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Abstract The utilization of waste or by-products in geopolymers is an effective strategy that contributes to the development of more sustainable ceramics. The present study aimed to evaluate the physico-mechanical properties of compositions prepared by partially replacing aluminosilicate precursors (metakaolin or calcined diatomite) with solid wastes (granite, roof tile chamotte, or glass powder) at contents of 10, 20, and 40 wt%. Geopolymers were synthesized by blending the solid raw materials (precursor+wastes) with an alkaline activating solution comprising NaOH and colloidal silica suspension. The samples were cured at 40 °C for 24 h, and the following analyses were conducted: elastic modulus, compressive strength, porosity, density, X-ray diffraction, and Fourier-transform infrared spectroscopy measurements. The results demonstrated that the formulation containing 10 wt% of chamotte exhibited the best performance, showing a remarkable mechanical strength of 31.7 MPa after one day of curing. Therefore, by incorporating waste materials into geopolymers, not only can the environmental impact be minimized, but it also presents an opportunity to utilize resources that would otherwise go to waste.

Abstract The composition-processing-structure-properties relationship of Na2O-Al2O3-SiO2-based geopolymers containing calcium sources is critical for the design of enhanced ceramic binders. This work evaluated the addition of 1-6 wt% of calcium hydroxide (CH) to a metakaolin-based geopolymer (prepared with NaOH 12 M and colloidal silica suspension) and how it affected the performance of the prepared samples after thermal treatments up to 1000 °C. The setting time, mechanical strength, porosity, density, permanent linear change, and phase and bond type evolution of the specimens with temperature were analyzed. The incorporation of 3 or 6 wt% of CH into the designed composition led to a fast hardening of the mixtures (1.7 h), resulting in geopolymers with high green mechanical strength (18.9 to 23.9 MPa). Nepheline and albite generation in the samples containing 6 wt% of CH resulted in a ceramic with improved cold crushing strength (45.2 MPa) and lower linear shrinkage (-10.5%) when compared to the calcium-free composition.

Abstract The possibility of recycling solid wastes in the production of geopolymers and advanced ceramic products has received special attention recently. This work investigated the feasibility of replacing a high amount (70-90 wt%) of metakaolin with roof tile waste (CW) in the production of Na-geopolymer composites. Additionally, the influence of this alternative material, in the phase transformations and properties evolution (elastic modulus, compressive strength, porosity, density, and linear shrinkage) of the prepared compositions after distinct thermal treatments (40-1000 °C) was evaluated. The results showed that the incorporation of CW powder into the geopolymeric compositions enhanced their thermal and mechanical properties up to 1000 °C. The best performance was reached when using 80 wt% of the selected waste, which led to ceramic specimens with high crystallinity (presenting quartz, hematite, and albite phases), compressive strength (39.6 MPa), suitable linear shrinkage (-7.4%), and improved thermal stability (without visual cracks) after firing at 1000 °C.

Abstract Fused alumina is a material used in the manufacturing of abrasive tools, due to its high fusion point, great hardness, and mechanical toughness. In this context, this study addressed the influence of niobium addition on the properties of fused alumina for abrasive applications. A comparison was also made between this oxide and the brown fused alumina and the white fused alumina traditionally applied in this market, using different characterization techniques, such as particle size characterization, scanning electron microscopy, real and bulk density, chemical analysis, fracture resistance, and abrasiveness indexes. Among the main findings of this study, it was possible to observe that the addition of niobium to fused alumina significantly increased the fracture resistance and abrasiveness indexes compared to the brown and white fused alumina.

Abstract Thin film solar cell materials such as 3D metal halide perovskites are cheaper alternatives to silicon. Presently, the conversion efficiency of 3D lead halide perovskites is 25.5% (2021), which represents an increase of more than 550% since their discovery in 2009 (3.8%). Despite this remarkable progress, concerns about the toxicity of lead have sparked the quest for possible substitutes, in particular, 3D tin halide perovskites. This review covers the general properties of tin halide perovskites, synthesis and stability. It also identifies possible gaps and application beyond solar cells.

IMPORTANCE: Every year, thousands of emergency department (ED) visits result in patients being discharged with oral antibiotic prescriptions. Published studies that assess the appropriateness of these antibiotic regimens are limited. PURPOSE: The purpose of this study was to examine the appropriateness of antibiotic prescriptions written for patients discharged from a community hospital’s ED. ENDPOINTS: The primary objective was to determine the overall percent of appropriate antibiotic prescriptions for patients discharged from the ED. Secondary objectives included the following: identify reasons for inappropriateness categorized by antibiotic selection, dose, duration, and allergies; identify the most common antibiotics prescribed inappropriately as well as the most common disease states that led to inappropriate prescribing of antibiotics; and analyze prescribing trends based on provider type and time of day the prescription was written. STUDY DESIGN AND METHODS: Patients eligible for inclusion were adults age 18 and older who presented to the ED during four chosen weeks in 2019 and who were discharged with oral antibiotics. Extracted electronic health record data was reviewed to identify the discharge diagnosis for each patient that met the inclusion criteria. Pertinent information gathered from the patients’ medical records along with a validated antimicrobial assessment tool were utilized to determine the level of appropriateness of the prescribed antibiotic regimens. RESULTS: A total of 76% of the prescribed antibiotics were appropriate, 16% were inappropriate, and the remaining 8% were not assessable. Duration was the most common reason for a regimen to not be optimal. The most frequently inappropriately prescribed antibiotics included cephalexin (but it is noted cephalexin was included in almost half of the antibiotic regimens in this study), clindamycin, and azithromycin. Infections that were most frequently treated inappropriately were skin and soft tissue infections, dental infections, and sinusitis. Overall, medical residents prescribed the highest percent of appropriate regimens, and the time of day that had the highest percent of appropriate prescriptions was third shift (11 p.m. to 7 a.m.). CONCLUSION AND RELEVANCE: Almost half of all the nonoptimal antibiotic regimens had an excessive duration. Targeted local education efforts and future clinical decision support can facilitate appropriate prescribing of discharge antibiotics from the ED, ultimately improving antimicrobial stewardship within the community.

Abstract The present study evaluated the feasibility of the use of grinding dust (GD), a waste generated in the clutch disc finishing process, as a retardant additive in cementitious matrices. For this, the waste was added in contents of 5%, 10% and 15%, relative to the cement weight, and the setting time was determined by the Vicat method. In addition, the influence of this material on rheology (flow table, squeeze-flow and rotational rheometry) and on the physical-mechanical properties of the hardened matrices was analyzed. The results indicated an increase in setting time and a reduction in the fluidity of the mortars as a function of the addition of GD and the best results for the hardened state properties were verified for the cementitious matrices containing a 5% addition. Therefore, it was observed that GD is effective in retarding the setting time, presenting great potential for use in civil construction, without impairing its properties.

ResumoPorcelanas aluminosas contendo diferentes concentrações de Fe2O3 foram sinterizadas em atmosfera oxidante e redutora. A microestrutura e fases formadas foram investigadas com o auxílio de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Espectroscopia de impedância foi utilizada para estudar as propriedades elétricas. Os resultados indicaram que todas as amostras apresentaram mulita e coríndon como fases majoritárias e pequenas frações de quartzo. A adição de Fe2O3 provocou o surgimento de hematita nas amostras sinterizadas em atmosfera oxidante e, ferro metálico nas amostras contendo > 3%p sinterizadas em atmosfera redutora. Os espectros de impedância indicam que as características da fase vítrea e interface entre fase vítrea /fases cristalinas regem o comportamento elétrico global das amostras. Não obstante, diferentes atmosferas de queima provocam efeitos opostos na resistividade elétrica das porcelanas contendo Fe2O3. A presença de hematita foi considerada a responsável pela diminuição da resistividade elétrica nas amostras sinterizadas em atmosfera oxidante, enquanto que o aumento na resistividade elétrica das amostras sinterizadas em atmosfera redutora foi atribuído à elevada quantidade de fase vítrea e porosidade. Estes resultados indicam que atmosfera redutora durante a queima pode favorecer o uso de matérias-primas com maiores concentrações de Fe2O3, desde que todo óxido de ferro tenha se dissolvido na fase liquida durante a queima.

O cromito de lantânio (LaCrO3) é um material cerâmico sintético, que apresenta como principais características boa condutividade elétrica em altas temperaturas (> 800 °C), estabilidade química e física em atmosferas oxidantes e redutoras e, significativa atividade catalítica quando na forma de pós. Estas características o tornam atrativo para diversas aplicações de interesse tecnológico, como catalisadores, resistências para fornos de alta temperatura e geração de energia elétrica, sendo que nesse campo é potencialmente o material mais adequado para utilização como interconector em células a combustível de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC). As características intrínsecas, propriedades e técnicas de processamento do cromito de lantânio são consideradas neste trabalho por meio de uma revisão dos principais estudos relatados ao longo dos últimos 40 anos.

Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar pós de alumina-boretos, por moagem reativa, visando a obtenção de compósitos de misturas de fases de alta dureza. Os experimentos envolveram reações de aluminotermia ativadas por moagem de alta energia, tendo como precursores WO3, TiO2 ou Ti, B2O3 ou B e Al. O alumínio metálico atua como agente redutor para obter misturas de alumina com boretos de titânio e de tungstênio. As reações obtidas foram do tipo auto-propagante, com tempos curtos de moagem até a ignição (2 a 15 min). O tempo de ignição das reações foi monitorado por infravermelho e os produtos das reações foram mantidos sob moagem para obter partículas nanométricas. Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios X e determinação da densidade real e prensados para obter corpos de prova em forma de discos após sinterização a 1700 °C sob alto vácuo. Esses foram caracterizados por densidade aparente, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os pós resultantes da moagem de alta energia mostraram completa transformação dos reagentes, formando pós com composições do sistema Al2O3 - (WB/W2B/WB2/W2B5) - TiB2. Dependendo da reação de síntese, os pós obtidos apresentaram diferentes comportamentos durante a sinterização: pós que densificaram até porosidade aparente próxima de zero e pós que não densificaram, resultando em porosidade aparente em torno de 30%.

The acid-base cements are materials developed by means of reactions between an acid component and another basic one. This type cement belongs to the family of the so called "chemically bonded phosphate ceramics" (CBPCs), new types of inorganic materials that have special physico-chemical properties and that, in contrast to most advanced ceramics, are made by processing the material at ambient temperature. In the present work, cylindrical specimens were molded (30 mm × 50 mm) with magnesium phosphate cement and grinding dust (waste from an automobile industry) which was added to ceramic matrices in varied contents (0% to 40% in mass). The influence of this addition with regard to phase formation and to mechanic resistance (axial compression and traction by diametrical compression) of the compositions (3, 7 and 28 days after the molding) was evaluated using a universal test machine. The samples of magnesium phosphate cement mortars containing grinding dust were then analyzed after being subjected to an accelerated aging test for a period of 1200 hours (50 days), equivalent to one year of natural aging. The results obtained showed a decrease in the compressive strength of the mortar between 28 days and 1 year of age but this loss in performance is not associated with the presence of grinding dust and the CBPCs proved highly satisfactory for the encapsulation of hazardous wastes.

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.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.

O porcelanato se destaca no mercado atual de revestimentos cerâmicos por apresentar excelentes características técnicas e estéticas. No presente trabalho foram selecionadas matérias-primas cerâmicas tradicionais e adotada uma formulação padrão, convencionalmente reportada na literatura, visando a substituição do componente fundente (feldspato) por uma matéria-prima formadora de fase líquida em alta temperatura, e a substituição da fração argilosa por um argilito de menor refratariedade. O objetivo do estudo foi avaliar a utilização destas matérias-primas como alternativas técnicas e de menor custo, uma vez que, em uma massa de porcelanato, a quantidade de fundente é muito grande (representa aproximadamente 50% do total das matérias-primas utilizadas). A nefelina sienito foi à matéria-prima natural substituta ao feldspato escolhida por pertencer à família dos feldspatóides e por possuir características físico-químicas semelhantes, sobretudo, elevada fundência. Para a substituição da fração argilosa foi escolhido um argilito de ocorrência natural, abundante na região de Santa Gertrudes, SP. As substituições ao feldspato e à fração argilosa ocorreram de maneira total e/ou parcial, por meio de combinações entre os fundentes e argilitos. As massas foram processadas a partir da mistura de pós, moagem a úmido, secagem, desaglomeração, compactação e queima. Além das curvas de gresificação, técnicas como dilatometria, medidas de porosidade aparente, ensaio de resistência mecânica à flexão a três pontos, microscopia eletrônica e difração de raios X foram utilizadas para a caracterização dos materiais após queima em diversas temperaturas. Os principais resultados mostraram que, a princípio, é possível a combinação das matérias-primas nefelina e argilito como material alternativo ao feldspato potássico e à argila S. Simão, pois elas proporcionam a gresificação em temperaturas mais baixas. Composições com ambas as matérias-primas apresentaram baixos valores de absorção de água ( 45 MPa), apesar de maior deformação piroplástica a 1150 ºC.The porcelain tile is distinguished in the current market for ceramic tiles, with excellent technical and esthetic characteristics. In the present study traditional ceramic raw materials were selected and a standard formulation conventionally reported in the literature was adopted aiming to replace the melting phase (feldspar) of the composition for a raw material that forms liquid phase at high temperature, and replacement of the clay fraction by a mudstone of lower refractoriness. The aim of this study was to evaluate the use of these materials as alternative techniques and lower cost, since, in a mass of porcelain tile, the amount of flux is very large (representing approximately 50% of total raw materials used). The nepheline syenite was the natural raw material selected to replace the feldspar due to the fact that it belongs to the family of feldspathoids, and has similar physicochemical characteristics, therefore, a high fluxing efficiency. To replace the clay fraction was chosen a mudstone naturally occurring, abundant in the region of Santa Gertrudes, SP. Substitutions to the feldspar and clay fraction were completely and/or partially by means of combinations between the flux and mudstones. The masses were processed from the mixing of powders, wet milling, drying, disagglomeration, compaction and firing. In addition to the vitrification curves, techniques such as dilatometry, measurements of porosity, flexure strength test, electron microscopy and X-ray diffraction were used to characterize the material after firing at various temperatures. The results showed that, in principle, it is possible the combination of raw materials such as nepheline and mudstone to replace potassium feldspar and S. Simão clay, as they provide the vitrification at lower temperatures. Compositions with both materials showed lower values of water absorption ( 45 MPa), despite higher pyroplastic strain at 1150 ºC.

A incorporação de resíduos industriais em matrizes cimentícias, com o objetivo de inertização, é uma alternativa de reutilização que tem sido bastante estudada nos últimos anos. No presente trabalho, estudou-se a lama vermelha, resíduo sólido gerado no processo de beneficiamento da bauxita e que, devido a seu elevado pH, é considerado "perigoso". Apesar do uso deste resíduo ter sido reportada em trabalhos anteriores, algumas patologias podem estar associadas à sua utilização, devido à elevada concentração de íons alcalinos (principalmente o sódio), favorecendo as reações álcalis-sílica (RAS) e às dificuldades de moldagem (reologia) devido à elevada finura deste resíduo. Apesar destes prováveis problemas provenientes do uso indiscriminado da lama vermelha como adição às argamassas e concretos, ainda são poucas as pesquisas que os contemplam, sendo este o foco do presente trabalho. Foram verificadas as propriedades reológicas das argamassas, utilizando um reômetro e a avaliação da RAS, de acordo com as normas ASTM C 1260-07 e NBR 11582. Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios quanto ao comportamento das argamassas frente à RAS, apesar da elevada concentração de álcalis na lama vermelha, com grande influência reológica.The incorporation of industrial wastes in cementitious matrices, with the goal of inertization, is an alternative of reuse that has been extensively studied in recent years. In this paper, the red mud, the main waste generated in aluminum and alumina production by the Bayer process from bauxite ore and considered "hazardous" due to the high pH, was studied. Despite the use of this waste have been reported in previous studies, some pathologies may be associated with its use, due to high concentration of alkali ions (mainly sodium), favoring the alkali-silica reactions (ASR) and the difficulties of molding (rheology) because of high fineness of this waste. Despite these potential problems arising from the indiscriminate use of red mud as an addition to mortars and concrete, there are few studies that contemplate this problem, and is the focus of the present work. The rheological properties of mortars were studied using a rheometer, and the evaluation of ASR was evaluated, according to ASTM C 1260-07 and NBR 11582 standards. The results were very satisfactory as to the mortars behavior concerning the ASR, despite the high alkali concentration in red mud, with great rheological influence.

O processo de fundição mais rápido, econômico e convencional é o de moldagem em areia a verde, onde o ligante principal é uma argila umedecida (bentonita). Entretanto, devido a exigências tecnológicas, são utilizados também ligantes tóxicos como resinas furânicas, fenólicas ou uretânicas. Novas tecnologias vêm sendo desenvolvidas para a recuperação e inertização das areias, porém as resinas disponíveis atualmente têm como limitação "ecológica" sua origem química. Após sua utilização estes moldes são descartados, e assim, os ligantes tóxicos tornam-se um problema ambiental. Desta maneira, a substituição destes ligantes por compostos orgânicos derivados de fontes renováveis como a resina poliuretana derivada do óleo de mamona minimiza os impactos ambientais, conduzindo o processo de fundição rumo à sustentabilidade, necessária devido ao aumento do rigor da legislação ambiental. Devido ao comportamento térmico do poliuretano vegetal, que se decompõem de maneira mais acentuada quando exposto a altas temperaturas quando comparado aos ligantes orgânicos tradicionais a adição de componentes inorgânicos se faz necessária como promotora da ligação entre os grãos de areia e conseqüente coesão dos moldes durante a etapa de fusão. Neste sentido, o uso de diagramas de fases na previsão do surgimento de fase líquida pela adição de componentes inorgânicos à mistura areia/resina em moldes de areia para fundição e seu efeito na resistência mecânica dos moldes em altas temperaturas, funciona como ferramenta teórica no auxílio à determinação das composições dos moldes de acordo com sua solicitação térmica durante a fusão. Testes iniciais de moldagem e resistência mecânica a temperatura ambiente mostraram que a resina poliuretana derivada da mamona apresenta resultados comparáveis aos das resinas comerciais. Também a adição dos componentes inorgânicos e seu efeito quando submetido a tratamentos térmicos foi comprovada por testes de resistência mecânica a compressão e análise de fotomicrografias das composições estudadas, conforme previsto nos respectivos diagramas de fases.The casting process faster, economical and conventional is to green sand molding, where the main ligand is a moist clay (bentonite). However, due to technological requirements, are also used as binders toxic furan resin, phenolic or urethane. New technologies have been developed for the recovery and blanketing the sands, but the resins currently available are limited by its chemical origin. After use these molds are discarded, and thus the toxic binders become an environmental problem. Thus, the replacement of these binders by organic compounds derived from renewable sources such as polyurethane resin derived from castor oil minimizes environmental impacts, leading the casting process towards sustainability, necessary because of the increasing stringency of environmental legislation. Because of the thermal behavior of vegetable polyurethane, which decompose in a more pronounced when exposed to high temperatures compared to traditional organic binders the addition of inorganic components is required as a facilitator of the link between the grains sand and consequent cohesion of the molds during stage of fusion. In this sense, the use of phase diagrams to predict the appearance of liquid phase by the addition of inorganic components to the mix sand / resin in sand molds for casting and its effect on mechanical strength at high temperatures of the mold serves as a theoretical tool in helping to determining the composition of the molds according to its thermal stress during melting. Initial tests of molding and mechanical strength at room temperature showed that the polyurethane resin derived from castor oil produces results comparable to those of commercial resins. Also the addition of inorganic components and its effect when subjected to heat treatment is tested for mechanical compression and analysis of photomicrographs of the compositions, as provided in the respective phase diagrams.

The growing concern with environmental issues in tanneries and the search for a technological solution to their wastes are evaluated in this study. The leather shaving was chemically treated aiming the immobilization of the chromium ion on ordinary Portland cement (OPC) matrix. Cementitious mortars were obtained by adding different proportions of waste treated solutions (5 and 10% compared to the cement mass) and after 28 days, the samples were evaluated in relation to their physical properties, axial compressive strength and, for the most promising compositions, microstructural characterization analyses tests were realized. Results showed that the alternatives used for the pretreatment were effective for the leather shaving dissolution; but the results analysis describes little change in pH values when the treated waste is added in three different media. The best axial compressive strength after 28 days age were obtained by addition of diluted phosphoric acid solution at low concentration, although this addition minimize the Portlandite formation and favor the calcium phosphate formation.

A produção de substratos cerâmicos por laminação, ou conformação viscoplástica, é interessante, pois minimiza problemas inerentes ao processamento como a aglomeração dos pós. Quando a preparação das massas a serem conformadas por esta técnica é realizada a partir de suspensões estáveis, estes problemas quase inexistem, possibilitando a obtenção de produtos íntegros com microestrutura homogênea. Neste trabalho é apresentado o comportamento reológico das suspensões concentradas e das massas de alumina contendo diferentes teores do espessante/plastificante hidroxipropil metilcelulose (HPMC) e também o estudo das variáveis de processo envolvidas na conformação por calandragem. Como resultado deste estudo foi possível obter substratos de alumina calandrados densos, utilizando-se uma suspensão concentrada (60% vol.), estabilizada com 0,02% de Viscocrete 20HE e com adição de 1,5%m. de HPMC.The ceramic substrates production by calendering, or viscous plastic processing, is interesting because inherent problems as a powder agglomeration is minimized. When the ceramic pastes shaping for this technique are produced from stabilized suspensions these problems almost inexist. This work presents the concentrate suspensions and pastes with different hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) thickener content rheological behaviors. The variables involved in calendering shaping were studied, too. The production of dense alumina substrates shaped by calendaring from concentrate suspensions (60 vol.%), stabilized with 0.02 wt.% Viscocrete 20HE and 1.5 wt.% HPMC is possible.

A superfície de porcelanatos polidos foi investigada através da Microscopia de Força Atômica (AFM). Ênfase foi dada à investigação dos parâmetros de rugosidade e brilho que estão relacionados com a evolução do processo de polimento da superfície do porcelanato. A rugosidade da superfície é uma característica que interfere em diversas propriedades de interesse do produto, às vezes negativamente, sendo interessante a aplicação de resinas poliméricas que tendem a nivelar as irregularidades superficiais. Neste sentido, devido à possibilidade de obtenção de imagens tridimensionais no AFM, foi possível realizar medidas topográficas para a obtenção dos principais parâmetros que interferem no acabamento superficial do porcelanato, de forma a contribuir para um melhor entendimento do processo de polimento nas características estéticas do produto. Os resultados obtidos revelaram que a diminuição da rugosidade ocorreu mais visivelmente nas etapas de polimento com abrasivos de grãos maiores, passando de 0,650 μm a 0,192 μm entre os estágios de grit 80 e 1000 na área de varredura de 80 x 80 μm², enquanto os abrasivos constituídos de grãos menores interferiram pouco na rugosidade superficial, sendo os principais responsáveis pelo brilho final das peças, cujo valor aumentou de 29,3 a 42,2 UB (unidades de brilho) entre os estágios de grit 800 e 1500. O recobrimento da superfície com a resina polimérica reduziu significativamente o brilho do produto, sem causar alterações bruscas na rugosidade superficial.The surface of polished porcelain stoneware tile surface was investigated through Atomic Force Microscopy (AFM). Emphasis was given to the investigation of the roughness and gloss parameters which are related with the polishing process evolution of the porcelain stoneware tile surface. The surface roughness is a characteris-tic that intervenes in different interest properties of the product, sometimes negative, being interesting the application of the polymeric resins that tends to level the surface irregularities. In this way, due to possibility of three-dimensional images attainment in AFM, topographical measures was made for the attainment to the main parameters that intervenes in finishing of porcelain stoneware tile surface, on form to contribute for a better agreement of the polishing process in the aesthetic product characteristics. The results achieved disclose that the roughness reduction occurred more visibly in the polishing stages with larger grains, going from 0.650 µm to 0.192 µm between the stages of grit 80 and 1000 in the scanning area of 80 x 80 µm², while the abrasives consisted of smaller grains intervene poorly in superficial roughness, being the main responsible for the samples final gloss, whose value increase from 29.3 to 42.2 GU (gloss units) between the stages of grit 800 and 1500. The surface covering with the polymeric resin reduced significantly the product gloss, without it causes brusque alterations in superficial roughness.

O porcelanato tem se destacado no mercado atual de revestimentos cerâmicos, pois apresenta excelentes características técnicas e estéticas. Neste trabalho foram selecionadas matérias-primas cerâmicas tradicionais e adotada uma formulação padrão convencionalmente reportada na literatura, visando à substituição da fase fundente (feldspato) da composição por dois tipos de matérias-primas formadoras de fase líquida em alta temperatura. O objetivo foi avaliar essas matérias-primas como alternativas técnicas e de menor custo, uma vez que, em uma massa de porcelanato, a quantidade de fundente é muito grande, e representa aproximadamente 50% do total das matérias-primas utilizadas. A nefelina sienito foi a matéria-prima natural substituta escolhida por pertencer à família dos feldspatóides e que possui características físico-químicas semelhantes ao feldspato, portanto, uma elevada fundência. O segundo fundente foi um material sintético, denominado fluxo, com características físico-químicas bem diferentes e uma fundência ainda maior. A substituição ao feldspato ocorreu de maneira total e/ou parcial, por meio de combinações entre os fundentes alternativos. As massas foram processadas a partir da mistura de pós, moagem a úmido, secagem, desaglomeração, compactação e queima. Além das curvas de gresificação, técnicas como sedimentometria, dilatometria, medidas de porosidade aparente, ensaio de resistência mecânica à flexão a três pontos, microscopia eletrônica e difratometria de raios X foram utilizadas para a caracterização dos materiais após queima em diversas temperaturas. Os principais resultados mostraram que, a princípio, é possível a combinação das matérias-primas nefelina e fluxo como material alternativo ao feldspato, pois elas proporcionam a gresificação em temperaturas mais baixas. Composições com ambos fundentes apresentaram baixos valores de absorção de água (< 0,1%) e elevada resistência mecânica (45 MPa) quando comparadas a padrão, apesar de maior deformação piroplástica. A presença da nefelina não altera qualitativamente a formação de fases e o fluxo gera novas fases cristalinas.The porcelainized stoneware has been outstanding in the current market of ceramic tiles because it offers excellent technical and esthetic features. In this research, traditional ceramic raw materials were selected and a standard formulation reported in the literature was adopted, aiming to replace the vitreous phase former (feldspar) from the composition by two fluxing agents at high temperature. The objective was to evaluate these materials as a technical alternative at lower cost since, in the porcelain, the amount of flux former is very large, and represents approximately 50% of all raw materials used. The nepheline syenite was the natural raw material selected to replace the feldspar due to the fact that it belongs to the family of feldspathoids, and has similar physicochemical characteristics, and therefore a high fluxing efficiency. The second vitreous phase former was a synthetic material, named flux agent, with physical and chemical characteristics very different from those of the feldspar and even greater fluxing efficiency. The replacement of feldspar occurred in a complete and/or in part, through combinations of the alternative fluxes. The masses were processed from mixing of powders, wet milling, drying, desagglomeration, compaction and firing. In addition to the curves of vitrification, techniques, as sedimentometry, dilatometry, apparent porosity measurements, flexure strength test, electron microscopy and X-ray diffraction were used to characterize the material sintered at different temperatures. The most important results show that it is possible to combine nepheline and synthetic flux as an alternative material other than feldspar, because they promote vitrification at lower temperatures. Compositions with both fluxes showed low values of water absorption (< 0.1%) and high mechanical strength (45 MPa) when compared to the standard, despite of the higher pyroplastic deformation. The presence of nepheline does not change qualitatively the formation of phases and the synthetic flux generates new crystalline phases.

As ferritas do tipo BaM são cerâmicas ferrimagnéticas, usualmente aplicadas em sistemas de gravação magnética e como magnetos duros. Possuem alta estabilidade química, resistência a corrosão e baixo custo de produção. Diante da sua crescente importância, foi estudado o efeito da contribuição do excesso de bário no processamento e formação da fase ferrita BaM por duas distintas rotas: processamento por mistura de óxidos e a síntese por reação de combustão (método SHS) com o uso de carbonato e nitrato de bário. Duas relações de concentração entre bário e ferro foram utilizadas, uma estequiométrica (n = Fe2O3/BaO = 6) e uma outra não estequiométrica (n = Fe2O3/BaO = 5,45). Os pós processados com excesso de bário resultaram na presença da fase intermediária de formação BaFe2O4, a qual permanece após altas temperaturas de calcinação e mesmo após a sinterização de compactos obtidos a partir dos pós calcinados. As conclusões foram baseadas em difratogramas de raios X das ferritas BaM em pó após calcinação e nas amostras conformadas e sinterizadas, além de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de medidas magnéticas indicam a diminuição da coercividade, da indução magnética remanente e dos valores de BH Máx dos pós obtidos com a contribuição do excesso de bário, provavelmente devido à presença da fase intermediária não magnética. Este efeito negativo foi mais efetivo nos pós processados pelo método SHS, chegando a uma redução de 28,8% no valor de coercividade e 35,1% no valor de BH Máx. Os pós de ferritas BaM obtidos pelo método cerâmico tradicional apresentaram maiores valores de coercividade (4,28 kOe) e BH Máx (0,87 MOe*emu/g) e a influência do excesso de bário na formulação foi menos prejudicial sobre suas propriedades magnéticas.BaM ferrite is a ferrimagnetic ceramic usually applied in high density recording media and as permanent magnet. This magnetic material shows high chemical stability, corrosion resistance and low production cost. This work shows the effects of barium excess on the BaM ferrite processing and on their magnetic properties. The use of barium excess had been used in some of ferrite industries to avoid the hematite and magnetite phase on the final products. In this work, barium ferrites were produced by traditional ceramic route and by combustion reaction (SHS) using barium nitrate and also barium carbonate. Two relations between barium and iron were used in all BaM ferrite processing, one stoichiometric (n = Fe2O3/BaO = 6) and another non-stoichiometric (n = Fe2O3/BaO = 5.45). All powders were submitted to different calcination conditions and analyzed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and magnetic characteristics. The presence of barium excess on the BaM ferrite resulted in the presence of the nonmagnetic BaFe2O4 phase that remains after the calcination and sintering processes. The BaFe2O4 phase is deleterious to the powder magnetic properties such as coercivity, remanence magnetic induction and BH Max. This damage was more significant on the BaM ferrite processed by SHS process, where the coercivity decreased in 28.8% and the BH Máx in 35,1%.The barium ferrite powder produced by traditional ceramic route shows high values of coercivity (4.28 kOe) and BH Max (0.87 MOe*emu/g), and the effect on the magnetic properties of barium excess was not so harmful than it was in the ferrite powders produced by SHS.

O objetivo deste trabalho consistiu em um estudo da influência de dois tipos diferentes de cimento Portland na propriedade fluência em concretos, em equipamento específico, uma propriedade viscoelástica que se origina na pasta endurecida de cimento e presume-se que esteja relacionada principalmente à remoção da água adsorvida. As causas da fluência no concreto são complexas. Normalmente concorda-se que, além dos movimentos da umidade, há outras causas que contribuem para o fenômeno de fluência. A não-linearidade da relação tensão-deformação no concreto, especialmente em níveis de tensão maiores do que 30 a 40 por cento da última tensão, mostra claramente a contribuição das microfissuras da zona de transição à fluência, um fenômeno bem conhecido nas engenharias civil e materiais. A técnica de formação de uma microestrutura controlada vem sendo apontada como uma promissora alternativa para o entendimento do mecanismo de fluência. A avaliação do estudo bibliográfico procurou apontar os principais parâmetros e variáveis envolvidas nesta propriedade, de maneira a incentivar o seu desenvolvimento e pesquisa.This paper reports on a study of the influence of two different types of Portland cement on the creep property of concretes, a viscous elastic property originating in the hardened cement paste and presumably related mainly to the removal of adsorbed water. The causes of creep in concrete are complex. It is a generally accepted fact that, in addition to the movement of moisture, other causes contribute to the creep phenomenon. The nonlinearity of the stress-deformation relation in concrete, especially at levels of stress exceeding 30 to 40 per cent of the ultimate stress, clearly indicates the contribution of transition zone microcracks to creep, a phenomenon well known in civil and materials engineering. The controlled microstructure formation technique has been indicated as a promising alternative for understanding the creep mechanism. This study included a review of the literature to identify the main parameters and variables involved in the creep property, aiming to encourage development and research on this subject.

Este trabalho visou o estudo de cerâmicas sinterizadas por fluxo viscoso com ênfase na formação de fases e desenvolvimento microestrutural. Foram estudadas composições de grês porcelanato, preparadas a partir de mistura de argila plástica, caulim, feldspato, quartzo e talco: i) uma composição baseada em formulação encontrada em literatura, e ii) composições preparadas com a finalidade de se observar o efeito da adição de um formador de fase vítrea obtido em laboratório, em substituição ao feldspato. A formação de uma grande quantidade de fase líquida viscosa, durante o processo de queima do grês porcelanato a elevadas temperaturas, favoreceu a eliminação da maioria dos poros e, como conseqüência, a densificação do corpo. A adição da fase vítrea resultou em amostras com boas propriedades físicas e necessidade de menores temperaturas de queima. Portanto, é possível substituir a matéria-prima de maior custo - o feldspato - por uma fase vítrea inerte, sem comprometimento do processamento, propriedades físicas e estéticas do produto final.This work describes an investigation carried out for ceramics sintered by viscous flow with emphasis on phase formation and microstructural development. In this work, compositions prepared by mixing ball clay, kaolin, feldspar, quartz and talc were studied They consisted of a composition based on the formulation of stoneware tileand reported in the literature and compositions intentionally prepared to observe the effect of the addition of a vitreous phase former, replacing feldspar on the phase formation and final characteristics. The formation of a great amount of liquid viscous phase during the firing process of the stoneware tiles at high temperatures provided the elimination of the majority of the pores and, consequently, the densification of the body. The addition of vitreous phase former resulted in samples with good physical properties fired at relatively low temperatures. In addition, it was possible to replace a costly raw material, i.e., feldspar by an inert vitreous phase former previously obtained, without affecting the processing, physical and visual properties of the final product.

O objetivo deste trabalho foi recuperar um resíduo proveniente de pilhas do tipo zinco-carvão para ser utilizado como aditivo em argamassas e concretos, dando assim, uma solução para as pilhas e ao mesmo tempo ajudando a resolver a questão ambiental incluindo-as na indústria brasileira de reciclagem. Desse modo, foi possível caracterizar e avaliar as possibilidades de utilização desse rejeito. Foram coletadas pilhas para serem caracterizadas através de diferentes análises, assim como, densidade real e área específica (BET). Também se utilizou a técnica de difração de raios X, pH e microscopia eletrônica de varredura em conjunto com espectroscopia dispersiva de energia por raios X.The aim of this work was to recover one waste from zinc battery by use like additive in mortar and concrete materials and this way, promoting both battery and environment solutions. Hence, the morphological, chemical and mineralogical characterizations were made focusing its use in the recycling Brazilian industry. Moreover, the tests performed in a true density and specific surface area (BET), X-ray diffraction, pH and scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (EDS).

Este trabalho apresenta o estudo da síntese por reação de combustão e sinterização de pós nanométricos de ferritas Ni-Zn. O efeito da concentração de Zn2+ no sistema Ni1-xZn xFe2O4 foi investigado. Os pós resultantes da combustão foram caracterizados por DRX, BET, MEV, picnometria de hélio e sedimentação (Horiba). Em seguida foram prensados uniaxialmente e sinterizados com taxa constante de aquecimento (TCA) de 5,0 ºC/min de 600 ºC até a temperatura de 1200 ºC, em um dilatômetro horizontal. Os compactos foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que foi possível obter pós de ferritas Ni-Zn com tamanho de partícula entre 18 - 27 nm usando a síntese por reação de combustão. Durante sinterização dos pós nanométricos observou-se três estágios distintos, os quais foram identificados através da Teoria de Bannister. A adição do Zn2+ não modificou o mecanismo de sinterização nos três estágios. Para os estágios inicial e final o mecanismo predominante foi por fluxo viscoso, atribuído ao rearranjo estrutural das nanopartículas e para o estágio intermediário foi difusão volumétrica.

Pós nanométricos de ferritas Ni-Zn-Sm foram sintetizados por reação de combustão usando a uréia como combustível. O efeito da substituição dos íons de Fe3+ por Sm3+ na microestrutura e parâmetros magnéticos do sistema Ni0,5Zn0,5Fe2-xSm xO4 com x = 0,0; 0,05; 0,075 e 0,1 mol % de Sm3+ foi investigado. Os pós foram compactados uniaxialmente e sinterizados a 1200 °C/2 h com taxa de aquecimento de 5 °C/min. As amostras foram caracterizadas por medidas de densidade aparente, densidade relativa, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e medidas magnéticas B-H. Os resultados evidenciam que a substituição dos íons Fe3+ por Sm3+ aumentou a densidade relativa de 95,4% para 100,0% da densidade teórica, reduziu o tamanho de grão de 2,87 para 0,62 mm e resultou em propriedades magnéticas adequadas para magnetos intermediários, atuando com bons absorvedores de radiação eletromagnética na faixa de microondas.

O objetivo deste trabalho foi recuperar dois resíduos inorgânicos provenientes da industria cerâmica para serem utilizados como aditivos em argamassas. A evolução estrutural e química resultante do tratamento térmico dos resíduos, avaliada através de ensaios específicos das amostras de argamassas aditivadas, revelou que suas propriedades melhoraram através da presença das fases alumina e metacaulinita presentes nos resíduos. A caracterização morfológica e mineralógica em diferentes situações de ensaios revelou que em alguns casos eles poderiam ser tratados através de processos de conformação específicos. A presença dessas fases contribuiu para um bom comportamento físico e químico dos materiais que apresentaram características pozolânicas e cementantes. Ensaios por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, resistência à compressão e condutividade térmica foram correlacionados e mostraram que esses resíduos podem ser utilizados em argamassas melhorando o seu desempenho.

The BiMeVOX materials appear being high attractive for applications at low temperatures when the ionic conductivity is the determining parameter. The occurrence of many types substitution was confirmed for numerous Me ions, but the greatest interest have been focused on the BiCuVOX materials. The objective of this study was to image the potential barriers in BiCuVOX. The sample was sintered for 4 h at 750 °C and the results show that the high density compound can be obtained. Simultaneously, topography and electric force microscopy (EFM) images are viewed side-by-side. EFM experiments were performed and the results show the maps of the electric field distribution on the surface of BiCuVOX. The formation of potential barrier was observed and the width and intensity were measured.Materiais do tipo BiMeVOX são muito atrativos para aplicações em baixas temperaturas quando a condutividade iônica for o parâmetro determinante. A ocorrência de muitos tipos de substituições foi confirmada para numerosos íons Me, dentre os quais, existe um grande interesse no estudo de materiais BiCuVOX. O objetivo deste estudo foi realizar o imageamento das barreiras de potencial em uma amostra de material BiCuVOX. A amostra foi sinterizada 4 h a 750 °C e apresentou alta densidade. Imagens da superfície topográfica e de microscopia de força elétrica (EFM) foram obtidas simultaneamente em um microscópio de varredura por sonda. Os experimentos EFM mostraram um mapa da distribuição do campo elétrico na superfície do material BiCuVOx. A formação da barreira de potencial foi observada e tanto a largura quanto a altura foram medidas.

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.

As linhas de pesquisa do grupo de cerâmicas eletrônicas do DEMa-UFSCar e sua estrutura de apoio são apresentadas juntamente com as teses e dissertações concluídas e os principais resultados obtidos nos últimos anos. Um pequeno resumo dos trabalhos em andamento também é apresentado.The research lines of the group on electronic ceramics of DEMa-UFSCar and research facilities are presented together with theses, dissertations and the main research results that was done in the last years. A short summary of the nature of the work in progress is also presented.