Produtos cerâmicos à base de alumina (Al2O3), zircônia (ZrO2) e/ou carbeto de silício (SiC) têm grande utilização em várias áreas e com diferentes formas que vão desde corpos sinterizados até pós abrasivos. As etapas fundamentais do processamento para a fabricação de cerâmicas são sua mistura e conformação. A conformação cerâmica pode ser feita por vários métodos e o sucesso da utilização destas técnicas depende fundamentalmente do conhecimento das propriedades eletrocinéticas da dispersão de partículas com seus aditivos. Este trabalho teve como objetivo o estudo das características eletrocinéticas de dispersões de Al2O3, ZrO2 ou SiC em etanol, analisando a formação de cargas devido à adsorção específica de aditivos (como íons Al3+ para o caso da Al2O3 ou SiC) e a influência de outro aditivo como polivinil butiral (PVB) na estabilidade da dispersão. Podemos constatar que para os três sistemas ocorre adsorção do PVB, e que o mesmo adsorve preferencialmente quando a superfície da partícula está carregada positivamente, situação que para o ZrO2-MgO ocorre espontaneamente quando adicionado em etanol, já para o caso do Al2O3 e SiC consegue-se adicionando uma solução alcóolica de Al(NO3)3 promovendo adsorção de íons Al3+.

Alumina (Al2O3), zirconia (ZrO2) and silicon carbide (SiC) based ceramics have a large number of applications in the ceramic industry. Among the most relevant stages of the fabrication process of these materials, mixture and shaping deserve special attention. The success of these stages depends on the knowledgement of the suspension electrokinetics properties containing the appropriate additives. In this work, the electrokinetics properties of ethanolic suspensions of Al2O3, ZrO2 or SiC were studied as a function of the adsorption of specific additives. Al3+ was tested on Al2O3 and SiC suspensions, and polyvinylbutyral (PVB) was tested on all suspensions to evaluate its influence on the suspension stability. It was shown that PVB is adsorbed on the surface of all powders under experiment, and its adsorption was observed to be higher when the surface was positively charged. These surface positive charges were spontaneously generated on ZrO2-MgO ethanol suspension. However on Al2O3 and SiC, this surface situation was only achieved after the adsorption of Al3+.

Trabalhos realizados em vários sistemas de óxidos cerâmicos têm demonstrado que a segregação dos íons durante a síntese de materiais cerâmicos pelo método Pechini tem conseqüências muito importantes tanto para a morfologia dos pós como para a sinterização. Este trabalho tem como objetivo estabelecer a influência da segregação/solubilização do MgO na morfologia e na sinterização de pós à base de ZrO2. O estudo foi realizado em pós preparados por síntese química derivada do método Pechini a 500 °C por 15 h. Observa-se que para concentrações de MgO até o limite de solubilidade no ZrO2 ocorre o crescimento de partículas e uma diminuição da área de superfície específica por causa da solubilização e do aumento do coeficiente de difusão pela geração de vacâncias de oxigênio. Contudo, após o limite de solubilidade, ocorre um aumento gradual da área de superfície específica devido à segregação dos íons na superfície dos pós e à diminuição da energia de superfície. Concentrações de MgO até 60 % molar foram utilizadas e áreas de superfície específica tão elevadas quanto 120 m²/g foram obtidas, mas as fases cristalinas formadas foram exclusivamente da zircônia solução sólida sem a presença de fases cristalinas de MgO.

Studies carried out in several ceramic oxide systems have shown that segregation of ions during synthesis of ceramic materials by the Pechini's method has important morphology consequences for the powder. The aim of this paper is to establish the influence of the MgO segregation/solubilization on the morphology of ZrO2 powders. The study was performed in powders prepared by chemical synthesis derived from the Pechini's method at 500 ºC for 15 h. It is observed that MgO concentrations up to the solubility limit promote ZrO2 particle coarsening and a reduction of specific surface area by increasing the diffusion coefficient. However, MgO amounts higher than the solubility limit increase the specific surface area due to the segregation of Mg ions onto powder surfaces, and the decrease of surface energy. MgO concentrations as high as 60 mol % were used and specific surface areas about 120 m²/g were achieved. However, only zirconia solid solution crystalline phase was observed, without MgO crystalline phases.

A conformação dos pós cerâmicos pode ser realizada através de diferentes técnicas as quais determinam as características finais dos produtos. Embora sejam citadas várias técnicas de síntese e de conformação de materiais cerâmicos, a literatura científica apresenta uma carência de informação a respeito da influência destes processos nas características superficiais dos materiais, como por exemplo, contaminações provenientes da rota de síntese. Vários autores já constataram a influência da contaminação, particularmente superficial, nas propriedades finais de vários materiais cerâmicos. A técnica mais utilizada para a remoção de contaminantes superficiais baseia-se em lavagens com água. Neste trabalho é apresentado um novo procedimento de lavagem para um pó de ZrO2 de fabricação nacional. Dois procedimentos de lavagem foram realizados para comparação: um com água deionizada e outro com uma solução de NH4OH a pH = 8,5. O novo procedimento foi estabelecido a partir dos resultados da caracterização eletrocinética da dispersão de ZrO2 em função do pH. Neste caso, as lavagens foram mais eficientes proporcionando a limpeza da superfície do ZrO2. A análise do comportamento eletrocinético também revelou que as lavagens introduzem alterações superficiais significativas.

The casting of ceramic powders can be realized by using distinct techniques, which determine the final characteristics of the products. Although many synthesis and cast techniques have been quoted, the scientific literature shows a need for information about the influence of these processes on the materials surface features, as an example, contaminations originated from the synthesis route. Several authors have already remarked the influence of the contamination, particularly superficial, on the final properties of many ceramic materials. The most used technique for surface impurities removal is based on washings with water. In this work it is drawn a new cleanliness procedure for a ZrO2 powder of national manufacture. Two washing procedures were carried out for comparison: one with deionized water and another with a NH4OH solution at pH = 8.5. The new procedure was established from the electrokinetic characterization results of the ZrO2 dispersion as a function of the pH. In this case, the washings were more efficient affording the cleanliness of the ZrO2 surface. The electrokinetic behavior analysis also revealed that washings introduce significant surface changes.

A utilização de suspensões como etapa intermediária no processamento da mistura ZrO2-MgO surge como uma alternativa para a obtenção de homogeneidade no produto final. Emerge daí uma relação entre o controle da estabilidade destas suspensões e a obtenção de homogeneidade no produto. O comportamento de suspensões de misturas de óxidos é dependente da característica físico-química da superfície de cada componente, bem como da sua quantidade relativa. Neste trabalho foi estudado o comportamento de cada componente da mistura ZrO2-MgO isoladamente, em suspensão aquosa e etílica, e da mistura em si. Em suspensão etílica, o ZrO2 apresentou elevado potencial negativo, enquanto o MgO, potencial positivo. A explicação destes fenômenos foi relatada mediante análises de espectroscopia de infravermelho por reflectância difusa (DRIFT), revelando reação entre o solvente e a superfície dos óxidos em estudo. É proposto um novo mecanismo para o efeito desaglomerante das suspensões etílicas de ZrO2, em função do elevado potencial eletrostático da suspensão. Por fim, o estudo da suspensão da mistura dos dois materiais na proporção de 3% em massa de MgO (~8,6% em mol) mostrou que, tanto o paH quanto o potencial zeta finais são determinados pela superfície deste último óxido, mesmo estando ele em menor quantidade.

The use of suspensions as an intermediate step in the processing of the ZrO2-MgO mixture arises as an alternative to obtain homogeneity on the final product. A relationship between the stability control of this suspensions and the achievement of homogeneity on the product may be established. The behavior of oxide mixture suspensions depends on the physical-chemical characteristic and of the relative content of each component. In this work the behavior of each component of the ZrO2-MgO mixture was studied, either in aqueous or ethylic suspension, and also the behavior of the mixture. Zirconium oxide in ethylic suspension shows a highly negative potential; Magnesium oxide, on the other hand, shows a positive potential. The explanation was found after Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform (DRIFT) spectroscopy measurements, revealing a reaction between the solvent and surface of the oxides. A new mechanism for the desagglomeration effect of the ZrO2 ethylic suspensions, as a function of the highly electrostatic potential of the suspension is proposed. The study of suspensions of a mixture of both oxides for 3 wt% of MgO (~ 8.6 mol%) content shows that the final paH as well as the zeta potential are determined by the surface characteristics of the latter, even being the minor component in the mixture.