). As amostras fraturadas foram analisadas com microscopia eletrônica de varredura (MEV) e o modo de falha foi registrado. A topografia das superfícies cerâmicas antes e após o jateamento foi comparada por microscopia de força atômica (AFM). A resistência de união do cimento Speedcem à zircônia foi estatisticamente superior àquela reportada pelos cimentos RelyX Unicem 2 e SmartCem 2, independentemente da cerâmica usada (p<0,05). O fator cerâmica não teve influência estatística na resistência de união. A interação entre os dois fatores se mostrou significativa (p<0,05). O modo de fratura associado ao SmartCem 2 foi quase exclusivamente adesiva, enquanto oRelyX Unicem 2e o Speedcem exibiram um maior percentual de falhas mistas. Não foram observadas falhas coesivas. O AFM não revelou diferença no padrão de topografia de superfície entre as duas cerâmicas antes ou após o jateamento. Concluiu-se que o cimento Speedcem foi superior na adesão a cerâmicas de zircônia policristalina.

Laser micromachining of chromium-rich die steels under controlled atmospheres

Diode-pumped, solid-state (DPSS) lasers with multiwavelength capability have become an industrial reality in recent years. Multiwavelength capability allows DPSS lasers to perform operations such as micromachining in a variety of engineering materials such as ceramics, metals and polymers. A series of experiments was performed to investigate how shielding gas environments and gas pressure affect the ability to cut and machine chromium-rich die steels. Results from this study reveal that traditional plasma-controlling gases have a detrimental e�ffect on the surface morphology of micromachined components.

Comportamento mecânico de cerâmica produzida a partir de reciclagem de para-brisa de automóvel

É crescente o interesse nos materiais cerâmicos, devido as suas características como baixa massa específica e maior resistência a ambientes agressivos do que a maioria das ligas metálicas. Este trabalho tem o objetivo de produzir a partir de material descartado, cerâmicas em diferentes temperaturas de sinterização e avaliar a sua tensão de ruptura em ensaio de flexão de três pontos e a confiança desta medida. Devido ao custo de produzir pó de vidro, tanto pelo alto gasto de energia para fundir a matéria-prima como pelo consumo de minerais industriais, foi proposto utilizar vidro de para-brisa obsoleto reduzindo despesas operacionais e definindo um destino econômico e ambiental viável para estes rejeitos. A metodologia consistiu-se na obtenção do pó de vidro com características adequadas para ser conformado e sinterizado. Foram usadas duas composições e quatro tratamentos térmicos para obter oito materiais. Uma composição com apenas o pó oriundo da moagem de para-brisa e outra com este pó mais 4% de óxido de nióbio. A resistência à flexão dos produtos obtidos foi avaliada. Utilizou-se a estatística de Weibull para caracterizar estes resultados. Os resultados obtidos indicam que o material de composição pó de vidro e temperatura final de sinterização de 650C obteve a maior resistência mecânica entre os materiais sintetizados. A adição do óxido de nióbio provoca um decréscimo na resistência mecânica se comparada com o material sem a adição deste óxido. Entretanto, comparando as duas composições na mesma temperatura final de sinterização, a adição de óxido de nióbio provocou um aumento no módulo de Weibull, excetuando-se dois de oito materiais obtidos. As diferentes composições e temperaturas de sinterização afetaram as propriedades mecânicas dos materiais obtidos.

Medida de porosidade em SiC através de processamento digital de imagens.

Esforços constantes de pesquisa têm sido conduzidos na seleção de materiais, combinando propriedades de interesse (mecânicas, químicas, elétricas ou térmicas), versatilidade de uso, tempo de vida útil elevado e baixo custo de produção. A busca por materiais de elevado desempenho mecânico despertou grande interesse na pesquisa e desenvolvimento dos cerâmicos avançados com aplicações estruturais e funcionais, como o carbeto de silício. Entretanto, a porosidade ainda é vista como fator limitador do alto desempenho destes materiais visto que, acima de determinada porcentagem, reduz largamente sua resistência mecânica. Seu controle atualmente é realizado através de técnicas de alto custo, com a utilização de tomógrafos. Este trabalho buscou validar uma nova técnica, onde a porosidade foi avaliada através de processamento digital de imagens de microscopia ótica do material previamente lixado e polido em diversas profundidades, com controle dos parâmetros de lixamento e polimento. Esta nova metodologia mostrou-se apropriada e menos dispendiosa para a quantificação da porosidade do carbeto de silício, tendo sido validada para o estudo deste material.

Influence of particle properties on the erosive wear of sintered boron carbide

Sintered boron carbide is very hard, and can be an attractive material for wear-resistant components in critical applications. Previous studies of the erosion of less hard ceramics have shown that their wear resistance depends on the nature of the abrasive particles. Erosion tests were performed on a sintered boron carbide ceramic with silica, alumina and silicon carbide erodents. The different erodents caused different mechanisms of erosion, either by lateral cracking or small-scale chipping; the relative values of the hardness of the erodent and the target governed the operative mechanism. The small-scale chipping mechanism led to erosion rates typically an order of magnitude lower than the lateral fracture mechanism. The velocity exponents for erosion in the systems tested were similar to those seen in other work, except that measured with the 125 to 150 μm silica erodent. With this erodent the exponent was initially high, then decreased sharply with increasing velocity and became negative. It was proposed that this was due to deformation and fragmentation of the erodent particles. In the erosion testing of ceramics, the operative erosion mechanism is important. Care must be taken to ensure that the same mechanism is observed in laboratory testing as that which would be seen under service conditions, where the most common erodent is silica.

Distribution of critical current density in large YBa2Cu3O7-δ grains fabricated using seeded peritectic solidification

High quality large grain high Tc superconducting ceramics offer enormous potential as 'permanent' magnets and in magnetic screening applications at 77K. This requires sample dimensions -cm with uniform high critical current densities of the order 105 A/cm2 in applied magnetic fields of IT. We report a study of the magnetic characterisation of a typical large YBa2Cu3O7-δ grain, prepared by seeded peritectic solidification, and correlate the magnetically determined critical current density, Jc, with microstuctural features from different regions of the bulk sample. From this data we extract the temperature, field and positional dependence of the critical current density of the samples and the irreversibility line. We find that whilst the bulk sample exhibits a good Jc of order 104 A/cm2 (77K, 1T), the local Jc is strongly correlated with the sample microstructure towards the edge of the sample and more severely at the centre of the sample by the presence of SmBa2Cu3O7-δ seed crystal. © 1997 IEEE.

Fabrication and mechanical property of carbon nanotube/metal composites

Carbon nanotubes (CNTs) are known to exhibit extraordinary mechanical properties such as high tensile strength, the highest Young modulus etc. These, combining with their large aspect ratio, make CNTs an excellent additive candidate to complement or substitute traditional carbon black or glass fiber fillers for the development of nano-reinforced composites. CNTs have thus far been used as additives in polymers, ceramics and metals to be pursued on practical applications of their composites. © 2010 IEEE.

Innovative fabrication of PZT pillar arrays by a colloidal approach

An innovative approach for fabricating pillar arrays for ultrasonic transducer applications is disclosed. It involves the preparation of concentrated piezoelectric lead zirconate titanate (PZT) suspensions in aqueous solutions of epoxy resin and its polymerization upon adding a polyamine based hardener. Zeta potential and rheological measurements revealed that 1wt.% dispersant, 20wt.% of epoxy resin and a hardener/epoxy resin ratio of 0.275mLg -1, were the optimized contents to obtain strong PZT samples with high green strength (35.21±0.39MPa). Excellent ellipsoidal and semi-circle shaped pillar arrays presenting lateral dimensions lower than 10μm and 100μm height were successfully achieved. The organics burning off was conducted at 500°C for 2h at a heating rate of 1°Cmin -1. Sintering was then carried out in the same heating cycle at 1200°C for 1h. The microstructures of the green and sintered ceramics were homogeneous and no large defects could be detected. © 2011 Elsevier Ltd.

Micromachining of glassy carbon toolsets for micro embossing applications

Laser micro machining is fast gaining popularity as a method of fabricating micro scale structures. Lasers have been utilised for micro structuring of metals, ceramics and glass composites and with advances in material science, new materials are being developed for micro/nano products used in medical, optical, and chemical industries. Due to its favourable strength to weight ratio and extreme resistance to chemical attack, glassy carbon is a new material that offers many unique properties for micro devices. The laser machining of SIGRADUR® G grade glassy carbon was characterised using a 1065 nm wavelength Ytterbium doped pulsed fiber laser. The laser system has a selection of 25 preset waveforms with optimised peak powers for different pulsing frequencies. The optics provide spot diameter of 40 μm at the focus. The effect of fluence, transverse overlap and pulsing frequency (as waveform) on glassy carbon was investigated. Depth of removal and surface roughness were measured as machining quality indicators. The damage threshold fluence was determined to be 0.29 J/cm2 using a pulsing frequency of 250 kHz and a pulse width of 18 ns (waveform 3). Ablation rates of 17 < V < 300 μm3/pulse were observed within a fluence range of 0.98 < F < 2.98 J/cm2. For the same fluence variation, 0.6 μm to 6.8 μm deep trenches were machined. Trench widths varied from 29 μm at lower fluence to 47 μm at the higher fluence. Square pockets, 1 mm wide, were machined to understand the surface machining or milling. The depth of removal using both waveform 3 and 5 showed positive correlation with fluence, with waveform 5 causing more removal than waveform 3 for the same fluence. Machined depths varied from less than 1 μm to nearly 40 μm. For transverse overlap variation using waveform 3, the best surface finish with Rz = 1.1 μm was obtained for fluence 0.792 J/cm2 for transverse overlap of 1 μm, 6 μm, and 9 μm at machined depths of 22.9 μm, 6.6 μm, and 4.6 μm respectively. For fluence of 1.426 J/cm2, the best surface finish with Rz = 1.2 μm was obtained for transverse overlap of 6 μm, and 9 μm at machined depths of 12.46 μm, and 8.6 μm respectively. The experimental data was compiled as machining charts and utilised for fabricating a micro-embossing glassy carbon master toolsets as a capability demonstration.