O desenvolvimento de nanocompósitos para recobrimento de superfícies de partículas tem sido alvo de inúmeras pesquisas, devido ao fato de que novas e incomuns propriedades físicas e químicas, ausentes em tamanho macro e microscópico, são observadas nesses novos nanomateriais. Este trabalho apresenta o procedimento de preparação de nanocompósitos à base de nanoargila de haloisita nanorecoberta com TiO2 e Ni, usando o método dos precursores poliméricos. Através dessa síntese foram obtidas partículas de tamanho médio variando entre 7 e 35 nm. Os produtos obtidos foram caracterizados por fisissorção de N2 a 77 K, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão de alta ressolução. Os resultados mostram que a obtenção do nanorecobrimento é uma estratégia altamente promissora para a fabricação de novos compósitos, baseados em TiO2/Ni na superfície da argila, com aplicações tecnológicas.

The development of nanocomposites for surface coating of particles have been the main focus of research in several areas. The new unusual physical and chemical properties absent in the same material in macro and microscopic size are observed in these new nanomaterials. This work presents a procedure for preparation of nanocomposites based on "halloysite nanoclay" particles nanocoated with TiO2 and Ni, using the polymeric precursor method. By means of this synthesis, particle size ranging between 7 and 35 nm were obtained. The products were characterized by size, physisorption of N2 at 77 K, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and high resolution transmission electron microscopy. The results show that the preparation of nanocoatings is a highly promising strategy for the fabrication of novel composites based on TiO2/Ni on clay surfaces with technological applications.

A adição de ZnO em sistemas de SnO2 faz com que estas cerâmicas atinjam elevada densificação quando adicionadas em baixas concentrações. Neste trabalho estudou-se o comportamento da adição do óxido de zinco desde 0,5 até 2,0 mol%. Desta forma, podese verificar que na sinterização em dilatômetro até 1365 ºC a adição de até 1,5 mol% favorece a densificação da cerâmica e, quando a adição do ZnO é superior a essa concentração o efeito densificante passa a ter um caráter reduzido em 14% da retração linear. Tal comportamento justificou-se pela formação de uma segunda fase de estanato de zinco em quantidade próxima a 2 mol% de ZnO quando analisado por difração de raios X.

Small ZnO additions in SnO2 systems result in ceramics with high densification. The aim of this work is to study the behavior of zinc addition ranging from 0.5 to 2 mol% SnO2 obtained by the Pechini method. The addition of 1.5 mol% ZnO assisted in the densification of the ceramic. However, further additions inhibited the process reducing the linear shrinkage by 14%. This behavior is justified by the formation of a second phase of zinc stannate in quantities close to 2 mol% as estimated by X-ray diffraction determining the lattice parameters of the SnO2-ZnO system.

Pós de ZrSiO4 dopado com cobalto foram sintetizados por meio do método dos precursores poliméricos para obtenção de pigmentos cerâmicos. O efeito de diferentes concentrações de Co2+ na transição de fase t-ZrO2 para ZrSiO4 foi estudado por meio de difração de raios X e análise térmica diferencial. Resultados de espectroscopia na região do UV-visível permitiram comparar o deslocamento de bandas em função da transição de fase. Além disso, foi realizado um estudo de estabilidade térmica e intensidade da alteração de cor do azul ao vermelho dos pós sintetizados em função da presença de cobalto e temperatura de calcinação, sendo estes parâmetros comparados com a transição de fase. Os resultados obtidos permitem identificar a transição de fase t-ZrO2 para ZrSiO4.

Co-doped ZrSiO4 powders were synthesized by the polymeric precursor method to obtain ceramic pigments. The effect of different Co2+ contents on the t-ZrO2 to ZrSiO4 phase transition was studied by X-ray diffraction and differential thermal analysis. UV-Vis spectroscopy of the samples allowed comparing the band shift with the phase transition. Moreover, a study of the thermal stability and intensity of the blue to red color change of the synthesized powders with the presence of cobalt in relation to the calcination temperature was accomplished and compared to the phase transition. The results allowed to identify the t-ZrO2 to ZrSiO4 phase transition.

Foi proposto um modelo para o processo de gresificação de massas cerâmicas de grés porcelânico, baseado na correlação entre a porosidade e os componentes da massa e sua evolução com a temperatura. A aplicação do modelo foi realizada empregando uma frita especialmente desenvolvida como fundente e uma composição otimizada de argila e caulim. Assim, desenvolveu-se uma massa de grés porcelânico de baixa temperatura de queima (~1150 ºC) e uma faixa de estabilidade dimensional de aproximadamente 100 ºC.

A model was proposed for the vitrification process of ceramic bodies for porcelain stoneware tiles, based on the correlation among the porosity and the mixture components and its evolution with temperature. The application of the model was accomplished using a frit especially designed as flux and an optimized composition of clay and kaolin. Accordingly, a porcelain stoneware tile body for low firing temperature (~ 1150 ºC) and a dimensional stability range of approximately 100 ºC has been developed.

A partir do uso de matérias-primas convencionais e não convencionais, foram formuladas diversas séries de massas cerâmicas para revestimentos gresificados (isto é, sem carbonato), obtendo seus diagramas de gresificação (absorção de água e retração linear em função da temperatura). As alterações mineralógicas e microestruturais das massas devidas ao processo de queima foram acompanhadas por Microscopia Eletrônica de Varredura. Os resultados mostram que a partir de diferentes tipos de matérias-primas, não só é possível obter massas cerâmicas de grés porcelânico, como também a diminuição da temperatura máxima de queima, mantendo a estabilidade dimensional.

Starting from the use of conventional and non-conventional raw materials, several series of ceramic bodies were formulated for vitrified ceramic tiles (that is, without carbonate), obtaining vitrification curves (water absorption and linear shrinkage as a function of temperature). The mineralogical and microstructural alterations due to the firing process were accompanied by Scanning Electron Microscopy. The results show that starting from different types of raw materials, not only it is possible to obtain ceramic bodies for porcelain tiles, but also the decrease of the maximum firing temperature, maintaining the dimensional stability.

A partir de argilas de uso industrial, foram estudadas por ATD, ATG, MEV e DRX as alterações mineralógicas, microestruturais e dimensionais ocorridas com o incremento da temperatura. Com os dados de absorção de água e de retração linear foram obtidos diagramas de gresificação, propondo uma metodologia de seleção de matérias-primas para aplicação a novas massas cerâmicas.

Starting from clays of industrial use, the mineralogical, microestrutural and dimensional alterations for increasing temperatures were studied by Differential Thermal Analysis, Thermogravimetric Analysis, Scanning Electron Microscopy and X-Ray Diffraction. Vitrification diagrams were obtained from water absorption and linear shrinkage data, a methodology of selection of raw materials for application to new ceramic bodies being proposed.

No processo de monoqueima para produção de revestimentos cerâmicos, o aparecimento do "coração negro" ocorre sob determinadas condições de matérias-primas utilizadas e parâmetros do processo industrial. Neste sentido, decidimos pesquisar os efeitos de uma atmosfera enriquecida com oxigênio para minimizar defeitos como o "coração negro", com o objetivo de reduzir o ciclo de queima. Foram realizadas uma completa caracterização física e química das matérias-primas utilizadas. Os corpos de prova foram queimados em um forno de laboratório tipo câmara, eletricamente aquecido, com controle de atmosfera, e simulação do processo de queima rápida. Fluxos de uma mistura de oxigênio e/ou misturas de oxigênio foram continuamente adicionados no forno por dois diferentes métodos. A tendência da eliminação do coração negro em função da atmosfera do forno foi avaliada pela medida da relação de volumes de coração negro e volume total da amostra. Os resultados, conforme o modelo proposto, mostram que o efeito da atmosfera enriquecida com oxigênio segue as equações determinadas pelos modelos cinéticos de reação de oxi-redução, que neste caso, determina a evolução da eliminação do defeito "coração negro" em função da atmosfera modificada com oxigênio introduzida no forno. Isto indica que além de melhorar a qualidade do produto final, pode-se aumentar a produtividade, reduzindo o ciclo de queima.

In the single firing process for the production of ceramic tiles, the appearance of the "black core" defect occurs under determined conditions of raw materials and parameters of the industrial process. It was then decided to investigate the effects of an oxygen enriched atmosphere for minimizing the occurrence of defects such as "black core", with the goal of reducing the firing cycle. A complete physical and chemical characterization of the used raw materials was carried out. Raw material samples were fired in an electrically heated laboratory kiln of the chamber type. It presents controlled atmosphere and is able to simulate the fast firing process. Flows of pure oxygen and/or of oxygen blends were continuously introduced into the kiln, using two different methods. The tendency for eliminating the "black core" was assessed by measuring the ratio between the "black core" volume and the overall volume of the sample. The results, obtained upon the use of the proposed method of oxygen addition, show that the effect of the oxygen enriched atmosphere follows the equations determined by the kinetic models of the oxi-reduction reactions, which in this case determines the pattern of elimination of the "black core" defect as a function of the atmosphere modified by the oxygen introduced into the kiln. This indicates that besides improving the quality of the final product, it is possible to increase the productivity, reducing the firing cycle.