Resumo A hidroxiapatita sintética (Ca10(PO4)6(OH)2; HA) devido à propriedade de biocompatibilidade com o tecido ósseo tornou-se um material cerâmico amplamente utilizado na reconstrução óssea. A biocompatibilidade assim como outras propriedades físico-químicas da hidroxiapatita podem ser modificadas por meio da adição de diferentes íons na sua estrutura. O íon nióbio (V) não tem sido empregado comumente na síntese de hidroxiapatitas. O objetivo deste trabalho foi verificar o emprego da rota hidrotérmica na síntese de hidroxiapatita dopada com íon nióbio (V). A rota empregada utiliza o complexo di-hidrogeno tris(oxalato) oxiniobato (V) de amônio trihidratado (NH4H2[NbO(C2O4)3].3H2O), como precursor de íon nióbio (V). A adição de ácido cítrico e ureia na rota hidrotérmica é usada para o controle do pH da síntese e da taxa de precipitação. Amostras pura e aditivada com 5,3 ppm de íon nióbio (V) foram obtidas. A coexistência de outras fases além da hidroxiapatita não foi observada em ambas amostras por meio dos empregos das técnicas de difração de raios X e espectroscopia no infravermelho. Por meio da técnica de FTIR observou-se a presença de grupos funcionais característicos da hidroxiapatita. Na análise por microscopia eletrônica de varredura, verificou-se a formação de aglomerados compostos por partículas arredondadas confirmadas pela técnica de microscopia eletrônica de transmissão. A análise espectroscópica de fluorescência de raios X detectou a presença de nióbio na amostra aditivada obtida. Os resultados apontam que podem ser sintetizadas hidroxiapatitas aditivadas com íon nióbio (V) por meio da rota hidrotérmica, podendo ser considerado como enorme o potencial para a aplicação em biocerâmicas.

Abstract Synthetic hydroxyapatite (Ca10(PO4)6(OH)2; HA) has become a widely used ceramic material for bone reconstruction due to its biocompatibility with the bone tissue. This biocompatibility as well as other physical and chemical properties of the hydroxyapatite can be modified by the addition of different ions to its structure. Niobium (V) ion has not been commonly used in the hydroxyapatite synthesis. The objective of this study was to evaluate the use of hydrothermal route in the niobium (V) doped hydroxyapatite synthesis. The route used the niobium ammonium oxalate (NH4H2[NbO(C2O4)3].3H2O) complex as a niobium (V) ion precursor. The addition of citric acid and urea in the hydrothermal route is used for the control of synthesis pH and precipitation rate. Pure sample and sample added with 5.3 ppm of niobium (V) ion were prepared. The coexistence of other phases besides the hydroxyapatite was not observed in any of the samples through the use of X-ray diffraction and infrared spectroscopy (FTIR) techniques. The FTIR technique revealed the presence of hydroxyapatite characteristic functional groups. The scanning electron microscopy analysis showed the formation of agglomerates composed of round particles, confirmed by the transmission electron microscopy technique. The X-ray fluorescence spectroscopic analysis detected the presence of niobium in the doped sample. The results showed that niobium (V) doped hydroxyapatite can be synthesized by means of hydrothermal route, which may be considered as huge potential for future application in bioceramics.

O comportamento elétrico da cerâmica densa de α-Fe2O3, sintetizada pelo método Pechini, foi investigado por espectroscopia de impedância na faixa de freqüência de 5 Hz a 13 MHz. As medidas foram realizadas entre 298 K e 623 K ao ar. A evolução da resistividade do grão com a temperatura mostra um comportamento característico de termistor com coeficiente de temperatura negativo. A condutividade do grão em função da temperatura obedece a lei de Arrhenius com energia de ativação aparente 0,66 eV. A permissividade dielétrica em função da freqüência mostra uma dispersão em freqüências menores que 10 kHz, a qual aumenta com o aumento da temperatura. De forma similar, o parâmetro tangente de perdas (tg δ) exibe uma forte dispersão a baixa freqüência e alta temperatura, em torno de 573 K. Uma diminuição na magnitude das perdas ocorre na região de altas freqüências, acima de 10(4) Hz. Um mecanismo de condução do tipo hopping é discutido.

The electrical behavior of α-Fe2O3 dense ceramic, synthesized by Pechini method, was investigated by impedance spectroscopy in the frequency range from 5 Hz to 13 MHz. Electrical measurements were carried out from 298 K to 623 K in air. The evolution of the resistivity as a function of temperature shows a thermistor behavior with negative temperature coefficient. The grain conductivity as a function of temperature follows the Arrhenius law exhibiting an apparent activation energy for the electrical conduction process equal to 0.66 eV. The dielectric permittivity as a function of frequency and temperature shows a dispersion phenomenon at frequencies lower than 10 kHz, which increase with temperature increasing. The tangent loss tan δ shows a strong dispersion at low frequency and high temperature, around 573 K. A decrease of the loss magnitude occurs at frequencies > 10(4) Hz. A conduction mechanism of the hopping type is discussed.

A sinterização do sistema SnO2:0,6 mol% ZnO, obtido via mistura de pós, foi investigada por dilatometria sob taxa de aquecimento constante de 2,5, 5,0 e 10,0 ºC.min-1. Os modelos clássicos de sinterização de Woolfrey-Bannister e Johnson foram utilizados para analisar o estágio inicial da sinterização e calcular a energia de ativação. Os valores de energia de ativação determinados por esses modelos são de 547 kJ.mol-1 e 511 kJ.mol-1 para Woolfrey-Bannister e Johnson, respectivamente. Verificou-se a coexistência de dois mecanismos de sinterização, difusão na rede e difusão por contorno de grão, para o estágio inicial da sinterização do sistema SnO2:0,6 mol% ZnO.

The sintering of SnO2:0.6 mol% ZnO obtained by powder mixtures was investigated by dilatometry at constant heating rates 2.5, 5.0 and 10.0 ºC.min-1. Using classical sintering models of Woolfrey-Bannister and Johnson to analyze the initial stage sintering, the calculated activation energy was 547 kJ.mol-1 and 511 kJ.mol-1, respectively. The coexistence of the two sintering mechanisms, volume diffusion and grain boundary diffusion, was found to control the initial stage sintering of the SnO2:0.6 mol % ZnO system.

Dentro da área de materiais, a Universidade Estadual de Ponta Grossa possui um Centro Interdisciplinar de Pesquisas em Materiais, do qual o grupo de materiais cerâmicos faz parte. O grupo é coordenado pelo professor Sidnei Antônio Pianaro e conta com mais 9 pesquisadores e, atualmente, com 18 alunos de iniciação científica. A principal linha de pesquisa desenvolvida é na área de cerâmica eletrônica, podendo destacar as pesquisas em varistores a base de SnO2. Além destas pesquisas, estão sendo desenvolvidos projetos nas linhas de pigmentos, vidrados, vitro-cerâmicas e reciclagem de materiais cerâmicos.

The group of ceramic materials belongs to the Center for Interdisciplinary Research on Materials of the State University of Ponta Grossa, Paraná. The group, with more than nine researchers and eighteen undergraduate students is directed by Prof. S. A. Pianaro. The main research area is in electronic ceramics with emphasis in SnO2 varistors. Besides, some research work is performed on pigments, glass-ceramics and reuse of ceramic materials.