Resumo em Português:

Em perfurações de petróleo sensíveis ao contato com água, torna-se necessária a utilização de fluidos de perfuração base óleo. Nestes casos, utilizam-se argilas organofílicas, que são obtidas a partir de argilas bentoníticas purificadas e tratadas com a adição de tensoativos. A utilização do hidrociclone pode representar uma ferramenta eficiente e de custo acessível para purificar argilas naturais em escala industrial. Este trabalho tem por objetivo estudar a purificação de argilas bentoníticas utilizando-se um hidrociclone, visando o desenvolvimento de argilas organofílicas para uso em fluidos de perfuração base óleo. As caracterizações das amostras das argilas estudadas - Brasgel PA e Chocolate - foram efetuadas por meio das técnicas: análise granulométrica por difração de laser, difração de raios X (DRX) e análise química por fluorescência de raios X. A caracterização das argilas organofílicas obtidas foi efetuada por meio dos seguintes métodos: DRX e por uma modificação do inchamento de Foster. Os resultados mostram que o processo de purificação foi eficiente na redução de impurezas presentes na bentonita e que a argila organofílica purificada tratada com Praepagen WB e Imidazolina Oléica Vegetal apresenta valores de inchamento de Foster em éster, óleo diesel e parafina superiores aos obtidos com argilas organofílicas sem purificação (natural), e evidenciando maior afinidade com o tensoativo Praepagen WB.

Resumo em Inglês:

Oil drilling in sensitive contact with water, becomes required the use of oil base drilling fluids. In these cases, organoclays are used, which are made from clay bentonite purified and treated with surfactants addition. The use of the hydrocyclone can be a effective tool and affordable for purifying clays in industrial scale. This work aims to study the purification of clays bentonite using a hydrocyclone, aiming to develop organoclays for use in oil base drilling fluids. The characterizations of the samples of clays - Brasgel PA and Chocolate - were performed using the techniques: laser diffraction granulometric analysis, X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence chemical analysis. The characterization of organoclays obtained was accomplished through the follwing methods: XRD, TG and Foster swelling test modification. The results show that the purification process was effective in reducing impurities in the bentonite and organoclay treated with purified Praepagen WB and Imidazoline Oleic Vegetable shows Foster swelling values with, ester, diesel and paraffin higher than those obtained with organoclays without purification (natural) and showing greater affinity for the surfactant Praepagen WB.

Resumo em Português:

A tendência por unidades de produção mais sustentáveis vem obrigando a indústria de alumínio a adotar estratégias para reduzir o consumo de energia e minimizar a geração de resíduos. Procedimentos nesta direção têm sido implementados em fornos de cozimento de anodo, onde alguns aprimoramentos têm permitido a redução no consumo de energia. Entretanto, sabe-se que durante a etapa de queima do anodo, elevada quantidade de calor é ainda dissipada para o ambiente, aumentando os custos com energia. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo apresentar alternativas de redução do consumo de combustível do forno de cozimento de anodo considerando, para isto, o transporte de calor das câmaras de combustão desde as paredes refratárias até o bloco de carbono, passando pelo coque fluido. Os resultados aqui obtidos indicam que uma possível mudança da distribuição do tamanho de partículas do coque, bem como, a adição de uma manta isolante no topo do forno pode aperfeiçoar o desempenho do sistema quando o foco é sustentabilidade e otimização do processo.

Resumo em Inglês:

The trend for sustainable production units induced the aluminum industry to adopt strategies of reducing the energy consumption and waste generation. In this sense, several procedures have been carried out in the anode baking furnace, reducing its energy consumption. However, during the carbon block thermal treatment, a great amount of heat is still released to the environment, increasing the energy cost. Therefore, the present work aims to show alternatives of reducing the anode furnace energy consumption considering the heat flow from the combustion chamber, via the flue wall and the fluid coke, till the anode. The results point out that a change in the fluid coke particle size distribution as well as placing an insulating blanket on the top of the furnace can optimize the anode furnace performance when the focus is sustainability and the process optimization.

Resumo em Português:

Nos últimos anos o aquecimento e a condução de reações químicas por energia de microondas tem sido um tema cada vez mais popular na comunidade científica, e assim nos campos da zeólita. Desta forma, o presente trabalho visa estudar o efeito da temperatura na obtenção da zeólita Y sintetizada por microondas. A temperatura de síntese foi variada de 100 ºC a 90 ºC. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e adsorção de nitrogênio. Os resultados comprovaram a forte influência da temperatura em todas as características finais das amostras sintetizadas, sendo a zeólita Y obtida a 90 ºC por microondas. A temperatura de 100 ºC foi a ideal para a obtenção da zeólita com boa cristalinidade.

Resumo em Inglês:

In recent years, heating and driving chemical reactions by microwave energy has been an increasingly popular topic in the scientific community, and so in the field of zeolite. Thus, this paper aims to study the effect of temperature on the achievement of zeolite Y synthesized by microwave. The synthesis temperature was varied from 100 ºC to 90 ºC. The samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and nitrogen adsorption. The results show the strong influence of temperature on all the final characteristics of the samples. As the Y zeolite obtained at 90 ºC by microwave, but 100 ºC was optimal temperature for obtaining the zeolite with good crystallinity.

Resumo em Português:

Fosfatos de cálcio são compostos cerâmicos atualmente utilizados para o desenvolvimento de biomaterais que atuam como substitutos ósseos nas áreas da ortopedia e odontologia clínica. Este trabalho teve como objetivo explorar rotas químicas para a conversão de casca de ovo de galinha, uma fonte rica em CaCO3, em fosfatos de cálcio inorgânicos, como o beta tricálcio fosfato (β-Ca3(PO4)2) e hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2) para a utilização como substitutos ósseos. Uma análise termodinâmica preliminar permitiu estabelecer quais os ácidos apresentam viabilidade reacional para o ataque químico à casca do ovo. Os sais inorgânicos produzidos, a partir do ataque ácido, utilizando HCl, HNO3 e H3PO4, foram convertidos em derivados de fosfato de cálcio, através de uma segunda etapa reacional. Os materiais obtidos foram aquecidos em forno elétrico por 2 h a 900 ºC. A análise por difração de raios X mostrou misturas de diferentes fases de fosfatos de cálcio e também a obtenção deβ-Ca3(PO4)2 como fase única, de acordo com a rota e procedimentos de síntese adotados.

Resumo em Inglês:

Calcium phosphates are ceramic compounds employed nowadays in development of biomaterials used as bone substitutes in clinical orthopedic and odontologic areas. The aim of this work was explore chemical routes able to convert chicken eggshell, a rich material in CaCO3, in inorganic calcium phosphates, as beta tricalcium phosphate (β-Ca3(PO4)2) and hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2), materials used as bone substitutes. A preliminary thermodynamic analysis has shown which acids were viable to chemical attack in chicken eggshell. Inorganic salts produced from chemical acid attack, using HCl, HNO3 and H3PO4, were converted in calcium phosphates in a second reaction step. Materials produced were heated in electrical furnace over 2 h at 900 ºC. X-ray diffraction analyses have shown the presence of a mixture of different calcium phosphates phases and the formation of β-Ca3(PO4)2 single phase from different chemical routes and synthesis procedures that have been adopted.

Resumo em Português:

Materiais zeolíticos foram sintetizados utilizando como fonte principal de silício e alumínio um rejeito industrial gerado durante o beneficiamento do caulim para cobertura de papel; o material de partida e as fases formadas como produtos de reação foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de refletância difusa no infravermelho com transformada de Fourier. O processo de síntese ocorreu em condições hidrotermais através de autoclavagem estática e os efeitos tempo-temperatura, assim como também as relações Si/Al e Na/Al foram considerados. Os resultados mostram que na metodologia desenvolvida com o rejeito de caulim, inicialmente calcinado a 700 ºC por 2 h, submetido em seguida à reação em meio alcalino a 90 ºC por 48 h na presença de uma fonte adicional de sílica foi obtida zeólita do tipo faujasita com boa cristalinidade como fase predominante no produto de síntese.

Resumo em Inglês:

Zeolitic materials were synthesized using as main source of silicon and aluminum an industrial waste generated during the processing of kaolin for paper coating, the starting material and formed phases as reaction products were characterized by XRD, SEM and DRIFT. The synthesis process occurred in hydrothermal conditions and the effects, time-temperature, as well as the relations Si/Al and Na/Al were considered. The results show that in the methodology developed from kaolin waste, initially calcined at 700 ºC for 2 h, subjected then reaction in alkaline medium at 90 ºC for 48 h in presence of additional silica was obtained faujasite-type zeolite with good crystallinity as phase predominant in the synthesis product.

Resumo em Português:

Foi realizada uma revisão dos principais aspectos encontrados na literatura especializada sobre corrosão de refratários, avaliando-se a viabilidade de determinados ensaios e relacionando-os com os resultados experimentais. Na primeira parte deste trabalho foram abordadas as principais propriedades da microestrutura dos refratários, como a qualidade dos agregados e da matriz, incluindo-se a fase ligante (como resinas ou piche), presença de carbono, porosidade e aditivos antioxidantes. Nesta segunda parte os demais aspectos ligados à corrosão, como as propriedades físico-químicas dos refratários, as características das escórias e das condições operacionais são discutidas, sempre, relacionando-se a teoria com dados da prática industrial. Especificamente, analisaram-se os refratários de linha de escória de panela de aço.

Resumo em Inglês:

In this study, the main aspects found in the literature about refractories corrosion were reviewed, evaluating the feasibility of certain tests and relating them with experimental results. In the first part of this work, the main properties of the microstructure of the refractories were discussed, such as aggregates and the matrix, including the binder phase (resins or pitch), presence of carbon, porosity, additives and anti-oxidants. In this second part, the remaining aspects of corrosion, such as physical and chemical properties of refractories, slag characteristics and operating conditions are discussed, linking the theory with data from industrial practice. Specifically, it was analyzed the refractory from slag-line of steel ladle.

Resumo em Português:

No nordeste do Pará o transporte da polpa de bauxita é através de mineroduto, sendo a viscosidade um parâmetro de controle fundamental para o bombeamento do minério. Este estudo ilustra a influência do pH na reologia da polpa por meio da determinação do ponto de carga zero (pHpcz) da bauxita. Foram efetuadas análise granulométrica, microscopia eletrônica de varredura, ensaios potenciométricos testando o cloreto de amônia como eletrólito indiferente e ensaios reológicos em diferentes valores de pH. Os resultados revelaram que o cloreto de amônia pode ser utilizado como eletrólito indiferente para esse tipo de análise e que ocorre a redução da viscosidade em valores de pH distantes do ponto de carga zero.

Resumo em Inglês:

In the northeast of Pará, Brazil, the transport of bauxite pulp is through pipeline, being the viscosity a parameter which can interfere in the pumping. This study illustrates the influence of pH on pulp rheology through of determination of the zero point of charge. Were done particle size analysis, SEM, EDS, potentiometric tests testing ammonia chloride as indifferent electrolyte and rheological tests at different pH values. The results revealed that ammonia chloride can be used as indifferent electrolyte and showed a decrease in viscosity when there is far of the zero point of charge.

Resumo em Português:

Aluminato de lítio (LiAlO2) foi sintetizado por coprecipitação. O material foi calcinado em diferentes temperaturas e caracterizado por difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier, adsorção gasosa, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), possibilitando sua caracterização estrutural, morfológica e textural. Diferentes fases cristalinas foram observadas à medida que a temperatura foi elevada de 550 para 1150 ºC. Texturalmente o material foi classificado como não-poroso e particulado a 550 e 750 ºC, apresentando microporos a 950 ºC. Análises comparativas de imagens de MET e MEV possibilitaram a identificação nanoflocos e microfolhas como as principais morfologias presentes no material.

Resumo em Inglês:

Lithium aluminate (LiAlO2) was synthesized by coprecipitation. The material was calcined at different temperatures and characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, gas adsorption, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), providing a structural, morphological and textural characterization. Different crystalline phases were observed as the temperature was raised from 550 to 1150 ºC. Texturally, the material was classified as non-porous and particulate at 550 and 750 ºC showing micropores at 950 ºC. Comparative analysis of TEM and SEM images allowed the identification of nanoflakes and microsheets as the main morphology present in the material.

Resumo em Português:

Na região da cidade de Teresina, PI, encontra-se uma grande quantidade de jazidas de argilas de queima vermelha usadas na produção de cerâmica estrutural, sendo o principal motivo da instalação de um pólo cerâmico nesta região. Porém muitas destas jazidas não estão sendo exploradas de forma adequada ou simplesmente abandonadas por causa da contaminação com calcário, sendo este o principal contaminante indesejável pelos ceramistas do pólo teresinense. Assim, esta pesquisa tem como objetivo avaliar a potencialidade de aplicação de uma argila com calcário na produção de placas de revestimento cerâmico de queima vermelha. Para isso foram caracterizadas uma massa cerâmica usada na produção de revestimento semiporoso e uma argila contaminada com calcário. As matérias-primas foram queimadas em forno industrial separadamente e em combinação nas proporções de 25%, 50% e 75% em peso da argila adicionada a massa industrial. Foram realizados nos corpos de prova queimados ensaios tecnológicos de retração linear, absorção de água e resistência mecânica. A microestrutura foi avaliada através de análise por difração de raios X. Os resultados mostraram potencialidade da utilização da argila contaminada com calcário em massa de revestimento cerâmico.

Resumo em Inglês:

In the city of Teresina area, capital of Piauí, Brazil, there is a lot of clay deposits red burning used in the production of structural ceramics, being the main reason for installing a ceramic center in the region. But many of these deposits are not being adequately exploited or simply abandoned because of contamination with limestone, which is the main undesirable contaminant for the ceramic producers pole of Teresina. Thus, this research aims to evaluate the capability of applying some clay with limestone in the production of these plates of red ceramic burning. A ceramic body used in the production of coating semiporous and a contaminated clay with limestone were characterized. The raw materials were burned in a separately industrial furnace and in combination on the proportions of 25%, 50% and 75% by weight of clay added with the industrial body. They were performed on specimens burned tests, linear shrinkage, water absorption and mechanical strength. The microstructure was assessed by mineralogical analysis. The results showed the potential use of contaminated clay with limestone mass of ceramic tile.

Resumo em Português:

A estrutura de um biomaterial para regeneração óssea é fator chave para seu sucesso clínico. Não existe um único biomaterial usado para reparo e regeneração óssea capaz de preencher todos os requisitos para um enxerto ósseo ideal. Assim, optou-se por utilizar neste estudo dois biomateriais largamente utilizados na engenharia de tecido ósseo, a policaprolactona (PCL) e cerâmica bifásica (BCP). Neste estudo, compósitos porosos tridimensionais de PCL:BCP (3:1 e 1:1 p:p) foram fabricados utilizando a combinação das técnicas de evaporação do solvente e lavagem de partículas de sal com ou sem a adição de Angiotensina (Ang)-(1-7). Os compósitos de PCL:BCP com alta porosidade e interconectividade obtidos foram analisados usando microtomografia computadorizada (µ-CT). A viabilidade dos compósitos com e sem a adição da Ang-(1-7) foram analisados utilizando osteoblastos de cultura primária nos períodos de 3 e 7 dias utilizando o teste de MTT e secreção de Fosfatase Alcalina. Diferenças significativas de todas as variáveis foram testadas através de análises multivariáveis (p<0,05). Demonstrou-se uma estrutura mais uniformemente distribuída quando a razão PCL/BCP foi aumentada. A conectividade dos poros foi mensurada através do índice de fragmentação (FI) demonstrando estruturas desconexas nas amostras analisadas possuindo valores de FI próximos. Quanto maior a razão PCL/BCP, maior a dimensão fractal (FD). Análises in vitro utilizando o teste do MTT demonstraram que as amostras contendo ou não Ang-(1-7) possuíram efeitos citotóxico médio e moderado, respectivamente. A análise da atividade de fosfatase alcalina não monstrou diferença entre as amostras no período de 3 dias decrescendo sua atividade nas amostras contendo Ang-(1-7) no período de 7 dias. Dessa forma, utilizando a combinação das técnicas de evaporação do solvente e lavagem do sal, obtiveram-se estruturas porosas tridimensionais, desejável para defeitos ósseos tendo capacidade para sistema de transporte de drogas podendo ser avaliada em futuros testes in vivo.

Resumo em Inglês:

Highly porous three-dimensional biodegradable scaffolds was obtained from beta-tricalcium phosphate-hydroxyapatite bioceramic (BCP), PCL, and Angiotensin-(1-7). We used the solvent casting and particulate leaching methods (SC/PL). The processed scaffolds were characterized by X-ray microtomography (µ-CT). Biocompatibility tests in vitro were performed during three and seven days using MTT and Alkaline Phosphatase Activity (APA) assays. Both the MTT activity and APA were evaluated using a one-way ANOVA test. The µ-CT results showed that the increase of the PCL:BCP weight ratio leads to structures with lower pore sizes. The pore interconnectivity of the processed scaffolds was evaluated in terms of the fragmentation index (FI). We observed that the obtained composites present poorly connected structures, with close values of FI. However, as the polymer phase is almost transparent to the X-rays, it was not taken into consideration in the µ-CT tests. The MTT activity assay revealed that scaffolds obtained with and without Angiotensin-(1-7) present mild and moderate cytotoxic effects, respectively. The APA assay showed that the rat osteoblasts, when in contact for three days with the PCL composites, presented an APA similar to that observed for the control cells. Nevertheless, for an incubation time of seven days we observed a remarkable decrease in the alkaline phosphatase activity. In conclusion, using the solvent casting and salt leaching method we obtained 3D porous that are composites of PCL, BC and Ang-(1-7), which have suitable shapes for the bone defects, a high porosity and interconnect pores. Furthermore, the viability in vitro showed that the scaffolds have potential for drug delivery system and could be used in future in vivo tests.

Resumo em Português:

As propriedades físicas de concretos de baixo cimento contendo 22 peso% Al2O3 em espinélio MgO-Al2O3 e 1,7 peso% CaO com adição de poliacrilatos, concrtagem FS20, TPP e ácido cítrico foram estudadas. Os resultados mostram que os concretos contendo FS20 tem maiores valores de fluência e melhores propriedades finais comparando com concretos como Darvan 7S e TPP. Foi também estudado o efeito da adição de microsílica até 4 peso% nas propriedades de concretos de espinélio-alumina. Microsílica é a partícula mais fina no sistema e, devido à distribuição adequada de microsílica entre as outras partículas, a porosidade aberta foi reduzida e a resistência mecânica aumentou. A resistência à penetração de escória aumentou com o aumento da adição de microsílica formando uma camada de densificação logo atrás da face quente dos concretos em uso.

Resumo em Inglês:

Physical properties of low cement castable containing 22 wt.% Al2O3-rich MgO-Al2O3 spinel and 1.7 wt.% CaO with addition of polyacrylates, castament FS20, TPP and citric acid were investigated. Results showed castables including castament FS20 have higher flow values and better final properties comparing with castables including Darvan 7S and TPP. Also in this study we investigated the effect of addition of microsilica up to 4 wt.% on the properties of alumina-spinel castables. Microsilica is the finest particles in the system and due to suitable distribution of microsilica among other particle the open porosity reduced and mechanical strength increased. Slag penetrations resistance increased with increasing microsilica addition by forming a densification layer right behind the hot face of castables in service.

Resumo em Português:

Nanocompósitos poliméricos tem atraído um considerável interesse, o que se deve a estes materiais oferecerem combinações incomuns de propriedades. As argilas esmectíticas são comumente utilizadas como fase dispersa na obtenção dos nanocompósitos, em particular destaque para as argilas bentoníticas. Neste trabalho, foram estudadas três argilas bentoníticas sem modificação e após a modificação ou organofilização com o sal cloreto de estearil dimetil amônio. A capacidade de troca catiônica (CTC) das argilas bentoníticas sem modificação foi realizada. A eficiência da organofilização foi avaliada por fluorescência de raios X e o grau de expansão das argilas organofílicas foram estudados por difração de raios X. A argila 1346 apresentou maior CTC em relação às demais argilas. Além disso, os resultados indicaram a organofilização das argilas com o sal quaternário de amônio, o que foi observado pela presença do sal no espaçamento basal das argilas e pela expansão basal na reflexão d001 das argilas.

Resumo em Inglês:

Polymeric nanocomposites have attracted considerable interest because this material offers unusual combination of properties. The smectite clays are commonly used as the dispersed phase to obtain nanocomposites, in particular, bentonite clays. In this work three bentonite clays without modification and after modification with salt or organophilization stearyl dimethyl ammonium chloride were studied. The cation exchange capacity (CEC) of bentonite clay was carried out without modification. The efficiency of organophilization was evaluated by X-ray fluorescence and the degree of expansion of the organoclay by X-ray diffraction. The 1346 clay shows higher CEC than that of other clays. In addition, the results indicate that organophilization clays with quaternary ammonium salt, which was observed by the presence of salt in the basal spacing of clay and the expansion of the basal reflection d001 clays.

Resumo em Português:

Em Engenharia Tecidual, a fabricação de scaffolds capazes de guiar o crescimento, a organização e a diferenciação de células no processo de formação de novos tecidos apresenta grande relevância. Várias são as técnicas de processamento para a fabricação desta classe de material: réplica de esponjas poliméricas, incorporação de material orgânico ao pó cerâmico, gelcasting, emulsão, entre outras. Na fabricação de scaffolds focados na terapia de tecidos ósseos, os cimentos de fosfato de cálcio (CFC) apresentam grande destaque, pois além de reabsorvíveis, apresentam morfologia e composição química semelhante à fase mineral óssea. Este trabalho tem como objetivo a obtenção de espumas de CFC por meio de duas rotas de processamento, emulsão e gelcasting. As espumas foram caracterizadas quanto suas propriedades físicas e mecânicas e as fases cristalinas formadas após a cura do cimento foram determinadas por difração de raios X. As amostras obtidas por ambos os métodos apresentaram porosidade entre 58-62% e microestrutura constituída de poros aproximadamente esféricos (d50=50-100 µm). A resistência mecânica das amostras variou entre 5,5-1,5 MPa. As fases cristalinas encontradas foram monetita (CaHPO4) e brushita (CaHPO4 2H2O).

Resumo em Inglês:

In Tissue Engineering, the need for scaffolds which are capable of guiding the organization, differentiation and growth of cells leading to the formation of new tissues is highly relevant. For the development of new scaffolds focused on bone tissue therapy, calcium phosphate cements (CPC) have great potential, because besides their resorbability, they present morphology and chemical composition similar to the bone mineral phase. Moreover, there are several processing techniques to produce ceramic scaffolds: polymeric sponge replication, incorporation of organic material into the ceramic powder, gelcasting, emulsion, among others. The aim of this work was to obtain CPCs foams by using two processing routes, emulsion and gelcasting. The foams were characterized by their physical and mechanical properties and the crystalline phases formed after the setting reaction of cement were determined by X-ray diffraction. The samples obtained by both methods presented porosity between 58-62% and the microstructure consists of nearly spherical pores (d50 = 50-100 µm). The mechanical strength of the samples ranged from 5.5 to 1.5 MPa. The crystalline phases found were monetite (CaHPO4) and brushite (CaHPO4 2H2O).

Resumo em Português:

Há tempos empregam-se "whiskers" cerâmicos como reforço de materiais nas mais diversas aplicações, porém os materiais com os quais estes são comumente fabricados (carbeto e nitreto de silício) não permitem a sua utilização no campo dos biomateriais devido sua elevada toxicidade. Assim, torna-se interessante sintetizar "whiskers" biocompatíveis capazes de reforçar biomateriais cerâmicos e poliméricos sem prejudicar a saúde dos pacientes. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo desenvolver e determinar os parâmetros limitantes de uma nova rota de síntese por fusão de sais de "whiskers" de CaSiO3, uma biocerâmica biocompatível, bioativa e reabsorvível. Este método é simples, barato e permite a produção em larga escala. Utilizou-se um fluxo de NaCl/KCl a 900 ºC para sintetizar "whiskers" de wollastonita, que foram caracterizados por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. O método proposto mostrou-se eficiente, entretanto os tempos de patamar empregados não foram suficientes para garantir 100% de rendimento da reação de formação de CaSiO3, ocorrendo a formação de cristobalita.

Resumo em Inglês:

Materials reinforcement by ceramic whiskers has been employed for a long time in a variety of industrial applications. Nevertheless, the materials by which these whiskers are commonly made of (carbide and silicon nitride) do not allow their use in biomaterials field due to their high toxicity. Then, it is of interest to synthesize ceramic whiskers which could reinforce biocompatible ceramic and polymeric biomaterials without harming the patients' health. In this manner, the aim of this work is to propose and analyze the limiting process variables of a new synthetic route to produce whiskers of CaSiO3 (wollastonite): a biocompatible, bioactive and readsorbable biomaterial. It was employed the molten salt synthesis at 900 ºC to grow wollastonite crystals which were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The proposed method was efficient in growing whiskers; however, the dwell time was not sufficient to guarantee a 100% reaction yield, leading to the formation of cristobalite.

Resumo em Português:

Este trabalho tem como objetivo a caracterização química e mineralógica de matérias-primas argilosas utilizadas pelas indústrias cerâmicas do Vale do Rio Caí, RS. Essa região, situada entre Porto Alegre e a Serra Gaúcha, é o maior centro produtor cerâmico para construção civil do estado do Rio Grande do Sul. Apesar da importância da indústria cerâmica para a economia local e do Estado, a grande maioria das argilas disponíveis para consumo nunca foi caracterizada satisfatoriamente e não existem dados técnicos e científicos que possam orientar tanto a correta exploração das jazidas quanto o desenvolvimento de produtos cerâmicos de maior valor agregado. Neste trabalho foram feitas análises por fluorescência e difração de raios X das principais argilas utilizadas pela indústria cerâmica da região. De acordo com o método de análise hierárquica de agrupamentos e tendo como base a composição química das amostras, foram identificados três grupos de matérias-primas: argilas residuais (ou primárias) e dois grupos de argilas transportadas (ou secundárias). A diferenciação das matérias-primas em grupos se manifesta também na composição de fases das amostras, tal como determinada por difração de raios X e análise racional.

Resumo em Inglês:

This work aims to characterize the chemistry and mineralogy of clay raw materials used in the heavy clay industry of the Caí River Valley, in southern Brazil. This region lies between Porto Alegre and Serra Gaúcha and is regarded as the major production center of brick and tiles in the Rio Grande do Sul. Despite the importance of this activity for both the local and state economy, the vast majority of clay raw materials have never been satisfactorily characterized, so there is not adequate data to guide its correct exploitation or to allow the development of ceramic products of higher quality. In this work X-ray fluorescence and diffraction were applied to analyze the clays largely used by the ceramic industry. Three groups of heavy clay were identified based on the hierarchical agglomerative cluster analysis of the samples chemical composition: residual (or primary), and transported (or secondary) clays. This was further verified considering the phase composition of samples, as estimated by X-ray diffraction and rational analysis.

Resumo em Português:

O desenvolvimento de substratos cerâmicos porosos de fina espessura (< 1 mm) apresenta grande interesse tecnológico, podendo ter aplicações em diversas áreas, dentre as quais se destacam as eletrônicas e catalíticas. O processo viscoplástico tem se destacado como método de conformação cerâmica por minimizar a quantidade de líquido adicionado e a aglomeração de partículas durante o processamento, a partir de intenso cisalhamento da massa. Este processo permite a conformação de corpos cerâmicos de modo mais simples e sem aditivos tóxicos como na colagem de fita, método normalmente utilizado. Neste trabalho os substratos foram conformados por rolos a frio com espessura entre 400 e 700 µm, e velocidade dos rolos laminadores de 15 rpm. Estes foram secos antes de ser submetidos a queima a 1600 ºC por 1 h. Como agente porogênico foi estudada a grafite em pó que foi adicionada a massa plástica de alumina em duas concentrações diferentes, 9% e 18% em peso, a qual resultou numa porosidade aparente de 21% e 52% respectivamente.

Resumo em Inglês:

The development of porous ceramic substrates with thickness less than 1 mm presents a great technology interesting for electro-electronic or catalytic applications. Among all the techniques of ceramic conformation, the viscoplastic processing shows great advantages decreasing the amount of liquids and the particles agglomeration from an intensive shearing of the ceramic paste. This process allows the conformation of ceramic samples in a simple way and without toxic additives, the opposite of tape casting, which is the method often applied. The substrates were conformed by cold roll pressing in a thickness between 400 and 700 µm, and with the rotation of rollers of 15 rpm. Theses were dried before the firing at 1600 ºC for 1 h. As a pore-forming agent it was studied the graphite powder which was added to the alumina plastic paste in two different concentrations, 9 and 18 wt%, which results in an apparent porosity of 21 and 52%, respectively.

Resumo em Português:

Manganita de lantânio dopada com estrôncio (LSM) e cromita (LSC) em pó, bem como as correspondentes amostras não dopadas, foram sintetizadas pelo método de combustão, usando dois diferentes combustíveis (ureia e glicina). A ignição da mistura reacional com ureia leva mais tempo e a temperatura máxima é maior do que usando glicina, para as amostras dopadas. Os cálculos teóricos de calor de reação e temperatura de chama adiabática indicam condições favoráveis à combustão. No entanto, a calcinação é uma etapa essencial para uma boa cristalização da fase perovskita. Os padrões de difração de raios X mostraram a formação apenas da fase perovskita para as amostras sintetizadas com uréia. Os tamanhos de cristalitos estão na faixa de 19-25 nm, com valores menores quando a ureia é usada como combustível. Análises de microscopia eletrônica de varredura mostraram a presença de aglomerados, formados por partículas finas de diferentes formas. A análise termogravimétrica revelou que a perda de peso é muito maior para as manganitas, com queima completa dos orgânicos em 850-900 ºC.

Resumo em Inglês:

Lanthanum strontium manganite (LSM) and chromite (LSC) powders, as well as the corresponding non-doped samples, were synthesized by the combustion method, using two different fuels (urea and glycine). The ignition of the reagent mixture with urea takes a longer time and the maximum temperature is higher than using glycine, for doped samples. The theoretical calculations of exothermic heat and adiabatic flame temperatures indicate favorable conditions for combustion to occur. However, calcination is an essential step for a good crystallization of perovskite phase. X-ray diffraction patterns showed formation of only perovskite phase for the samples synthesized with urea. The crystallite sizes are in the range of 19-25 nm, with smaller values when urea was used as fuel. Scanning electron microscopy showed the presence of agglomerates, formed by fine particles of different shapes. Thermogravimetric analysis revealed that the weight loss is much higher for manganites, with complete burn out of organics at 850-900 ºC.

Resumo em Português:

Este trabalho visou o estudo da produção de lã de rocha utilizando escória da produção de ligas de ferro silício manganês. O resíduo em questão possui características químicas que indicam a possibilidade de adição deste resíduo em formulações de lãs minerais. Procedeu-se a fusão da escória em um forno elétrico a arco, em escala de laboratório. A escória foi fundida e vazada na temperatura de 1450 ºC em um recipiente com água, visando um resfriamento brusco e com isso uma aproximação do método de produção das lãs de rocha. Amostras da lã de rocha produzida foram caracterizadas por técnicas de análise química, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análise térmica diferencial sendo que, os resultados obtidos foram comparados aos valores encontrados na literatura. Os resultados encontrados mostram que a reciclagem dos resíduos para a produção de lãs de rocha é promissora, pois o reaproveitamento da escória de ferro silício manganês permite a transformação destes resíduos em subprodutos através da incorporação dos resíduos na produção de lã de rocha, que possui amplo mercado como isolante térmico, acústico e inibidor de propagação de chamas.

Resumo em Inglês:

This study aimed to investigate the production of rock wool using slag from the production of ferrosilicon manganese alloys. The waste in question has chemical characteristics that indicate the possibility of adding this in formulations of mineral wool. There has been melting the slag in an electric arc furnace in laboratory scale. The slag was melted and poured at a temperature of 1450 ºC in a container with water, aiming at a rapid cooling and thus an approximation of the method of production of rock wool. Samples of rock wool produced were characterized by techniques of chemical analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and differential thermal analysis is that the results were compared to those found in the literature. The results show that the recycling of waste for the production of rock wool is promising, for the reuse of slag from ferrosilicon manganese allows the conversion of waste products through the incorporation of waste in the production of rock wool, which has broad market as insulation thermal, acoustic and inhibiting the spread of flames.

Resumo em Português:

Esmaltes celadon foram investigados por meio do espectro de absorção de raios X (XAS) próximo da borda Fe-K usando radiação síncrotron e espectro Mössbauer. Tratamentos térmicos a altas temperaturas sob atmosfera desoxidante (CO) e oxidante até ~ 1300 ºC apresentam diferentes cores dos esmaltes. As análises XAS sugerem que o esmalte celaton desoxidado (Seiji A) e o oxidado (Seiji C) apresentam uma estrutura α-Fe2O3 modificada e uma ideal, respectivamente, mas não a estrutura FeO. Os espectros Mössbauer também sugerem que a cor dos esmaltes celadon depende das bandas híbridas 3d5L and 3d6L próximas do nível de Fermi eletrônico (E F), onde a hibridização é induzida por uma interação de troca eletrônica entre orbitais 3d dos íons Fe e orbitais 2p dos íons de oxigênio próximos no esmalte celadon do estado vítreo.

Resumo em Inglês:

Celadon glazes have been investigated by means of an X-ray absorption spectrum (XAS) near a Fe-K edge by using synchrotron radiation and a Mössbauer spectrum. High-temperature treatments under CO-deoxidizing and oxidizing till about 1300 ºC show the different glaze-color each other. The XAS analyses suggest that the deoxidized celadon glaze (Seiji A) and the oxidized one (Seiji C) have a modified α-Fe2O3 structure and an ideal one, respectively, but not FeO structure. The Mössbauer spectra also suggest that the celadon glaze-color depends on the hybridized 3d5L and 3d6L bands near an electronic Fermi level (E F), where the hybridization is induced by an electronic exchange interaction between 3d orbitals of Fe ions and 2p orbitals of surrounding O ions in the celadon glaze of glass-state.

Resumo em Português:

Neste estudo foi investigado o uso da adição da escória de forno em argamassa colante tipo ACI, em substituição ao cimento de Portland. Os aspectos físicos e químicos (difração de raios X, fluorescência de raios X, microscopia eletrônica de varredura e análise por dispersão de elétrons) de três composições de escória de diferentes partes do Brasil foram estudados, usando a escória de menor reatividade. Os resultados indicaram a potencialidade do seu uso, com resistência de aderência à tração similar às amostras de referência e mais altas do que as recomendações normativas.

Resumo em Inglês:

In this study the use of high oven slag addition in tile adhesives, type AC-I, in place of Portland's cement parts of mass was investigated. The physical and chemical aspects (XRD, XRF, SEM and EDS) of three compositions of different parts from Brazil slag were studied, using the less reactivity slag. The results indicated the potentiality of use, with similar adherence strain stress to reference samples and higher than the standard recommendation.