Resumo Biomateriais, como o fosfato tricálcico, podem apresentar diferentes taxas de reabsorção no organismo que dependem das suas propriedades físico-químicas sendo que a condição superficial, tais como morfologia, tamanho de partículas e porosidade, é de fundamental importância. Assim, neste trabalho, estudou-se o recobrimento da matriz Luffa cylindrica com β-fosfato tricálcico, utilizando-se o método de conformação por réplica, de forma a adequar as condições superficiais para suprir a demanda de reabsorção óssea. Os materiais utilizados foram caracterizados em termos de área de superfície específica, forma das partículas, observação em microscópio eletrônico de varredura e potencial zeta em meio aquoso. As suspensões utilizadas nos recobrimentos das matrizes foram produzidas com água destilada e silicato de sódio como dispersante e carboximetilcelulose como elemento aglomerante. As medidas reológicas foram realizadas em viscosímetro e reômetro rotacional. Os produtos gerados com 2,5% de silicato de sódio e 0,75% de carboximetilcelulose, após sinterização, apresentaram tamanhos de poro consistentes com altas taxas de reabsorção e porosidade adequada para uso como biomaterial.

Abstract Biomaterials, such as tricalcium phosphate, can have different resorption rates in the organism that depend on their physicochemical properties, where the surface condition, such as morphology, size of particles and porosity, is important. In this work, we studied the coating of natural Luffa cylindrica matrix with β-tricalcium phosphate, using the dip replica forming method, in order to adjust the surface conditions to meet the demand of bone resorption. The materials were characterized in terms of specific surface area, particle shape, imaging in electronic scanning microscope, and zeta potential in water media. The suspensions used for coating of the matrices were produced with distilled water and sodium silicate as dispersant and carboxymethyl cellulose as a binder element. Rheological measurements were performed on rotational rheometer and viscometer. The products generated with 2.5 wt% of sodium silicate and 0.75 wt% of carboxymethyl cellulose, after sintering, had pore sizes consistent with high rates of reabsorption and porosity that suggest a future use as a biomaterial.

Resumo Os biomateriais, como a hidroxiapatita (HA), podem apresentar diferentes taxas de reabsorção no organismo em função da patologia a ser tratada e são dependentes das propriedades físico-químicas do biomaterial, onde a condição superficial é de fundamental importância. Neste trabalho, buscou-se desenvolver um biomaterial à base de HA com o silicato de sódio (Na2SiO3) como dispersante e com potencial de formação de biovidro na superfície, além disso, conhecer as condições reológicas para se obter produtos adequados por conformação a úmido, via processamento coloidal. Caracterizou-se o material em termos da forma das partículas, observadas em microscópio, e área superficial específica. As medidas reológicas das suspensões utilizadas foram realizadas em reômetro rotacional. Observou-se a possibilidade de produção do biomaterial proposto, conformado em moldes porosos, através de suspensões com 2,0% em massa de silicato de sódio trabalhando-se preferencialmente em taxas de cisalhamento abaixo de 200 s-1.

Abstract Biomaterials, such as hydroxyapatite (HA), may present different rates of reabsorption in the organism depending on the pathology to be treated. The organism reabsorption rate depends on the physicochemical properties of the biomaterial, where the superficial condition has a fundamental importance. The aim of this work was to develop an HA-based biomaterial with sodium silicate (Na2SiO3) as a dispersant and with the potential to form bioglass on the surface, in addition, to know the rheological conditions to obtain suitable products by wet conformation, by colloidal processing route. The material used was characterized in terms of particle shape, observed in a microscope, and specific surface area. The suspensions rheological measurements were performed in a rotational rheometer. It was observed the possibility of production of the proposed biomaterial shaped by slip casting, using suspensions with 2.0 wt% of sodium silicate, preferably working at shear rates below 200 s-1.

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.

The lanthanum chromite (LaCrO3) is a synthetic ceramic material, which has as main characteristics of good electrical conductivity at high temperatures (> 800 °C), physical and chemical stability in oxidizing and reducing atmospheres, and a significant catalytic activity when used as powder. These features make it attractive for various technological applications such as catalysts, resistance to high temperature furnaces and electric power generation, and this field is potentially the most appropriate material for use as interconnector in Solid Oxide Fuel Cells (SOFC). The intrinsic characteristics, properties and processing of lanthanum chromite are detailed in this paper through a review of major studies reported over the past 40 years.

O cromito de lantânio (LaCrO3) para ser utilizado como interconector em células a combustível de óxido sólido, ademais de possuir condutividade elétrica adequada, deve apresentar alta densidade, contribuindo com a estanqueidade dos gases utilizados. Utilizando LaCrO3 dopado com Sr e Co sintetizado por combustão, estudou-se o efeito das atmosferas inerte (argônio) e oxidante (ar) no comportamento de sinterização e densificação. As peças foram sinterizadas em dilatômetro, caracterizadas com difração de raios X e as densidades foram determinadas pelo método de Arquimedes. Na observação das microestruturas formadas utilizou-se microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram que as duas atmosferas favorecem a densificação do cromito de lantânio dopado; porém, ciclos térmicos em meios oxidantes podem prejudicar o desempenho do material quando em utilização como interconector.

Lanthanum chromite to be used as interconnector in high temperature solid oxide fuel cells (HTSOFCs) must have adequate electrical conductivity and high density to avoid the mixture of employed gases. Sr and Co doped-LaCrO3 synthesized by combustion reaction was used to study the effect of the sintering atmospheres, inert (Ar) and oxidant (air) on the sintering/densification behavior. The pellets were sintered in a dilatometer and characterized by X-ray diffraction. The sintered densities were determined by Archimedes method, and Scanning Electronic Microscopic was used for microstructure observation. The results shown that inert and oxidant atmospheres promote densification but after thermal cycles, in oxidant media, theHTSOFCs performance may be impaired

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.

O cromito de lantânio (LaCrO3), para ser utilizado como interconector, é fundamental que além da condutividade elétrica adequada, apresente alta densidade, contribuindo deste modo para estanqueidade tanto do hidrogênio presente no ânodo como do oxigênio presente no cátodo das células a combustível de óxido sólido. Utilizando-se LaCrO3 dopado com Sr e Co sintetizado pela rota de síntese por combustão, estudou-se o comportamento de densificação em função do tempo, da temperatura e da concentração dos aditivos. Os pós de cromito de lantânio obtidos foram caracterizados por meio de difração de raios X e método de Rietveld na determinação de parâmetros estruturais e quantificação de fases presentes, microscopia eletrônica de varredura, determinação de área de superfície específica e distribuição de tamanhos de partículas. As peças sinterizadas tiveram suas densidades determinadas pelo método de Arquimedes, análise por microscopia eletrônica de varredura para verificação das microestruturas formadas e de dilatometria na avaliação do coeficiente de expansão térmica. Os resultados mostram que o aumento da temperatura de sinterização tem maior influência no comportamento de densificação do LaCrO3 do que o tempo de tratamento, e o aumento na concentração de dopantes contribui acentuadamente nos processos de sinterização e densificação do material.

Lanthanum chromite (LaCrO3) is one of the most adequate materials for use as interconnector in solid oxide fuel cell applications, due to its intrinsic properties, namely its good electrical conductivity and resistance to environment conditions in fuel cell operations. Due to difficulties in sintering, additives are usually added to help in the densification process. In this work, the influence of added cobalt and strontium, time and temperature in the sintering of LaCrO3 obtained by combustion synthesis, was studied. The LaCrO3 powders were characterized by X-ray diffraction, Rietveld refinement method, scanning electronic microscopy, specific surface area and particle size determination. The sintered LaCrO3 samples were characterized by Archimedes method, scanning electronic microscopy, and dilatometric measurements. The results show that sintering temperatures is more effective than sintering times and the increase of dopants concentration contributes strongly in the sintering processes and densification. The results show that sintering temperatures is more effective than sintering times and by increasing the strontium and cobalt concentrations it is possible to reduce the temperature of sintering. Using both additives, the sintering processes took place in lesser times than normally used for this material, as well as greater values of density were attained.

O cromito de lantânio (LaCrO3) é o material mais estudado para a produção de interconectores para células a combustível de óxido sólido (SOFC). Devido a complexidade das microestruturas e geometrias das SOFCs, freqüentemente são necessárias, técnicas de processamento coloidal, os quais têm recebido maior atenção nos últimos anos por permitirem a obtenção de partes complexas com microestrutura controlada e reprodutíveis. Nos últimos anos, muito esforço tem sido direcionado ao processamento dos eletrólitos e eletrodos, mas aos componentes como o interconector, pouca atenção tem sido dada. Este artigo apresenta o estudo reológico e de conformação em moldes de gesso do cromito de lantânio para a produção de interconectores para SOFCs. A composição La0,80Sr0,20Cr0,92Co0,08O3, obtida por reação de combustão, foi utilizada. As suspensões aquosas foram preparadas com conteúdo de sólidos variando de 8 a 17,5% vol. utilizando-se, poliacrilato de amônia (PAA) como polieletrólito/dispersante e hidróxido de tetrametilamônio (HTMA) como provedor de alcalinidade. A influência da concentração dos aditivos e o tempo em moinho de bolas foram estudados. Os resultados indicam que o tempo 24 h de homogeneização em moinho de bolas, com 3% e 1%, em massa, de PAA e HTMA respectivamente, proporcionam as melhores condições para colagem em moldes de gesso, sendo possível obter peças após sinterização com densidades relativas elevadas.

Lanthanum chromite (LaCrO3) is the most studied material for SOFC's interconnectors' production. The complexity of microstructures and geometries of SOFC devices often requires the use of colloidal processing techniques, which have received increased attention in the last years for obtaining complex parts with controlled microstructure and high reliability. Much effort has been devoted to the processing of electrodes and electrolytes but the other layers, such as that of interconnecting material, have received scarce attention. This paper deals with the rheology and casting behaviour of lanthanum chromite based materials to produce interconnectors for SOFCs. A powder with the composition La0.80Sr0.20Cr0.92Co0.08O3 was obtained by combustion synthesis. Aqueous suspensions were prepared to solids loading ranging from 8 to 17.5 vol.%, using ammonium polyacrylate (PAA) as polyelectrolyte/dispersant and tetramethylammonium hydroxide (TMAH) to assure basic pH. The influence of the additives concentrations and suspension ball milling time were studied. Suspensions prepared with 24 h ball milling, with 3 wt.% and 1 wt.%, of PAA and TMAH respectively, yielded the best conditions for successful slip casting, leading to relatively dense sintered materials.