A utilização da energia de micro-ondas no processamento de materiais cerâmicos apresenta vantagens quanto ao tempo de processo e homogeneidade microestrutural. Este trabalho tem como objetivo estudar a monoqueima de porcelanas de decoração esmaltada em um substrato de geometria complexa utilizando o aquecimento ultrarrápido híbrido por micro-ondas. As peças foram conformadas por colagem de barbotina e, ainda a verde, esmaltadas por imersão e queimadas pelo processo de monoqueima em forno convencional e em forno de micro-ondas. As peças queimadas por micro-ondas apresentaram características físicas, como aparência da superfície, adesão do esmalte, densidade aparente e resistência mecânica igual ou superior ao processo convencional de queima em apenas 24 min, equivalente a menos de 10% do tempo utilizado na sinterização convencional.

The use of microwave energy in ceramic processing offers advantages such as shorter processing times and high structural homogeneity. The purpose of this work is to produce glazed porcelain samples by microwave hybrid sintering. Glazed porcelain samples with complex geometry were formed by slip casting, green glazed by immersion and subjected to one-step microwave and conventional sintering. The microwave sintered samples presented the same or superior physical characteristics of surface appearance, glass adhesion, apparent density and porosity, and modulus of rupture than the conventionally sintered samples in only 24 min of total sintering time, i.e., less than 10% of the conventional sintering time.

A sinterização ultrarrápida por micro-ondas é uma técnica que oferece enorme potencial para a fabricação de diversos materiais cerâmicos com microestruturas cerâmicas diferenciadas. Assim, este trabalho teve por objetivo sinterizar compósitos cerâmicos do tipo mulita-cordierita em forno de micro-ondas. Para realizar essa pesquisa, foi utilizado um compósito 60%mulita-40%cordierita, originário da empresa Scimarec Co. Amostras desse compósito foram sinterizadas em forno convencional e por sinterização ultrarrápida em forno de micro-ondas. A caracterização foi feita por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e determinação de densidade aparente. A sinterização ultrarápida do compósito por micro-ondas foi realizada em menos de 10% do tempo gasto para realizar a sinterização convencional e apresentou mesmos mecanismos de sinterização com potencia e tempo controlados.

Microwave fast sintering is a technique with a huge potential for the manufacture of a variety of ceramic materials with controlled ceramic microstructures. The objective of the present work was the microwave fast sintering of mullite-cordierite type ceramic composites in a microwave oven and to examine the influence of power and sintering time on the material. In this research, we used an industrial 60%mullite-40%cordierite composite. Samples of the composite were sintered by the conventional and microwave routes, after which they were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, and their density determined. The microwave fast sintering process took less than 10% of the time required for conventional sintering and showed the same sintering mechanisms with power and time controlled.

A mulita tem se tornado um material forte candidato para uso como cerâmica avançada e funcional. Nesse sentido, muito interesse tem sido devotado no estudo de aditivos de sinterização. Assim, este trabalho tem por objetivo analisar a influência do Y2O3 na queima rápida de mulita comercial. Pó de mulita comercial foi dopado com 0,5, 1,0 e 2,0% de Y2O3 prensado isostaticamente e submetida a ciclos de sinterização rápida a 1600 ºC. Foi determinada a densidade dos corpos sinterizados e executada sua análise por difração de raios X e microscopia eletrônica. A sinterização rápida da mulita gera corpos com baixa densidade, enquanto a adição de Y2O3 possibilita atingir elevadas densificações nos corpos mulíticos. O aumento do teor de Y2O3 não provoca alterações significativas na distribuição de tamanho de grão da mulita quando de sua sinterização rápida. Elevadas taxas de aquecimento permitem a obtenção de microestruturas com distribuições de tamanho de grão mais estreitas.

Mullite has become a strong candidate material for advanced structural and functional ceramics. Much interest has recently focused on sintering aids for mullite. The aim of this work was to evaluate Y2O3 influence on rapid sintering of commercial mullite. Mullite powder was doped with Y2O3, pressed under a cold isostatic pressure and fast sintered at 1600 ºC. Sintered mullite was characterized by density determination, X ray diffraction and electronic microscopy. Rapid sintering produces low density mullite bodies, however, Y2O3 addition significantly increase the densification of fast fired doped bodies. Rise of Y2O3 content do not alter the grain size distribution of rapid sintered mullite. High heating rates produce microstructures with narrower grain size distributions.

O Estado da Paraíba possui jazidas de bentonitas utilizadas comercialmente em uma vasta gama de setores tecnológicos. No entanto, esses jazimentos estão se exaurindo após dezenas de anos de exploração. Assim, este trabalho tem por objetivo a caracterização físico-mineralógica de bentonitas recentemente descobertas no município de Cubati, PB. As amostras estudadas foram secas a 60 ºC e caracterizadas por meio de fluorescência de raios X, picnometria de He, determinação da distribuição de tamanho de partículas, difração de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados evidenciaram que as amostras são bentonitas policatiônicas, apresentando teores de MgO, CaO e K2O semelhantes aos de outras bentonitas sul-americanas e que são constituídas por argilomineral esmectítico e por quartzo e caulinita. As amostras apresentaram frações de partículas abaixo a 2 μm variando entre 31 e 41%, estando, no entanto, em elevado estado de aglomeração.

The bentonites of the State of Paraíba, Brazil, are commercially uses in numerous technological sectors. However, these bentonite deposits are becoming exhausted due to several years of exploitation. Thus, the aim of this work was to characterize bentonite clays recently discovered in the Cubaty town, Paraíba. The samples were dried at 60ºC and characterized through X-ray fluorescence, He picnometry, determination of the particle size distribution, X-ray diffraction, thermal differential and gravimetric analyzes and scanning electronic microscopy. The results showed that the samples are polycationic bentonite clays containing amounts of MgO, CaO and K2O similar to those of other South American bentonites and are composed of smectite, kaolinite and quartz. The samples had particle-accumulated fractions under 2 μm ranging from 31 to 41%, however, the particles were in a very agglomerated state.

O grande volume de produção de arroz no mundo gera uma enorme quantidade de rejeito na forma de cascas e de cinzas oriundas da queima da casca. Esses resíduos são fontes de poluição e contaminação, podendo agredir diretamente a saúde da população. Assim, esse trabalho tem por objetivo a obtenção de mulita porosa a partir da sílica da casca de arroz e do acetato de alumínio. O resíduo foi física e quimicamente caracterizado e em seguida misturado com acetato de alumínio para a produção do precursor da mulita. O material precursor foi caracterizado termicamente e com base nos resultados foi calcinado a 850 ºC e 1200 ºC. Os corpos de prova foram queimados a 1500 ºC e 1600 ºC e caracterizados pela determinação de sua porosidade aparente, absorção de água e densidade aparente e por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados indicaram que a sílica é constituída por material amorfo e aglomerados micrométricos de partículas submicrométricas e nanométricas. Com base nos resultados conclui-se que a sílica obtida da casca de arroz e o acetato de alumínio podem ser utilizados com sucesso para a produção de corpos mulíticos porosos com porosidades superiores a 48%.

The production of rice around the world generates large amounts of waste in the form of husks and ashes from husks burning, which are sources of environmental contamination and pollution. The aim of this work was obtain porous mullite bodies using the silica from the rice husk and aluminum acetate. The waste material was physically and chemically characterized. The mullite precursor was produced mixing the waste and aluminum acetate. The thermal behavior of mullite precursor was described. The precursor was fired at 850 ºC and 1200 ºC and sample bodies were sintered at 1500 and 1600 ºC. Sintered samples were characterized to determine their apparent porosity, water absorption, apparent density, and microstructurally analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results indicated that the silica obtained form the rice husk was composed of amorphous material and agglomerates of submicrometer and nanometer particles. The silica and the aluminium acetate can be successfully used as alternative raw materials for the production of mullite ceramics with porosities higher than 48%.

O aquecimento utilizando microondas possui muitas vantagens com relação aos métodos convencionais de aquecimento, como redução no tempo de processamento, economia de energia e melhora na uniformidade microestrutural dos corpos cerâmicos. Assim esse trabalho tem por objetivo a utilização da sinterização híbrida com microondas na queima rápida de materiais cerâmicos. Foram utilizados materiais que requerem altas temperaturas para densificação. Foram sinterizados materiais que apresentam bruscas e acentuadas mudanças nas suas propriedades dielétricas com a elevação da temperatura, zircônia, e materiais com baixas perdas dielétricas na temperatura ambiente, que apresentam dificuldades de aquecimento com microondas em baixas temperaturas, alumina e mulita. Foi utilizando material susceptor como agente auxiliar de aquecimento. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que o sistema de sinterização híbrida desenvolvido pode ser utilizado com sucesso na sinterização rápida e uniforme dos materiais estudados, sendo possível a sinterização de zircônia em ciclos de 20 min, mulita em ciclos de 16 min e alumina em ciclos de 40 min.

Thermal processing by microwaves offers several advantages over conventional heating methods, such as shorter processing times, energy savings and improved microstructural homogeneity of ceramic bodies. Thus, this work focused on the fast hybrid microwave sintering of ceramic materials that require high sintering temperatures for densification. The materials studied here were zirconia, which displays abrupt and severe increases in dielectric loss with rising temperature, and alumina and mullite, which show low dielectric losses at ambient temperature and are difficult to microwave at low temperatures. A susceptor was used as an auxiliary heating agent. The results indicate that the sintering system developed here can be used efficiently for the rapid, homogeneous sintering of all the ceramics in question. Zirconia was sintered in 20 min, mullite in 16 min and alumina in 40 min heating cycles.

O processamento de materiais baseado no aquecimento por meio de energia de microondas vem ganhado a cada dia mais destaque e importância em várias aplicações, em virtude de uma série de vantagens em potenciais frente aos métodos convencionais de aquecimento. Assim, esse trabalho tem por objetivo a utilização da sinterização híbrida com microondas na queima rápida de materiais cerâmicos. Foram estudados materiais que requerem baixas temperaturas para densificação. Foram sinterizados materiais com elevada perda dielétrica, varistores ZnO-CuO e ferrita, e materiais que apresentam mudanças bruscas no comportamento dielétrico com o aumento de temperatura, com pequena perda dielétrica na temperatura ambiente, mas perda elevada em altas temperaturas, porcelanas. Foi utilizado material susceptor como agente auxiliar de aquecimento. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que o sistema de sinterização desenvolvido pode ser utilizado com eficiência na sinterização rápida e uniforme de todos os materiais estudados, independentemente das características particulares de sinterização em microondas desses materiais, sendo possível o uso de tempos de processamento semelhantes ou inferiores aos observados na literatura abordando o aquecimento rápido com microondas.

The use of microwave energy to process materials has gained increasing importance in many industrial applications due to its potential advantages over conventional heating methods. The work reported here consisted of fast hybrid microwave sintering of ceramic materials requiring low sintering temperatures for densification. The sintered materials showing high dielectric losses were ZnO-CuO varistors and ferrite, while those presenting sharp increases in dielectric loss with rising temperatures, i.e., low dielectric loss at ambient temperature and high loss at elevated temperatures, were porcelain bodies. A susceptor was used as an auxiliary heating agent. The results indicate that the sintering system developed here can be used efficiently for the rapid, uniform sintering of all the ceramics in question. The microwave sintering involved similar and shorter times than those reported in the literature for fast microwave sintering of ceramics.

O processamento de materiais baseado no aquecimento por meio de energia de microondas vem ganhado a cada dia mais destaque e importância em várias aplicações industriais, em virtude de uma série de vantagens em potenciais frente aos métodos convencionais de aquecimento. Na sinterização de materiais cerâmicos o uso de microondas permite redução no tempo de processamento, economia de energia e melhora na uniformidade microestrutural dos corpos cerâmicos. Como conseqüência das vantagens frente às técnicas de aquecimentos convencionais, a sinterização usando microondas vem sendo estudada por vários grupos de pesquisa em todo o mundo. Entretanto, os benefícios do uso das microondas só são obtidos quando a sinterização é realizada com o controle e entendimento científico de uma série de parâmetros e aspectos envolvidos no processo. Assim, esse trabalho tem por objetivo abordar aspectos científicos fundamentais do processo de sinterização de cerâmicas usando microondas, enfocando particularmente a interação matéria/microondas, aspectos peculiares do processo e a técnica de sinterização híbrida.

Processing of materials based on heating by microwave energy has gained increasing importance in many industrial applications due to its potential advantages over conventional heating methods. In the sintering of ceramic materials, the use of microwave energy decreases the processing time, saves energy and improves the microstructural homogeneity of ceramic bodies. These advantages have motivated various research groups around the world to study microwave sintering. However, the benefits deriving from the use of microwaves depend on the control and scientific understanding of the parameters and aspects of the process. This paper offers a review of the fundamental scientific aspects of microwave sintering of ceramics, focusing on the interaction between materials and microwaves and highlighting particular points of the hybrid sintering process and methodology.