Aplicação de métodos de ultra-som para avaliação e caracterização da microestrutura de materiais cerâmicos à base de alumina e sua associação com propriedades mecânicas

O objetivo deste trabalho foi investigar a aplicação de métodos de ultra-som para avaliação e caracterização da microestrutura de materiais cerâmicos à base de alumina e sua associação com as propriedades mecânicas destes materiais. Para tanto, foram conformados por prensagem uniaxial corpos cerâmicos contendo 94,3% em peso de Al2O3. Os corpos cerâmicos foram sinterizados em forno de resistência elétrica em temperaturas que variaram entre 1100 e 1600 °C. A resistência mecânica e o KIc foram determinados por ensaios de flexão a quatro pontos. Para medir a resistência ao dano por choque térmico, os corpos cerâmicos foram colocados em um forno pré-aquecido na temperatura de teste e permaneceram nesta temperatura por 40 min, quando, então, foram resfriados bruscamente através da imersão dos corpos cerâmicos em água mantida a 0oC. A microestrutura dos corpos cerâmicos foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e microscopia óptica. Para os ensaios de ultra-som foram utilizados transdutores piezelétricos de 2 e 4 MHz de freqüência nominal. A imagem resultante foi tratada via software e utilizouse um osciloscópio para padronização. Foram utilizados como parâmetros a velocidade da onda ultra-sônica e a sua atenuação. Os resultados indicaram a correlação entre as propriedades acústicas do material com a sua microestrutura e com suas propriedades mecânicas, tais como, resistência mecânica, módulo de elasticidade e dano por choque térmico. Foi possível propor equações relacionando a resistência mecânica com a variação do coeficiente de atenuação e da velocidade de propagação das ondas ultra-sônicas. Sugere-se também a possibilidade de utilização do coeficiente de atenuação para a determinação da confiabilidade do material cerâmico e o seu uso para a estimativa de vida útil do material sob carga constante ou submetido a choque térmico.

Avaliação de propriedades mecânicas e térmicas de compósito à base de polietileno de alta densidade e hidroxiapatita deficiente de cálcio

No presente trabalho, foram processados compósitos de polietileno de alta densidade (PEAD) com hidroxiapatita deficiente de cálcio (HA), com o objetivo de obter materiais com melhores propriedades mecânicas e bioatividade. A adição da HA deficiente de cálcio proporcionou um aumento no módulo de elasticidade (maior rigidez), menor resistência ao impacto e decréscimo do grau de cristalinidade do PEAD, proporcionando uma maior bioatividade ao material. A análise térmica exploratória (sistema não isotérmico) foi realizada por meio da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e foram avaliados os teores de fosfato de cálcio e a velocidade de rotação da rosca no processamento dos materiais. No estudo da cristalização não-isotérmica observou-se uma diminuição da temperatura de cristalização com o aumento da taxa de resfriamento para todos os materiais sintetizados. A energia de ativação (Ea) da cristalização dos materiais foi avaliada por meio dos métodos Kissinger e Ozawa. A amostra com 5% de HA deficiente de cálcio e velocidade de processamento de 200 rpm foi a que apresentou menor valor de energia de ativação, 262 kJ/mol, menor desvio da linearidade e a que mais se assemelhou à matriz de PEAD sem HA. O teor de hidroxiapatita deficiente de cálcio não favorece o processo de cristalização devido à alta energia de ativação determinada pelos métodos descritos. Provavelmente, a velocidade de rotação, favorece a dispersão da carga na matriz de PEAD, dificultando o processo de cristalização. Na aplicação do método de Osawa-Avrami, os coeficientes de correlação indicaram perda na correlação linear. Estas perdas podem estar associadas a uma pequena percentagem de cristalização secundária e/ou à escolha das temperaturas utilizadas para determinar a velocidade de cristalização. Na determinação dos parâmetros pelo método de Mo, as menores percentagens de cristalização apresentaram um grande desvio da linearidade, com coeficiente de correlação bem menor que 1 e com o aumento da percentagem de cristalização, o desvio da linearidade diminui, ficando próximo de 1. Os resultados obtidos mostraram que o modelo de Mo e de Osawa-Avrami não foram capazes de definir o comportamento cinético dos materiais produzidos neste trabalho.

Desenvolvimento de um cerâmico Al2O3/TI(C,N) para uso em maquinação

O principal objetivo deste trabalho é preparar um cermeto do tipo Al2O3/Ti(C,N) com propriedades mecânicas adequadas à sua utilização na maquinação de materiais do tipo DIN ISO 513:K01-K10 e ISO H01-H10. De forma a incrementar a sinterabilidade do cermeto investigou-se o efeito da adição de dopantes metálicos, nomeadamente alumínio metálico (Al) e hidreto de titânio (TiH2) e o efeito da substituição da moagem convencional por moagem de alta energia. As variáveis das etapas principais de processamento, i.e., da moagem, prensagem e sinterização, foram selecionadas com trabalho realizado quer na Universidade de Aveiro quer na empresa Palbit. Foram preparadas três composições do cermeto Al2O3/Ti(C,N) com adições de 5%TiH2, 1%Al e 5%TiH21%Al através da moagem de alta energia. Os parâmetros de moagem, i.e. a velocidade de rotação, o rácio bolas/pó e o tempo de moagem foram otimizados para os seguintes valores: 350 rpm, 10:1 e 5 h, respetivamente. A utilização da moagem de alta energia permitiu uma redução do tamanho de partícula dos pós até aproximadamente 100 nm e a obtenção de uma boa uniformidade da distribuição das fases (Al2O3+Ti(C,N)). A etapa de conformação foi efetuada por prensagem uniaxial seguida de prensagem isostática. A avaliação da reatividade dos cermetos através de dilatometria em atmosfera de vácuo revelou que a densificação é maioritariamente realizada em estado sólido. A adição de apenas 1%Al é a menos efetiva para a densificação. Os cermetos foram sinterizados através de sinterização convencional em forno de vazio a 1650ºC e prensagem a quente (1650ºC com uma pressão uniaxial de 25 MPa). Os valores de densificação obtidos, aproximadamente 80% e 100%, respetivamente, indicam que a aplicação de pressão durante a sinterização é efetiva para atingir densificações elevadas nos compactos, compatíveis com as suas aplicações tecnológicas. As propriedades mecânicas de dureza e de tenacidade avaliadas nos três cermetos apresentaram valores aproximados de 1800-1900 HV50 para a dureza e entre 5.4 e 7.7 MPa.m1/2 para a tenacidade à fratura.

Estudo da influência das características químicas e microestruturais nas propriedades mecânicas de sistemas totalmante cerâmicos

Pós-graduação em Odontologia Restauradora - ICT

Caracterização e utilização do resíduo sólido gerado do acabamento de peças de zamac como matéria-prima para a obtenção de materiais cerâmicos

A crescente preocupação com o meio ambiente, associada com o aumento da população e conseqüentemente da geração de resíduos, induz pesquisas no sentido de viabilizar o aproveitamento de resíduos como matéria-prima para a produção de materiais. O resíduo sólido gerado no processo de acabamento de peças de zamac é, devido às suas características iniciais, uma fonte potencialmente interessante de matéria-prima para a obtenção de produtos cerâmicos. Este trabalho apresenta um estudo de obtenção de materiais cerâmicos utilizando o resíduo sólido gerado no acabamento de peças de zamac como matéria-prima. Para tanto, foi realizada a caracterização do resíduo através de análise química, mineralógica, morfológica, termogravimétrica, granulométrica, determinação do teor de umidade, perda ao fogo, área superficial, bem como a caracterização quanto aos riscos ao meio ambiente. Para comprovar o potencial de utilização do resíduo como matéria-prima para a produção de materiais cerâmicos foram confeccionados corpos-de-prova utilizando somente o resíduo. Estes corpos-de-prova foram caracterizados quanto as suas propriedades físicas e mecânicas Devido ao fato dos corpos-de-prova confeccionados somente com o resíduo apresentarem alta porosidade e conseqüentemente baixa resistência mecânica, foram confeccionados corpos-de-prova com diferentes formulações de vidro adicionado ao resíduo. O vidro utilizado foi caracterizado quanto a sua distribuição granulométrica e composição química. Estes corpos-de-prova foram caracterizados quanto as suas propriedades físicas, mecânicas, mineralógicas, microestruturais. Também foi avaliada a compatibilidade ambiental do processo de queima de corpos-de-prova, através da determinação das emissões gasosas geradas no processo. Os resultados obtidos demonstram que o material cerâmico produzido pode ser utilizado como placas cerâmicas para revestimento.

Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilos

Dutra, R. P. S.; Varela,M. L.; Nascimento, R. M. ; Gomes, U. U. ; Martinelli1, A. E. ; Paskocimas, C. A. Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilosa. Cerâmica [online]. 2009, vol.55, n.333, pp. 100-105. ISSN 0366-6913. doi:Disponivem em: -69132009000100014&script=sci_abstract&tlng=pt>. Acesso em: 04 out. 2010.

Estudos e propriedades mecânicas de um novo tipo de bloco cerâmico híbrido para edificações em alvenarias estruturais

This dissertation presents a hybrid ceramic block the use of which reside in the buildings executed with walls. Initially, we conducted a survey on the requirements and / or norms prevailing in Brazil about structural ceramic blocks, making use of the experiences in other countries. This work seeks new materials and / or products in order to maintain or increase the compressive strength of the ceramic blocks, without neglecting the other properties. Then was collected materials (clay and crushed powder) and an approach on the characterization, through fluorescence, Mineralogy, vitrification curve and characterization of these materials used in the manufacture of the blocks by Ray Diffraction "X" and SEM. Subsequently it was made, numbered and measured dimensions of about 150 bodies of the test piece (hybrid ceramic blocks in small sizes) with varying percentages of 0%, 5%, 10% and 15% substitution of crushed clay powder. After sintering of the bodies of the test piece at temperatures of 900oC, 1000oC 1100oC and with a heating rate of 5oC/minuto and level of 1 hour, the samples were submitted to the tests (compressive strength and water absorption) and calculated their retractions, which were subsequently carried out the analysis of the results according to the criteria and parameters required by Brazilian legislation and standards in force

Análise comparativa entre propriedades mecânicas, termofísicas e geométricas de tijolos produzidos pelos fornos caieira e abóbada

In the State of Rio Grande do Norte potteries are distributed in several counties in the four meso, which are: West Potiguar, Center Potiguar, Agreste Potiguar and East Portiguar. The ceramics, mostly, are responsible for products used in construction as bricks, tiles and white brick and wood used as fuel. This paper had a primary focus in the region of Seridó. The furnaces in this region, used to manufacture bricks are configured Caieira and Valt, in most of them using principles rustic, usually operated in an empirical way, using principles of control rather primitive, predominantly visual control. The focus of this study was to analyze the differences in the thermophysical, mechanical and geometric characteristics of bricks produced by Caieira and vault furnaces, using the NBR 15720 and the evaluation of energy efficiency in both furnaces. Thermophysical characteristics were analyzed through tests to determine the water absorption obtained from the difference between dry mass and wet mass of the sample and analysis of the thermal gradient, the mechanical characteristics from determination of the compressive strength of ceramic brick popularly known as bricks and also analyzed the geometrical characteristics of the bricks in order to verify the homogeneity of manufacturing. The tests showed that the energy difference of the two furnaces is not considered responsible for a significant difference in the properties of the products

Influência de defeitos e diferentes processos de fabricação nas propriedades mecânicas finais de cerâmicas

Os materiais cerâmicos são atualmente cada vez utilizados como opção na engenharia mundial. Por se tratar de materiais com alta resistência mecânica, possuem muitas aplicações em diversas áreas, como por exemplo a de mancais, a automotiva (sensores, isoladores, catalisadores, pistões, válvulas, revestimentos), a de implantes biocompatíveis (dentário, substituição óssea, válvulas cardíacas), a de produtos sujeitos ao desgaste (guias), a de refratários (revestimento de equipamento bélico, componentes de fornos), a eletrônica, e outras. Nos processos de fabricação da cerâmica há uma gama de fatores que contribuem para as características do produto final. Devido a isso, muitos pesquisadores têm trabalhado no estudo da influência de determinados defeitos e técnicas de produção de cerâmicas nas características do produto final. Este trabalho tem como objetivo fazer uma revisão bibliográfica de recentes artigos que analisam a influência de fatores como velocidade de queima, surgimento de trincas, porosidade, fases cristalinas, e tamanho de partículas, nas propriedades mecânicas finais das cerâmicas. Pode-se concluir que é possível aperfeiçoar o processo de fabricação da cerâmica a fim de promover as melhores propriedades mecânicas possíveis, conhecendo-se fatores prejudiciais e métodos adequados para se obter o melhor produto final.

Contribuição ao estudo da retificação abrasiva de materiais cerâmicos

Uma das principais limitações relacionadas ao processo de retificação de cerâmica é a confiabilidade do material devido aos defeitos introduzidos no processamento. A compreensão dos mecanismos envolvidos na remoção de material durante a retificação e a interação com os parâmetros de processo e microestrutura é fundamental para minimizar estes defeitos. A proposta desta revisão é apresentar os modelos de remoção de material e a forma como afetam as propriedades mecânicas da peça final.

Efeito da ciclagem de ph erosiva nas propriedades mecânicas da dentina utilizando diferentes materiais restauradores

Pós-graduação em Odontologia - FOA

Propriedades ferroelétricas, microestruturais e ópticas dos materiais cerâmicos Ba0,5 Sr0,5 (Ti1-ySny) O3

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da água ozonizada e gluconato de clorexidina sobre propriedades mecânicas e microbiológicas de materiais utilizados para confecção de próteses odontológicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo do aproveitamento de resíduos PAE no desenvolvimento de materiais cerâmicos

This work presents a new ceramic material obtained through the incorporation of solid waste from the steel industry and known as dedusting powder PAE - in ceramic formulations based on clay, potassium and sodium feldspars, kaolin and talc. Formulations were prepared with ceramic residue levels of 0% (basic mass - MB), 2%, 4% and 8%, subjected to firing at temperatures of 1000 ° C, 1050ºC, 1100ºC and 1150ºC for periods of 15 min. and 120 min. The physicchemical and mechanical properties of these ceramic formulations were determined based on the firing temperature, residence time in the oven and the percentage of waste. Since the physicochemical and mechanical properties of the sintered materials were evaluated by chemical analysis techniques (fluorescence X-rays - FRX), particle size distribution, specific surface area, apparent density, structural analysis by diffraction of X-rays (DRX) and characterization of surface by scanning electron microscopy (SEM). The magnetic response characteristics and the pattern of magnetic ferrites of the samples were analyzed in the assay conditions, having noticed that the saturation magnetic susceptibility depend on the sintering temperature of the material and it is associated with its crystal structure. From the analysis results, it was concluded that the ceramic material with better physical and mechanical properties is obtained when the 8% from PAE residue is added to standard formulation under the burn time of 15 minutes and temperature of 1150ºC.

Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilos

Dutra, R. P. S.; Varela,M. L.; Nascimento, R. M. ; Gomes, U. U. ; Martinelli1, A. E. ; Paskocimas, C. A. Estudo comparativo da queima rápida com a queima tradicional nas propriedades de materiais cerâmicos de base argilosa. Cerâmica [online]. 2009, vol.55, n.333, pp. 100-105. ISSN 0366-6913. doi:Disponivem em: -69132009000100014&script=sci_abstract&tlng=pt>. Acesso em: 04 out. 2010.