AbstractSingle-cycle firing is currently the most widespread method used for the production of ceramic tile. The productivity is directly related to the performance of the constituent materials of the ceramic piece during thermal cycling. Numerical tools which allow the prediction of the material behavior may be of great help in the optimization of this stage. This study addressed the mathematical modeling of the temperature profile within a ceramic tile, together with the sintering kinetics, to simulate the effect of the thermal cycle on the final size. On the laboratory scale, 80 mm x 20 mm specimens with thicknesses of 2.3 mm and 7.8 mm were prepared in order to determine the kinetic constants and validate the model. The application was carried out on an industrial scale, with 450 mm x 450 mm pieces that were 8.0 mm thick. These results show that the model was capable of predicting the experimental results satisfactorily.

Materiais cerâmicos possuem interesse técnico e comercial devido ao seu desempenho químico, mecânico e térmico, cumprindo diversos requisitos de engenharia. O óxido de alumínio (alumina) é um dos principais representantes desta classe de materiais devido, por exemplo, a sua elevada tenacidade, dureza e densidade, podendo ser aplicado na produção de peças de alta tecnologia. Uma destas aplicações envolve o emprego como material de proteção contra o desgaste abrasivo e erosivo. As propriedades em relação ao desgaste de um material cerâmico podem ser melhoradas não só levando-se em conta as características do material utilizado, mas também se deve ao processo de fabricação que define a sua microestrutura final. Inúmeros trabalhos relacionados à influência da microestrutura em suas propriedades têm sido publicados. Assim, este trabalho tem como objetivo apresentar uma revisão sobre a influência da microestrutura na resistência ao desgaste erosivo de cerâmicas a base de alumina. Quatro fatores que interferem no desgaste erosivo da alumina foram identificados: i) efeito da utilização de dopantes sobre a difusividade no contorno de grão; ii) efeito da rota de fabricação; iii) influência dos mecanismos de sinterização; e iv) influência do tamanho de grão da alumina. Os resultados experimentais relacionados aos tópicos acima são descritos e permitem uma compreensão clara sobre o desgaste erosivo de aluminas.

Ceramic materials are of technical and commercial interest due to their chemical, mechanical and thermal performance, leading ceramics to meet many engineering requirements. Alumina (aluminum oxide) is one of the primary representatives of this class of materials because of its high fracture toughness, hardness and density, which enable its use in the production of highly critical parts. One such application involves protection against abrasion and erosion wear. The wear properties of a ceramic can be improved not only by controlling its material characteristics but also by controlling the fabrication process, which defines the material's microstructure. Many studies of the effects of the microstructure on these properties have been published. The objective of this study was to review the effects of the microstructure on the erosive wear resistance of alumina-based ceramics. Four factors that control the erosive wear of alumina were identified: (i) the effects of dopants on the diffusivity of the grain boundaries, (ii) the fabrication route, (iii) the sintering mechanisms and (iv) the alumina grain size. The published experimental results related to these topics are described and provide a clear understanding of the erosive wear of alumina.

Este trabalho corresponde à segunda parte da revisão das superfícies fotocatalíticas de titânia em substratos cerâmicos. Nesta parte, são descritos os principais fatores que influenciam na obtenção da fase anatase como: substrato, processos de deposição e tratamento térmico. Nos substratos que apresentam superfícies ásperas há uma maior eficiência fotocatalítica devido a sua maior área de contato. Os processos de deposição mais comumente utilizados em superfícies cerâmicas são: magnetron sputtering, dip coating, spin coating, serigrafia plana, pulverização, incavografia e impressão digital. Com relação ao tratamento térmico do dióxido de titânio, em todas as temperaturas e pressões a fase rutilo é a mais estável. A fase anatase é metaestável atingindo a estabilidade apenas em temperaturas baixas. A transformação de fase anatase para rutilo é gradual não apresentando uma temperatura definida.

This work corresponds to the second part of the review of photocatalytic titania surface on ceramic substrates. In this review, the main factors that influence the production of anatase as the influence of substrate, deposition and heat treatment processes. In substrates with rough surfaces, higher photocatalytic efficiency is reported due to the higher contact area. Deposition processes commonly used in ceramic surfaces are: magnetron sputtering, dip coating, spin coating, screen printing, silk screen, powder spraying, rotocolor and digital printing. After heat treating the titanium dioxide, it can be seen that at all temperatures and pressures rutile is more stable as anatase. The later is metastable achieving stability only at low temperatures. The transformation from anatase to rutile occurs gradually in a broad temperature range.

A fotocatálise é um processo de oxidação avançada capaz de transformar uma grande variedade de poluentes orgânicos tóxicos em substâncias inofensivas em condições ambientes. Porém, a utilização do dióxido de titânio na fase anatase em produtos cerâmicos é limitada devido à transformação para fase rutilo em temperaturas superiores a 400 °C. As pesquisas apontam caminhos promissores para inibir a formação da fase rutilo através da introdução de dopantes na estrutura do semicondutor. Neste trabalho, foi realizada uma revisão dos principais aspectos encontrados na literatura especializada sobre fotocatálise com dióxido de titânio, em particular a relação entre estrutura química e atividade fotocatalítica.

Photocatalysis has been considered as an advanced oxidation process capable of transforming a large variety of toxic organic pollutants into harmless substances at ambient conditions. However, the use of titanium dioxide as anatase in ceramic products is limited due to transformation to rutile at temperatures higher than 400 ºC. The studies show promising ways for inhibiting the formation of rutile through the introduction of dopants in the semiconductor structure. This work is a review of the main aspects found in specialized literature with photocatalytic titanium dioxide, particularly the relationship between chemical structure and photocatalytic activity.