The use of thin films as solid lubricating makes it an excellent option for controlling wear and friction under certain operating conditions, in addition to not harming the environment. Thus, this work aims to study plasma deposition with a cathodic cage of MoS2 thin films on AISI 1020 steel substrates. From the adaptation of the cathode Cage named cathode cylinders, the samples were treated in cathodic and floating potential with temperatures of 300 °C, 350 °C, and 400 °C in an argon atmosphere. After the treatments, they were subjected to chemical analysis by X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy, in addition to a calotest tribological test. Also, it was possible to quantify the coating thickness using scanning electron microscopy (SEM). In general, the results indicated success in the deposition of molybdenum disulfide in all samples treated at fluctuating potential, as it is possible to visualize in the XRD since it indicated the presence of peaks referring to MoS2 and its compounds, in addition to an expressive reduction in wear through the calotest test.

Resumo Filmes finos multicamadas de TiO2-CeO2 foram depositados pelo método de spin coating e calcinados a 500 e 700 °C. Os filmes finos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (MEV-FEG), microscopia de força atômica (MFA) e espectroscopia de reflectância difusa. As propriedades fotocatalíticas foram estimadas variando a concentração do corante azul de metileno (AM) quando iluminado por radiação UV. Os padrões de DRX mostraram que as temperaturas de 500 e 700 °C foram efetivas para obter as fases de TiO2 e CeO2. A diferença na homogeneidade dos filmes de TiO2 e CeO2 foi evidente nas imagens de MFA, onde os filmes apresentaram rugosidade média de 2,0 e 5,3 nm, respectivamente. Filme fino de TiO2-CeO2 obtido a 700 °C apresentou a melhor atividade fotocatalítica, reduzindo a concentração de AM em aproximadamente 80%, enquanto os filmes de CeO2 e TiO2 obtidos a 700 °C reduziram apenas 20% e 29%, respectivamente. O teste de reutilização mostrou que os filmes finos mantiveram sua atividade após 4 ciclos, não havendo necessidade de tratamento térmico, indicando ser um fotocatalisador imobilizado com alta eficiência na degradação do corante orgânico.

Abstract TiO2-CeO2 multilayer thin films were deposited by the spin coating method and calcined at 500 and 700 °C. Thin films were characterized by X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), atomic force microscopy (AFM), and diffuse reflectance spectroscopy. Photocatalytic properties were estimated by varying the concentration of the methylene blue dye (MB) when illuminated by UV radiation. The XRD patterns showed that the temperatures of 500 and 700 °C were effective to obtain TiO2 and CeO2 phases. The difference in the homogeneity of TiO2 and CeO2 films was evident in the AFM images, where the films showed an average roughness of 2.0 and 5.3 nm, respectively. The CeO2-TiO2 thin film obtained at 700 °C showed the best photocatalytic activity, reducing the concentration of MB by approximately 80%, while the CeO2 and TiO2 films obtained at 700 °C reduced only 20% and 29%, respectively. The reuse test showed that the thin films maintained their photocatalytic activity after 4 cycles, and there was no need for thermal treatment, indicating that it is an immobilized photocatalyst with high efficiency in the degradation of organic dyes.

Resumo As argamassas de revestimento aplicadas ao restauro de obras e edifícios históricos devem ser compatíveis com os materiais pré-existentes, contribuindo com a preservação e reabilitação do patrimônio edificado sem comprometimento de seu valor arquitetônico. As argamassas mais empregadas no restauro de edifícios antigos são os traços de cal e agregado miúdo na razão de 1:3 por não serem tão duras quanto as de cimento. O desempenho e a durabilidade dessas argamassas podem ser melhorados, reduzindo o número de intervenções. A adição de resíduos finos pode contribuir com estes objetivos por meio do preenchimento de poros da argamassa no estado endurecido. O resíduo do polimento do porcelanato (RPP) possui granulometria fina e pode ser aplicado substituindo parcialmente o agregado miúdo. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da adição de RPP em argamassas de restauro à base de cal, substituindo o agregado fino. Concentrações entre 5 e 30% foram estudadas e o comportamento comparado ao da argamassa padrão. Foram realizados ensaios de consistência, densidade de massa aparente, retenção de água e teor de ar incorporado no estado fresco. Para a avaliação do estado endurecido, foram moldados corpos de prova prismáticos ensaiados aos 90 dias de idade para avaliação da resistência mecânica à tração, flexão e compressão e aderência. Todos os ensaios realizados são normatizados pela ABNT. Os resultados mostraram que a substituição de areia por RPP resultou em maior densidade e compacidade em consequência da diminuição no teor de ar incorporado. As argamassas com concentrações de RPP entre 10 e 20% apresentaram melhor conjunto de propriedades no estado endurecido, com ganho em retração livre, maior resistência mecânica e aderência. A adição de RPP em substituição parcial da areia resultou em argamassas com melhor desempenho que sugere maior durabilidade, contribuindo para o restauro arquitetônico e preservação do patrimônio histórico com menor número de intervenções.

Abstract Mortar coatings applied to historic buildings and artwork must be compatible with the pre-existing materials, thus contributing with both the restoration and preservation of heritage without affecting its architectonic value. Lime mortars consisting of fine aggregate ratio of 1:3 are softer than cement mortars and therefore more adequate for restoration. The performance and durability of the conventional lime mortar can be further improved in order to reduce the number of interventions. The addition of fine residues can contribute to this goal as they fill the pores of the hardened mortar. The residue of porcelain tile polishing (RPP) is a fine material and can be added to the mortar partially replacing the fine aggregate. Therefore, the present study aimed at evaluating the effect of the addition of RPP on the fresh and hardened states of the lime mortar. Contents from 5 to 30 wt% of RPP were investigated and the properties of the corresponding mortars were compared to those of the conventional mortar. In the fresh state, consistency, density, water retention and air content were measured. Rectangular samples of each mortar composition were then dried and aged during 90 days to analyze the mechanical strength and adherence. All tests are standardized by ABNT. The results revealed that mortars containing RPP depicted higher density and compactness as a consequence of the reduction in the air content. Mortars with RPP contents between 10 and 20% showed enhanced properties in the hardened state compared to the RPP-free mortar, including better retraction behavior, higher mechanical and adherence strength. The addition of RPP, partially replacing the fine aggregate in lime mortar, resulted in mortar compositions with improved overall behavior for restoration, and possibly longer durability, thus contributing to the architectural restoration and preservation of historical heritage with fewer interventions.

Resumo Uma rota de síntese em uma etapa baseada no método dos precursores poliméricos foi usada para produzir pós do nanocompósito contendo as fases CuO e céria dopada com samária (SDC). Esta rota química permitiu obter pós compósitos com reduzido tamanho de partícula e uniforme distribuição dos elementos Cu, Ce e Sm. O material particulado foi caracterizado por difração de raios X (DRX) combinado com refinamento Rietveld dos dados de difração. Compósitos CuO-SDC sinterizados em ar entre 950 e 1050 °C e em seguida reduzidos a Cu-SDC foram caracterizados por DRX e microscopia eletrônica de varredura. A porosidade aberta foi medida usando o princípio de Arquimedes. Microestruturas adequadas para os processos de transferência de carga e transporte de massa (30 a 45% de porosidade) foram obtidas em cermets Cu-SDC previamente sinterizados a 1000 a 1050 °C. Os resultados indicaram que compósitos CuO-SDC e cermets Cu-SDC com potencial aplicação como anodos de células a combustível de óxido sólido (CCOS) podem ser obtidos por projeto microestrutural. Meia célula suportada no anodo foi preparada por coprensagem e cossinterização de céria dopada com gadolínia (CGO) e o nanocompósito obtido neste trabalho.

Abstract An in situ one step synthesis route based on the polymeric precursor method was used to produce dual phase CuO-samaria doped ceria (SDC) nanocomposite powders. This chemical route allowed to obtain composite powders with reduced particle size and uniform distribution of Cu, Ce and Sm elements. The particulate material was characterized by powder X-ray diffraction (XRD) combined with Rietveld refinement. CuO-SDC sintered in air between 950 to 1050 °C and subsequently reduced to Cu-SDC cermets were further characterized by XRD and scanning electron microscopy. The open porosity was measured using the Archimedes’ principle. Suitable microstructures for both charge transfer and mass transport processes (30 to 45% porosity) were attained in Cu-SDC cermets previously fired at 1000 to 1050 °C. Overall results indicated that CuO-SDC composites and Cu-SDC cermets with potential application as anodes for solid oxide fuel cells (SOFCs) can be obtained by microstructural design. An anode supported half-cell was prepared by co-pressing and co-firing gadolinia doped ceria (CGO) and the herein synthesized CuO-SDC nanocomposite powder.

Resumo Este trabalho teve como objetivo caracterizar o sedimento proveniente de dragagem de canais pluviais (SCP), do município de Salvador-BA, visando sua máxima substituição pela argila em cerâmica estrutural, uma vez que essa mistura binária faz parte do projeto piloto da massa padrão, na pesquisa da formulação de blocos intertravados cerâmicos. Inicialmente o sedimento foi submetido aos ensaios de índice de plasticidade, analise química por fluorescência de raios X, análise mineralógica por difração de raios X, analise térmica e granulométrica. A morfologia do material foi analisada utilizando-se microscopia eletrônica de varredura, acompanhada de espectroscopia de energia dispersiva. Em seguida foram feitas adições de sedimento (SCP) a uma argila do município de Candeias-BA, nas proporções de 10, 20, 30 e 40% em massa. Foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial nas dimensões 60 mm x 20 mm, com pressão de compactação de 25 MPa, sendo que o material foi umidificado com 8% de água. A queima foi realizada em forno resistivo a 850, 950 e 1050 °C, com taxa de aquecimento de 5 °C/min. As propriedades avaliadas foram retração linear, absorção de água e módulo de ruptura à flexão. Os resultados indicaram que é possível a utilização do SCP em cerâmica estrutural, mediante os pré-requisitos exigidos em normas, na fabricação de telhas, blocos de vedação e tijolos.

Abstract The aim of this study was to characterize sediment from the dredging of stormwater channels (SCP) in the city of Salvador, Bahia, aiming its maximum replacement by clay in structural ceramics, since this binary mixture is part of the pilot project of the standard mass, in the research of interlocked block ceramic formulation. Initially, the sediment was submitted to the following tests: plasticity index; chemical analysis by X-ray fluorescence; mineralogical analysis by X-ray diffraction; thermal and particle size analyses. The morphology of the material was analyzed by scanning electron microscopy, coupled with energy dispersive spectroscopy. Then, sediment (SCP) was added to clay from the municipality of Candeias, Bahia, in the proportions of 10, 20, 30 and 40 wt%. Specimens were prepared by uniaxial pressing in dimensions of 60 mm x 20 mm, with compacting pressure of 25 MPa, and the material was humidified with 8% of water. Firing was conducted in resistive furnace at temperatures of 850, 950 and 1050 ºC, with 5 ºC/min heating rate. The properties evaluated were: linear shrinkage; water absorption and modulus of rupture. The results indicated the possibility of using SCP in structural ceramics by the prerequisites required in standards, in the manufacture of tiles, sealing blocks and bricks.

Partículas de PbCrO4 and Pb2CrO5 foram sintetizadas pelo método do precursor polimérico. Propriedades estruturais e microestruturais das partículas forma caracterizadas por técnicas de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia Raman. A técnica de refletância difusa foi empregada para o estudo das propriedades ópticas na faixa 400-700 nm. O bandgap óptico foi obtido indiretamente. As coordenadas colorimétricas L*, a*, b* foram calculadas para os pós de pigmento em função do tratamento térmico (400-700 ºC). Os pós apresentaram cores do verde ao vermelho. Os difratogramas de raios X mostraram a presença da fase PbCrO4 monoclínica nas amostras verdes, enquanto os pós vermelhos apresentaram a fase Pb2CrO5 monoclínica. Os espectros Raman dos pós de PbCrO4 e Pb2CrO5 estão em concordância com os reportados. Os compostos sintetizados podem ser usados como pigmentos verdes e vermelhos com alta estabilidade térmica.

PbCrO4 and Pb2CrO5 particles were synthesized by the polymeric precursor method. Structural and microstructural properties of the particles were characterized by scanning electron microscopy with field emission gun, X-ray diffraction, and Raman spectroscopy techniques. The diffuse reflectance technique was employed to study the optical properties in the 400-700 nm range. The optical bandgap of the samples was obtained indirectly. Colorimetric coordinates L*, a*, b* were calculated for the pigment powders as a function of the heat treatment (400-700 ºC). The powders displayed colors ranging from green to red. X-ray diffraction patterns showed the presence of monoclinic PbCrO4 phase in green samples, while red powders had a monoclinic Pb2CrO5 phase structure. The Raman spectra of the PbCrO4 and Pb2CrO5 powders were in good agreement with those reported in the literature. The synthesized compounds can be used as green and red pigments with high thermal stability.

A dolomita é um mineral encontrado em abundância no estado do Piauí, ao mesmo tempo é desconsiderada pela indústria cerâmica. A sua formação química-mineralógica aponta para uma potencialidade de aplicação em massa cerâmica de revestimento, devido à presença de óxidos fundentes e outros capazes de formar novas fases cristalinas que contribuem na melhoria da estabilidade dimensional e resistência mecânica dos corpos cerâmicos. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a potencialidade do uso de um carbonato dolomítico na produção de cerâmica de revestimento de base vermelha. Para isso foram caracterizadas uma massa cerâmica usada na produção de revestimento semiporoso e dolomita oriunda de uma jazida piauiense. O carbonato foi adicionado à massa industrial em diferentes teores e as formulações foram queimadas em três temperaturas: 1080 ºC, 1120 ºC e 1160 ºC. Foram realizados nos corpos de prova queimados ensaios tecnológicos de retração linear, absorção de água, massa específica aparente e resistência mecânica. A microestrutura foi avaliada através de análise por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram potencialidade da aplicação da dolomita piauiense em massa de revestimento cerâmico.

Although dolomite is abundant in the Brazilian northern state of Piauí, it has not been used by the local ceramic industry. As a result of its chemical and mineralogical characteristics, dolomite can be used in the fabrication of glazed ceramics. Among the potential benefits, the presence of flux oxides and other constituents may improve dimensional stability and mechanical strength of the ceramic. This study aimed at evaluating the addition of dolomitic carbonate to red ceramic mass for the production of glazed ceramics. To that end, different contents of carbonate were added to an industrial ceramic mass traditionally used in the local production of semiporous glazed ceramics. Samples were fired at three temperatures: 1080 ºC, 1120 ºC, and 1160 ºC. Linear shrinkage, water absorption, apparent specific gravity, mechanical strength and microstructural evaluation were all carried out. The results showed the potential application of Piauí dolomite in ceramic tile.

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.

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.

Zircônia tetragonal estabilizada com ítria foi mecanicamente metalizada com titânio e a condição de molhamento avaliada com as ligas convencionais Ag-28Cu e Au-18Ni. Estas dissolveram o revestimento de titânio para uma completa distribuição deste metal ativo na superfície cerâmica, gerando uma liga ativa in situ e possibilitando adequadas ligações químicas ao metal base na temperatura de união. Os melhores resultados de molhamento foram selecionados para brasagem indireta em forno de alto-vácuo nas juntas ZrO2/Ti-6Al-4V. Testes de detecção de vazamento de gás hélio foram realizados na interface de união das juntas; amostras removidas na seção transversal de juntas estanques foram examinadas por técnicas de análise microestrutural. Formou-se uma camada escura adjacente à cerâmica metalizada, responsável pelo molhamento ocasionado pela liga Ag-28Cu. Entretanto, o uso da liga Au-18Ni resultou em precipitação de intermetálicos e microtrincamento interfacial. Perfis de microdureza através da interface resultante até onde a zircônia mostrou típico escurecimento não indicaram alternância significativa entre medições consecutivas; os resultados dos ensaios de resistência mecânica à flexão-3p foram considerados satisfatórios.

Yttria tetragonal zirconia polycrystal was mechanically metallized with titanium and the wetting behavior on the ceramic surface was analyzed using the conventional fillers Ag-28Cu and Au-18Ni. These alloys had dissolved the active metal coating, which acts to zirconia reduction on its surface and promoting suitable chemical bonding to the metallic member. Better wetting results were selected for indirect brazing in a high-vacuum furnace for ZrO2/Ti-6Al-4V simple butt joints. Helium gas leak detection was made at the joints interface; samples were removed from the tight joints cross-section and examined by microstructural analysis techniques and EDX analysis. There was formation of a dark reaction layer close to the metalized ceramic surface, which was responsible for its good wetting behavior using the filler Ag-28Cu. However, the Au-18Ni filler alloy caused an excessive presence of intermetallics and interfacial microcracking. Microhardness profiles were made across the joints interface to where zirconia undergone typical darkening and there was no significant variation between consecutive measurements; performance of brazed joints was considered satisfactory by three-point flexure testing.

Próteses parciais fixas são empregadas na reabilitação da forma e função de dentes parcial ou totalmente comprometidos e devem permanecer permanentemente unidas aos remanescentes dentários. O material mais utilizado na confecção de próteses odontológicas é a porcelana feldspática. Contudo, ela apresenta propriedades mecânicas limitadas para reposição de espaços edêntulos extensos. A associação da porcelana com sistemas metálicos de níquel-cromo (sistema metalocerâmico) permite que a infra-estrutura metálica compense a natureza frágil da porcelana, preservando-se tanto a isolação térmica como a estética desejáveis, além de reduzir a possibilidade do surgimento e crescimento de trincas durante os esforços mastigatórios. Falhas coesivas por baixa resistência mecânica da porcelana comunicam a estrutura metálica com o ambiente oral, caracterizado pela presença de uma solução eletrolítica (saliva), pela agressividade das variações cíclicas de temperatura, pH e por solicitações mecânicas. Este processo resulta na liberação de íons metálicos que podem desencadear respostas alérgicas ou inflamatórias, e/ou na degradação clínica precoce do sistema metalocerâmico. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da presença de uma camada intermediária de titânio sobre o comportamento de sistemas metalocerâmicos dentários. A aplicação por plasma de um filme fino de titânio gera uma camada óxida passivante regular que protege o substrato metálico contra os efeitos corrosivos da saliva. Ensaios tribocorrosivos foram realizados para simular o ambiente oral, detectando precocemente a formação de trincas no sistema metalocerâmico, o que qualifica a aderência entre os componentes do referido sistema. Foram produzidas amostras planas nas quais suspensões de porcelana feldspática odontológica foram depositadas e queimadas sobre substratos metálicos modificados por filme fino de titânio, comparando-as com o sistema metalocerâmico convencional, sem titânio. O sistema modificado por titânio apresentou melhor comportamento, caracterizando-se pelo menor número de traços de fratura superficial adjacentes à área do ensaio tribocorrosivo.

Partial fixed prosthodontic restoration is used to rehabilitate both the form and function of partial or total compromised teeth and must remain permanently joined to the remaining teeth. The most useful material in prosthodontics is feldspar porcelain, commercialized as aluminosilicate powders. Dental porcelains depict limited mechanical strength to rehabilitate extensive spaces. The association of porcelain with Ni-Cr metallic infrastructures allows the metallic component to compensate for the brittle nature of porcelain, thus preserving the thermal insulation, aesthetics and, most important, reducing the possibility of cracking during mastication efforts. Cohesive flaws caused by low mechanical strength connect the metallic substructure to the oral environment, characterized by the presence of an electrolytic solution (saliva), aggressive temperature and pH cycles as well as mechanical demand. As a result, ions are released and can promote allergic or inflammatory responses, in addition to clinical degradation of the prosthodontic system. Therefore, the aim of this study was to evaluate the presence of an intermediate titanium layer on the behavior of Ni-Cr/porcelain systems. Plasma deposition of titanium films were also carried out to create barrier layers capable of isolating the metallic substrate from the hazardous effects of the oral environment. Tribocorrosion tests were performed to simulate the oral environment and corresponding wear, making it possible to early detect crack formation and growth on metal-ceramic systems and estimate the adherence between the metal and ceramic components. Plain samples consisting of dental feldspar porcelain deposited onto metallic substrates coated or not with titanium were fired and characterized. The results showed that the deposition of titanium films improved the adherence of the system compared to conventional metal-ceramic systems, thus holding crack growth towards the metallic component.

Empresas envolvidas na mineração de esmeralda e beneficiamento representam uma importante área de desenvolvimento industrial no Brasil, com significativa contribuição para a produção mundial desse minério. Como resultado, grandes volumes de resíduos de esmeralda são constantemente gerados e abandonados no ambiente, contribuindo negativamente para a sua preservação. Por outro lado o interesse no uso do resíduo de mineração como aditivo na produção de material cerâmico tem crescido entre os pesquisadores nos últimos anos. A indústria cerâmica está constantemente buscando a ampliação do mercado para o setor e tentando aperfeiçoar a qualidade dos produtos e aumentar a variedade de aplicações. A tecnologia de obtenção de cerâmica de revestimento que usa resíduos de mineração é um mercado ainda pouco explorado. Neste cenário, o objetivo do presente estudo foi caracterizar o resíduo gerado a partir de mineração de esmeralda, bem como para avaliar seu potencial uso como matéria-prima fundente para a produção de revestimentos cerâmicos. Misturas cerâmicas foram preparadas a partir de matérias-primas caracterizadas por fluorescência de raios X e difração de raios X. Cinco composições foram preparadas utilizando índices de resíduos de esmeraldas de 0%, 10%, 20%, 30% e 40%. As amostras foram preparadas por prensagem, sinterizadas em 1000, 1100 e 1200 ºC e caracterizadas visando estabelecer sua composição mineralógica, absorção de água, retração linear e módulo de ruptura à flexão. Os resultados mostraram que o resíduo de esmeraldas estudado pode ser incorporado na massa de revestimento cerâmico até 20% em substituição ao feldspato sem comprometimento das propriedades do produto final.

Companies involved in mining and beneficiation of emerald represent an important area of industrial development in Brazil, with a significant contribution to world production of this ore. As a result, large volumes of waste generated and emerald are constantly abandoned in the environment, contributing negatively to their preservation. On the other hand the interest in the use of mining waste as an additive in production of ceramic materials has grown among researchers in recent years. The ceramic industry is constantly seeking to expand the market for the sector and trying to improve product quality and increase the variety of applications. The technology of obtaining ceramic coating that uses waste from mining is still a largely unexplored market. Thus, the purpose of this study was to characterize the waste generated from mining emerald as well as to evaluate its potential use as raw material for production melting of ceramic tiles. Ceramic mixtures were prepared from raw materials characterized by X-ray fluorescence and X-ray diffraction. Five compositions were prepared using the waste codes of emeralds from 0%, 10%, 20%, 30% and 40%. Samples were prepared by pressing, sintered at 1000, 1100 and 1200 ºC and characterized to establish their mineralogical composition, water absorption, linear shrinkage and modulus of rupture. The results showed that the residue of emeralds studied can be embedded in the mass of ceramic tiles up to 20% in replacement of feldspar without compromising the end product properties.

A indústria de cerâmica vermelha é em parte responsável pela degradação ambiental provocadas pelo jazimento das matérias primas, a queima dos produtos e o descarte dos resíduos cerâmicos após queima. Este trabalho tem como objetivo verificar a potencialidade de se produzir revestimento cerâmico, incorporando chamote de telhas a uma massa básica típica para produção de revestimento semi-poroso. A massa básica e o chamote foram caracterizados por fluorescência de raios X, análise mineralógica por difração de raios X. Corpos de prova foram confeccionados por prensagem uniaxial partir da massa básica aditivada com 5%, 10%, 15% e 20% de chamote, em seguida queimados em escala industrial em forno de rolo, com temperatura de pico a 1135ºC em um ciclo de 25 min, para depois serem avaliados do ponto de vista tecnológico: absorção de água, retração linear de queima, tensão de ruptura a flexão, porosidade aparente, massa específica aparente, perda ao fogo e por último analisados microestruturalmente por microscopia eletrônica de varredura. Os resultados encontrados mostraram que a adição de chamote de telhas provoca redução da resistência mecânica e aumento de absorção de água. Mesmo assim, os resultados encontrados para a formulação dopada com até 20% de chamote encontram-se dentro dos valores estabelecidos pela norma vigente.

The red ceramics industry is partially accountable for the environmental degradation provoked by extraction of raw material, burning of the products and discards of waste ceramic after burning. This paper aims at examining the potential of the production of ceramic tiles by adding roof tile chamotte to the basic mass typically used in the production of semi-porous tiles. The basic mass and the chamotte were characterized by X ray fluorescence, mineralogical analysis by X ray diffraction. Test samples were produced by uniaxial pressing with the addition of 5%, 10%, 15% and 20% chamotte to the basic mass, being then fired in an industrial roller oven with a peak temperature of 1135ºC in a cycle of 25 min, to be later analyzed from a technological point of view: water absorption, linear retraction , flexural strength, apparent porosity, apparent specific mass and burning loss, being finally microstructurally analyzed through scanning electron microscopy The results have shown that the addition of roof tile chamotte causes a reduction in the mechanical strength and increases water absorption. Yet, the results found for the formulation doped with up to 20% chamotte are within the range established by current regulations.

A brasagem direta é uma técnica bem conhecida para união de cerâmicas entre si bem como aos metais, segundo a qual as ligas de adição requeridas são consideradas uma relativa desvantagem devido ao aumento nos custos do processo. Neste trabalho, a brasagem indireta da zircônia à zircônia mecanicamente metalizada com Ti foi alcançada com sucesso, usando-se ligas de adição convencionais. A metalização mecânica especialmente aplicada aos óxidos cerâmicos é uma técnica bem sucedida que foi patenteada pelo Forschungszentrum Juelich, Alemanha, e tem sido tema de pesquisas nos últimos 10 anos. Esta metalização particular é feita à temperatura ambiente com baixo custo de produção, sendo ambientalmente segura. Zircônia parcialmente estabilizada com ítria (Y-PSZ) foi mecanicamente metalizada com Ti e as condições de molhamento foram avaliadas usando as ligas de adição Ag-28Cu e Au-18Ni. Estas ligas de adição convencionais dissolvem parte do revestimento de titânio, tornando-se ligas ativas na temperatura de brasagem para reagir com o óxido de zircônio e acentuar o molhamento na superfície cerâmica. Os melhores resultados foram selecionados para os testes de brasagem em forno de alto-vácuo (< 3×10-5 mbar). A detecção de vazamento de gás hélio foi efetuada na interface cerâmica/cerâmica à temperatura ambiente; amostras de juntas estanques confiáveis foram examinadas por análise microestrutural e pela técnica linescan através de análise por difração de raios X na seção transversal das mesmas. Perfis de microdureza foram feitos através da interface da junta onde zircônia passou por efeito de escurecimento durante o processo de brasagem. Juntas brasadas de boa qualidade foram produzidas quando apenas uma das superfícies cerâmicas em contato foi previamente metalizada, devido à difusão de titânio desta superfície para a outra face cerâmica não-metalizada.

Direct brazing is a well-known technique for joining ceramics either themselves or to metals, whereby the required costly active filler alloys are considered a handicap of this process. In this work the indirect brazing of zirconia to zirconia mechanically metallized with Ti was successfully achieved using conventional filler alloys. The mechanical metallization specially applied to oxide ceramics is a successfully technique that was patented by Forschungszentrum Juelich, Germany, and it has been the subject of applied researches in the last 10 years. This particular metallization is made at room temperature with low cost production and is environmentally safe. Partially stabilized zirconia with yttria was mechanically metallized with Ti and wetting conditions were evaluated using Ag-28Cu and Au-18Ni fillers. These conventional fillers dissolve part of the Ti-coating becoming on-site at brazing temperature an active filler alloy which reacts with the zirconium oxide to improve wetting on the ceramic surface. Better results were selected for brazing tests in a high-vacuum furnace (< 3×10-5 mbar). Helium gas leak detection was made at the ceramic/ceramic interface at room temperature; samples from reliable vacuum tight joints were examined by microestructural analysis and linescan technique by energy dispersive X-ray analysis in its cross-section. Microhardness profiles were made across the joint interface where zirconia undergone darkening after brazing process. Sound brazed joints were produced even when just one ceramic surface of the joint assemble was previously metallized, due to titanium diffusion from the metallized ceramic surface to the other ceramic side at the joint assemble.

A necessidade de reutilizar e reciclar rejeitos e resíduos tem exigido das indústrias cerâmicas novas posturas diante do processo de fabricação e seleção de suas matérias-primas. A indústria de telhas de cerâmica vermelha, apesar de constante progresso, ainda não consegue evitar a grande produção de rejeitos oriundos de processamento deficiente de seus produtos, principalmente na etapa de queima. Produtos super-queimados, trincados, quebrados, sem uniformidade de geometria ou de cores, muitas vezes são descartados em aterros, causando prejuízo ambiental. Além disso, há o desperdício de energia, matéria-prima e mão-de-obra, utilizadas na fabricação de produtos não comercializáveis. Em muitas empresas, tais produtos chegam a representar cerca de 20% de sua produção mensal. Os produtos descartados podem ser reutilizados na produção de cerâmicas, inclusive com maior valor agregado, como grês porcelanato, desde que se conheça seu comportamento quando adicionado à massas cerâmicas. O presente trabalho tem como objetivo estudar o desenvolvimento microestrutural de massas para grês porcelanato contendo rejeitos de telhas, ou chamote. Foram selecionadas duas formulações conhecidas, uma para grês porcelanato e outra para grês, e adicionados teores de chamote de 10%, 20% e 30%. Três temperaturas de queima foram estudadas, 1150 ºC, 1200 ºC e 1250 ºC com taxa de aquecimento de 10 ºC/min. Amostras sinterizadas com e sem chamote foram avaliadas quanto à sua microestrutura, absorção de água e porosidade aparente. Tanto a massa para grês porcelanato como para grês tiveram absorção de água reduzida coma adição de chamote. A massa para grês com adição de 30% de chamore e queimada a 1250 ºC passou a ser considerada grês porcelanato, por ter apresentado absorção de água inferior a 0,5%. O chamote por sua composição mineralógica pode auxiliar na redução da quantidade de matérias-primas fundentes tradicionais, como feldspato e talco, exigidas na fabricação de grês porcelanato.

Aiming at reducing environmental impacts, ceramic industries have worked towards adapting their production methods as well as looking into reusing and recycling their own products. The roof tile industry, despite constant development, still produces large volumes of rejected material, as a consequence of faulty processing, especially during firing. Units depicting signs of overfiring, cracking and distortion, as well as geometry and colour non-uniformities are often discarded with no environmental concern. In addition to that, discarded products have negative economic effects considering the energy, raw materials and working hours used in the fabrication of products that do not go to market. Often, defective roof tiles account for 20% of the monthly production of the ceramic industries. On the other hand, such discarded roof tiles can be reused in the production of new ceramic products, including those with higher added value, such as stoneware tiles. To that end, it is essential to assess the effect of the addition of these ceramic residues in the ceramic mixtures traditionally used to produce stoneware tiles. The present study aimed at investigating the microstructural development of stoneware tile mixtures containing roof tile residues. Contents of 10%, 20% and 30% of residue were added to two different ceramic mixtures. Three firing temperatures were studied, i.e., 1150 ºC, 1200 ºC and 1250 ºC. The heating rate was set to 10 ºC/min. Samples with or without residue were sintered and had their microstructure, water absorption and apparent porosity characterized. The addition of tile roof residue reduced the water absorption of both mixtures studied. By adding 30% residue to mixture 2 and firing at 1250 ºC, it was possible to reduce its water absorption below 0,5%, typical of stoneware tiles. Due to its mineralogical composition, the residue studied can be useful in reducing the large amounts of traditional melting agents, such as feldspar and talc, demanded in the fabrication of stoneware tiles.

Atualmente existe uma grande preocupação por parte das indústrias com a disposição dos resíduos gerados ao longo do processo produtivo. No setor mineral não é diferente, pois este gera grande volume de resíduos. Verificou-se que a indústria de beneficiamento do caulim descarta grandes volumes de resíduo constituído basicamente de caulinita, mica muscovita e quartzo, ocasionando um impacto ambiental, o que tem justificado os esforços de pesquisas para sua solução. Deste modo, foi estudado o efeito da incorporação de um resíduo proveniente do beneficiamento de caulim sobre as propriedades físicas e tecnológicas de revestimentos cerâmicos de alta qualidade. O objetivo é caracterizar e estudar o processamento do resíduo proveniente da indústria de beneficiamento do caulim com adição de uma "massa padrão", fornecida por uma indústria de revestimento cerâmico. O resíduo foi caracterizado por meio de análises de difração de raios X, fluorescência de raios X e determinação do tamanho de partículas. Foram realizados ensaios de absorção de água, porosidade aparente, retração linear após queima, massa específica aparente e tensão de ruptura à flexão, para determinação das propriedades tecnológicas destes materiais. Os resultados mostram que o resíduo estudado pode ser considerado como matéria-prima de grande potencial para a indústria de pisos e revestimentos cerâmicos.

There is a great concern by the industrial area on the disposal of waste generated during the production process. In the mineral sector the situation is the same, because large volumes of waste are disposed. The kaolin processing industry generates waste consisting mainly of kaolinite, mica and quartz muscovite, causing an environmental impact, justifying the research efforts to find a solution for this problem. The effect of the waste from the kaolin processing incorporation on the technological and physical properties of high quality tiles was here studied. This work aims to characterize and to study the processing of the kaolin waste from the industry of kaolin processing by adding of a "standard mass" supplied by an industry of ceramic tiles. The waste was characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence and determination of particle size. Water absorption, apparent porosity, linear firing after sintering, apparent density and bending modulus of rupture analyses were carried out to determine the materials technological properties. Preliminary results show that the studied waste can be considered as a potential raw material for the industry of floor and ceramic tile.