Resumo O objetivo foi estudar formulações contendo aluminossilicatos e alumina visando obter composições com propriedades adequadas para fabricação de componentes cerâmicos dielétricos. Inicialmente os precursores foram submetidos à caracterização química, mineralógica e granulométrica. As formulações foram definidas e os corpos de prova foram prensados (19,6 MPa) em forma de disco e barra retangular. Os espécimes foram secos, tratados termicamente entre 1400 e 1500 °C e as características mineralógica, morfológica, física, dielétricas e mecânicas foram avaliadas. A constante dielétrica relativa (εr) e a tangente de perdas (tanδ) foram avaliadas a 0,1, 1, 10 e 100 kHz à temperatura ambiente. A fase mulita foi majoritária para a faixa de temperatura estudada. Composições contendo maior teor de fundentes apresentaram menor porosidade e melhores propriedades dielétricas e resistência à flexão. Valores de constante dielétrica na frequência de 1 kHz (εr ~3.5 a 4.5) foram próximos ao da mulita, para as composições sinterizadas a 1400 °C.

Abstract The aim was to study formulations containing aluminosilicate and alumina in order to obtain compositions with suitable properties to fabricate dielectric ceramic devices. Initially, the precursors were subjected to chemical, mineralogical and granulometric characterization. The formulations were defined and specimens were pressed (19.6 MPa) in shapes of disc and rectangular bar. Specimens were dried, heat-treated at 1400, 1450 and 1500 °C and the mineralogical, morphological, physical, dielectric and mechanical properties were evaluated. The relative dielectric constant (εr) and loss tangent (tanδ) were evaluated at 0.1, 1, 10 and 100 kHz at room temperature. The mullite was the major phase for the studied temperature range. Compositions with a higher content of fluxes showed lower porosity and better dielectric properties and flexural strength. Values of εr at 1 kHz (~3.5 to 4.5) were close to that of the mullite for the samples fired at 1400 °C.

Resumo As argilas são componentes fundamentais das massas para produção de materiais cerâmicos tradicionais, pois garantem plasticidade na etapa de conformação e resistência mecânica após a queima; também podem ser utilizadas nas formulações de cerâmicas refratárias devido ao desenvolvimento da fase mulita em temperaturas elevadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da composição, tempo de maturação e temperatura de queima em formulações à base de argilas para uso na fabricação de materiais refratários. As argilas foram caracterizadas por análise granulométrica, análise química, refratariedade, difração de raios X, análise térmica diferencial e termogravimétrica. As formulações contendo caulim mais ball clay e caulim mais esmectita foram submetidas à maturação por um período de 1 a 4 semanas. Em seguida, as massas foram conformadas por prensagem uniaxial obtendo-se corpos de prova, que foram submetidos a tratamento térmico em 1200, 1300 e 1400 °C, e, posteriormente, analisados quanto às propriedades: absorção de água, retração linear de queima e resistência à flexão em três pontos. Os resultados obtidos evidenciaram que as formulações em estudo apresentaram após queima fases de quartzo, cristobalita e mulita como fase majoritária. A temperatura de queima foi o parâmetro que apresentou maior influência nas propriedades avaliadas, com maior efeito da temperatura mais alta (1400 °C).

Abstract Clays are key components of mass for traditional ceramic materials production because they ensure plasticity in the shaping step and mechanical resistance after firing. They can also be used in refractory ceramic formulations due to the development of mullite phase at high temperatures. The objective of this study was to evaluate the effect of composition, maturation time, and firing temperature on clay formulations for use in manufacturing refractory materials. The clays were characterized by particle size analysis, chemical analysis, refractoriness, X-ray diffraction, as well as differential thermal and thermogravimetric analyses. Formulations containing kaolin with ball clay and kaolin with smectite were submitted to a maturation period of 1 to 4 weeks. Next, the masses were shaped by uniaxial pressing to obtain test specimens, which were then subjected to heat treatment at 1200, 1300 and 1400 °C, and the following properties were subsequently analyzed: water absorption, linear firing shrinkage, and three-point flexural strength. The results showed that after firing the samples had quartz, cristobalite and mullite phases, with the latter as the major phase. The firing temperature was the parameter that had the greatest influence on the evaluated properties, with the highest temperature (1400 °C) exerting the most influence.

Resumo A geração de resíduos é cada vez maior e o destino adequado desses tornou-se crucial para a preservação do meio ambiente. Portanto, a utilização de alguns resíduos sem massas utilizadas nas indústrias da cerâmica tradicional, além de ser uma solução ambientalmente correta, pode vir a reduzir os custos de processamento. Este trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade da incorporação do resíduo de quartzito em uma massa que é utilizada na fabricação de produtos de cerâmica estrutural. As matérias-primas foram submetidas à caracterização física, química e mineralógica. Foram formuladas massas com 5, 10 e 15% em massa de resíduo de quartzito e, posteriormente, conformadas por prensagem uniaxial, e queimadas a 800, 900 e 1000 ºC. Após queima dos corpos de prova, foram determinadas as propriedades físico-mecânicas: absorção de água, retração linear, porosidade aparente e resistência à flexão. Foi avaliada também a cor e fases mineralógicas formadas. O resíduo e as massas foram analisados quanto às características de toxicidade. Os resultados evidenciaram que, para a massa estudada, poderá ser adicionado até 15% do resíduo de quartzito.

Abstract The waste generation is increasing and the appropriate destination of these became crucial for the preservation of the environment. Therefore, the use of some residues in masses that are used in industries of traditional ceramics, in addition to be an environmentally friendly solution, can reduce processing costs. This work aims to study the feasibility of incorporating quartzite residue in a mass that is used in the manufacture of structural ceramic products. The raw materials were subjected to physical, chemical and mineralogical characterization. The masses were formulated with 5, 10 and 15 wt% of quartzite residue and subsequently molded by uniaxial pressing, and sintered at 800, 900 and 1000 ºC. After sintering, the samples were subjected to the physico-mechanical properties: water absorption, apparent porosity, linear shrinkage and bending strength. The color and mineralogical phases formed were also evaluated. The toxicity characteristics of residue and masses were analyzed. The results showed that, for the studied mass, it is possible to add up to 15% of the residue of quartzite.

Resumo Nos últimos anos novos depósitos de argilas foram descobertos no Estado da Paraíba e a caracterização desses depósitos é de fundamental importância para estabelecer o seu melhor uso industrial. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar argilas provenientes de jazidas do município de Cubati, PB, visando estabelecer seus usos adequados como matérias-primas cerâmicas. Para tanto, as matérias-primas foram submetidas às caracterizações física, química, mineralógica e térmica. Posteriormente, foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial a 19 MPa, secos em estufa a 110 ªC, e submetidos a queima a 750, 850, 950 e 1150ºC. Foram determinadas as propriedades físico-mecânicas: retração linear de queima, absorção de água, densidade aparente e módulo de ruptura à flexão. Os resultados comprovaram que SiO2, Al2O3 e Fe2O3 foram os principais óxidos presentes nas argilas e que estas são constituídas por esmectita, quartzo e caulinita. A argila contendo maior razão Al2O3/SiO2, distribuição granulométrica mais larga e menor diâmetro médio de partícula foi a que apresentou o melhor desempenho mecânico. Três das argilas são adequadas para uso em cerâmica branca e uma para cerâmica vermelha.

Abstract In recent years, new clay deposits have been discovered in the state of Paraíba, Brazil, the characterization of these deposits having fundamental importance to establish the best industrial application. The aim of this study was to characterize clays from Cubati, PB, Brazil, to establish their appropriate uses as ceramic raw materials. Therefore, the raw materials were subjected to physical, chemical, mineralogical and thermal characterizations. The specimens were prepared by uniaxial pressing at 19 MPa, dryng at 110 ºC, and fired at 750, 850, 950 and 1150 ºC. The following physical and mechanical properties were studied: firing linear shrinkage, water absorption, apparent density and flexural modulus of rupture. The results showed that SiO2, Al2O3 and Fe2O3 were the main oxides present in the clays, whicht are constituted by smectite, kaolinite and quartz. The clay containing higher Al2O3/SiO2ratio, wider size distribution and the lower average particle diameter was the one that presented best mechanical performance. Three clays are suitable for use in white ceramic and one to red ceramic.

Argilas esmectitícas têm sido usadas em diversas aplicações tecnológicas, principalmente em massas cerâmicas tradicionais, por garantirem a plasticidade necessária para a conformação a verde e, simultaneamente, promoverem o desenvolvimento de cristais de mulita durante a queima, fase que confere resistência mecânica ao produto final. uma inovação importante nas últimas décadas no setor cerâmico é a utilização de queima rápida, o que pode induzir mudanças durante as transformações térmicas das matérias-primas e de suas misturas. para se implementar mudanças nos parâmetros de queima é de fundamental importância o conhecimento prévio das transformações de fases das argilas e das massas, sendo necessária em algumas situações a formulação de novas composições. o objetivo deste trabalho é analisar a influência de diferentes tratamentos térmicos sobre as mudanças mineralógicas e microestruturais de esmectitas, enfatizando a presença da fase mulita. foram utilizadas três argilas, duas nacionais e uma importada. as amostras foram inicialmente submetidas a um processo de beneficiamento. posteriormente, foram submetidas às caracterizações química e mineralógica por meio das seguintes técnicas: análise química por fluorescência de raios x, análise termogravimétrica e análise térmica diferencial, em seguida a um tratamento térmico na faixa de temperaturas entre 800 e 1250 ºc, com taxa de aquecimento 30 ºc/min e tempo de permanência de 10 min. os resultados evidenciaram que é possível obter mulita a partir de argilas esmectíticas, e que a composição da argila e a temperatura influenciaram sobre a quantidade de mulita formada.

Smectite clays have been used in various technical applications, particularly in traditional ceramic material, for ensuring the plasticity required for the forming green and simultaneously promote the development of mullite crystals during the firing phase, which confers mechanical strength to the final product. an important innovation over the past decades in the ceramic sector is the use of fast firing, which can induce changes during thermal processing of raw materials and mixtures. to implement changes in firing parameters it is crucial the knowledge of phase transformations of clays, being necessary in some situations the formulation of new compositions. the aim of this work is to analyze the influence of different heat treatments on the mineralogical and microstructural changes of smectites, emphasizing the presence of mullite. two samples of natural bentonite and one imported commercial were used. the natural samples were initially subjected to a milling process. subsequently, they were submitted to chemical analysis by x-ray fluorescence, thermogravimetric and differential thermal analyses. the clays were treated in the 800-1250 °c range with a heating rate 30 °c/min and kept at the maximum temperature for 10 min. the results showed that the clay composition and the temperature have influence on the amount of mullite formed.

Pós nanométricos de ferritas de níquel dopadas com cromo foram sintetizados por reação de combustão em forno de microondas. A influência da concentração de Cr3+ nas proporções de x = 0; 0,5 e 1 no sistema NiCr xFe2-xO4 foi investigada. Os pós foram preparados de acordo com o conceito da química dos propelentes e aquecidos em forno microondas com potência 980 W. Os pós sintetizados foram caracterizados por difratometria de raios X, adsorção de nitrogênio (método BET), microscopia eletrônica de varredura, picnometria de hélio e medidas magnéticas. Os resultados mostraram que foi possível obter nanopós de ferritas de níquel dopadas com cromo e que a elevação da concentração de cromo causou um aumento no tamanho de partículas (15 nm para 55 nm) e redução nos parâmetros magnéticos.

Chromium-doped nickel nanoferrite powder was prepared by combustion reaction, using microwave energy as the external heating source, and the influence of the Cr3+concentration on the NiCr xFe2-xO4 system was investigated. The powder, which was prepared according to the concept of propellant chemistry, was heated in a microwave oven under a power of 980 W. The resulting material was characterized by XRD, BET, SEM, helium picnometry and magnetic measurements. The results indicate that it was possible to obtain chromium-doped nickel ferrite nanopowders and that raising the chromium concentration caused an increase in particle size (from 15 nm to 55 nm), and a reduction in the magnetic parameters.