The use of thin films as solid lubricating makes it an excellent option for controlling wear and friction under certain operating conditions, in addition to not harming the environment. Thus, this work aims to study plasma deposition with a cathodic cage of MoS2 thin films on AISI 1020 steel substrates. From the adaptation of the cathode Cage named cathode cylinders, the samples were treated in cathodic and floating potential with temperatures of 300 °C, 350 °C, and 400 °C in an argon atmosphere. After the treatments, they were subjected to chemical analysis by X-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy, in addition to a calotest tribological test. Also, it was possible to quantify the coating thickness using scanning electron microscopy (SEM). In general, the results indicated success in the deposition of molybdenum disulfide in all samples treated at fluctuating potential, as it is possible to visualize in the XRD since it indicated the presence of peaks referring to MoS2 and its compounds, in addition to an expressive reduction in wear through the calotest test. conditions environment Thus MoS 102 substrates cylinders 30 C 35 40 atmosphere treatments Xray X ray (XRD spectroscopy test Also SEM. SEM . (SEM) general compounds 10 3 4 (SEM 1

A dolomita é um mineral encontrado em abundância no estado do Piauí, ao mesmo tempo é desconsiderada pela indústria cerâmica. A sua formação química-mineralógica aponta para uma potencialidade de aplicação em massa cerâmica de revestimento, devido à presença de óxidos fundentes e outros capazes de formar novas fases cristalinas que contribuem na melhoria da estabilidade dimensional e resistência mecânica dos corpos cerâmicos. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a potencialidade do uso de um carbonato dolomítico na produção de cerâmica de revestimento de base vermelha. Para isso foram caracterizadas uma massa cerâmica usada na produção de revestimento semiporoso e dolomita oriunda de uma jazida piauiense. O carbonato foi adicionado à massa industrial em diferentes teores e as formulações foram queimadas em três temperaturas: 1080 ºC, 1120 ºC e 1160 ºC. Foram realizados nos corpos de prova queimados ensaios tecnológicos de retração linear, absorção de água, massa específica aparente e resistência mecânica. A microestrutura foi avaliada através de análise por difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram potencialidade da aplicação da dolomita piauiense em massa de revestimento cerâmico.

Although dolomite is abundant in the Brazilian northern state of Piauí, it has not been used by the local ceramic industry. As a result of its chemical and mineralogical characteristics, dolomite can be used in the fabrication of glazed ceramics. Among the potential benefits, the presence of flux oxides and other constituents may improve dimensional stability and mechanical strength of the ceramic. This study aimed at evaluating the addition of dolomitic carbonate to red ceramic mass for the production of glazed ceramics. To that end, different contents of carbonate were added to an industrial ceramic mass traditionally used in the local production of semiporous glazed ceramics. Samples were fired at three temperatures: 1080 ºC, 1120 ºC, and 1160 ºC. Linear shrinkage, water absorption, apparent specific gravity, mechanical strength and microstructural evaluation were all carried out. The results showed the potential application of Piauí dolomite in ceramic tile.

Zircônia tetragonal estabilizada com ítria foi mecanicamente metalizada com titânio e a condição de molhamento avaliada com as ligas convencionais Ag-28Cu e Au-18Ni. Estas dissolveram o revestimento de titânio para uma completa distribuição deste metal ativo na superfície cerâmica, gerando uma liga ativa in situ e possibilitando adequadas ligações químicas ao metal base na temperatura de união. Os melhores resultados de molhamento foram selecionados para brasagem indireta em forno de alto-vácuo nas juntas ZrO2/Ti-6Al-4V. Testes de detecção de vazamento de gás hélio foram realizados na interface de união das juntas; amostras removidas na seção transversal de juntas estanques foram examinadas por técnicas de análise microestrutural. Formou-se uma camada escura adjacente à cerâmica metalizada, responsável pelo molhamento ocasionado pela liga Ag-28Cu. Entretanto, o uso da liga Au-18Ni resultou em precipitação de intermetálicos e microtrincamento interfacial. Perfis de microdureza através da interface resultante até onde a zircônia mostrou típico escurecimento não indicaram alternância significativa entre medições consecutivas; os resultados dos ensaios de resistência mecânica à flexão-3p foram considerados satisfatórios.

Yttria tetragonal zirconia polycrystal was mechanically metallized with titanium and the wetting behavior on the ceramic surface was analyzed using the conventional fillers Ag-28Cu and Au-18Ni. These alloys had dissolved the active metal coating, which acts to zirconia reduction on its surface and promoting suitable chemical bonding to the metallic member. Better wetting results were selected for indirect brazing in a high-vacuum furnace for ZrO2/Ti-6Al-4V simple butt joints. Helium gas leak detection was made at the joints interface; samples were removed from the tight joints cross-section and examined by microstructural analysis techniques and EDX analysis. There was formation of a dark reaction layer close to the metalized ceramic surface, which was responsible for its good wetting behavior using the filler Ag-28Cu. However, the Au-18Ni filler alloy caused an excessive presence of intermetallics and interfacial microcracking. Microhardness profiles were made across the joints interface to where zirconia undergone typical darkening and there was no significant variation between consecutive measurements; performance of brazed joints was considered satisfactory by three-point flexure testing.

Próteses parciais fixas são empregadas na reabilitação da forma e função de dentes parcial ou totalmente comprometidos e devem permanecer permanentemente unidas aos remanescentes dentários. O material mais utilizado na confecção de próteses odontológicas é a porcelana feldspática. Contudo, ela apresenta propriedades mecânicas limitadas para reposição de espaços edêntulos extensos. A associação da porcelana com sistemas metálicos de níquel-cromo (sistema metalocerâmico) permite que a infra-estrutura metálica compense a natureza frágil da porcelana, preservando-se tanto a isolação térmica como a estética desejáveis, além de reduzir a possibilidade do surgimento e crescimento de trincas durante os esforços mastigatórios. Falhas coesivas por baixa resistência mecânica da porcelana comunicam a estrutura metálica com o ambiente oral, caracterizado pela presença de uma solução eletrolítica (saliva), pela agressividade das variações cíclicas de temperatura, pH e por solicitações mecânicas. Este processo resulta na liberação de íons metálicos que podem desencadear respostas alérgicas ou inflamatórias, e/ou na degradação clínica precoce do sistema metalocerâmico. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da presença de uma camada intermediária de titânio sobre o comportamento de sistemas metalocerâmicos dentários. A aplicação por plasma de um filme fino de titânio gera uma camada óxida passivante regular que protege o substrato metálico contra os efeitos corrosivos da saliva. Ensaios tribocorrosivos foram realizados para simular o ambiente oral, detectando precocemente a formação de trincas no sistema metalocerâmico, o que qualifica a aderência entre os componentes do referido sistema. Foram produzidas amostras planas nas quais suspensões de porcelana feldspática odontológica foram depositadas e queimadas sobre substratos metálicos modificados por filme fino de titânio, comparando-as com o sistema metalocerâmico convencional, sem titânio. O sistema modificado por titânio apresentou melhor comportamento, caracterizando-se pelo menor número de traços de fratura superficial adjacentes à área do ensaio tribocorrosivo.

Partial fixed prosthodontic restoration is used to rehabilitate both the form and function of partial or total compromised teeth and must remain permanently joined to the remaining teeth. The most useful material in prosthodontics is feldspar porcelain, commercialized as aluminosilicate powders. Dental porcelains depict limited mechanical strength to rehabilitate extensive spaces. The association of porcelain with Ni-Cr metallic infrastructures allows the metallic component to compensate for the brittle nature of porcelain, thus preserving the thermal insulation, aesthetics and, most important, reducing the possibility of cracking during mastication efforts. Cohesive flaws caused by low mechanical strength connect the metallic substructure to the oral environment, characterized by the presence of an electrolytic solution (saliva), aggressive temperature and pH cycles as well as mechanical demand. As a result, ions are released and can promote allergic or inflammatory responses, in addition to clinical degradation of the prosthodontic system. Therefore, the aim of this study was to evaluate the presence of an intermediate titanium layer on the behavior of Ni-Cr/porcelain systems. Plasma deposition of titanium films were also carried out to create barrier layers capable of isolating the metallic substrate from the hazardous effects of the oral environment. Tribocorrosion tests were performed to simulate the oral environment and corresponding wear, making it possible to early detect crack formation and growth on metal-ceramic systems and estimate the adherence between the metal and ceramic components. Plain samples consisting of dental feldspar porcelain deposited onto metallic substrates coated or not with titanium were fired and characterized. The results showed that the deposition of titanium films improved the adherence of the system compared to conventional metal-ceramic systems, thus holding crack growth towards the metallic component.

A brasagem direta é uma técnica bem conhecida para união de cerâmicas entre si bem como aos metais, segundo a qual as ligas de adição requeridas são consideradas uma relativa desvantagem devido ao aumento nos custos do processo. Neste trabalho, a brasagem indireta da zircônia à zircônia mecanicamente metalizada com Ti foi alcançada com sucesso, usando-se ligas de adição convencionais. A metalização mecânica especialmente aplicada aos óxidos cerâmicos é uma técnica bem sucedida que foi patenteada pelo Forschungszentrum Juelich, Alemanha, e tem sido tema de pesquisas nos últimos 10 anos. Esta metalização particular é feita à temperatura ambiente com baixo custo de produção, sendo ambientalmente segura. Zircônia parcialmente estabilizada com ítria (Y-PSZ) foi mecanicamente metalizada com Ti e as condições de molhamento foram avaliadas usando as ligas de adição Ag-28Cu e Au-18Ni. Estas ligas de adição convencionais dissolvem parte do revestimento de titânio, tornando-se ligas ativas na temperatura de brasagem para reagir com o óxido de zircônio e acentuar o molhamento na superfície cerâmica. Os melhores resultados foram selecionados para os testes de brasagem em forno de alto-vácuo (< 3×10-5 mbar). A detecção de vazamento de gás hélio foi efetuada na interface cerâmica/cerâmica à temperatura ambiente; amostras de juntas estanques confiáveis foram examinadas por análise microestrutural e pela técnica linescan através de análise por difração de raios X na seção transversal das mesmas. Perfis de microdureza foram feitos através da interface da junta onde zircônia passou por efeito de escurecimento durante o processo de brasagem. Juntas brasadas de boa qualidade foram produzidas quando apenas uma das superfícies cerâmicas em contato foi previamente metalizada, devido à difusão de titânio desta superfície para a outra face cerâmica não-metalizada.

Direct brazing is a well-known technique for joining ceramics either themselves or to metals, whereby the required costly active filler alloys are considered a handicap of this process. In this work the indirect brazing of zirconia to zirconia mechanically metallized with Ti was successfully achieved using conventional filler alloys. The mechanical metallization specially applied to oxide ceramics is a successfully technique that was patented by Forschungszentrum Juelich, Germany, and it has been the subject of applied researches in the last 10 years. This particular metallization is made at room temperature with low cost production and is environmentally safe. Partially stabilized zirconia with yttria was mechanically metallized with Ti and wetting conditions were evaluated using Ag-28Cu and Au-18Ni fillers. These conventional fillers dissolve part of the Ti-coating becoming on-site at brazing temperature an active filler alloy which reacts with the zirconium oxide to improve wetting on the ceramic surface. Better results were selected for brazing tests in a high-vacuum furnace (< 3×10-5 mbar). Helium gas leak detection was made at the ceramic/ceramic interface at room temperature; samples from reliable vacuum tight joints were examined by microestructural analysis and linescan technique by energy dispersive X-ray analysis in its cross-section. Microhardness profiles were made across the joint interface where zirconia undergone darkening after brazing process. Sound brazed joints were produced even when just one ceramic surface of the joint assemble was previously metallized, due to titanium diffusion from the metallized ceramic surface to the other ceramic side at the joint assemble.

Atualmente existe uma grande preocupação por parte das indústrias com a disposição dos resíduos gerados ao longo do processo produtivo. No setor mineral não é diferente, pois este gera grande volume de resíduos. Verificou-se que a indústria de beneficiamento do caulim descarta grandes volumes de resíduo constituído basicamente de caulinita, mica muscovita e quartzo, ocasionando um impacto ambiental, o que tem justificado os esforços de pesquisas para sua solução. Deste modo, foi estudado o efeito da incorporação de um resíduo proveniente do beneficiamento de caulim sobre as propriedades físicas e tecnológicas de revestimentos cerâmicos de alta qualidade. O objetivo é caracterizar e estudar o processamento do resíduo proveniente da indústria de beneficiamento do caulim com adição de uma "massa padrão", fornecida por uma indústria de revestimento cerâmico. O resíduo foi caracterizado por meio de análises de difração de raios X, fluorescência de raios X e determinação do tamanho de partículas. Foram realizados ensaios de absorção de água, porosidade aparente, retração linear após queima, massa específica aparente e tensão de ruptura à flexão, para determinação das propriedades tecnológicas destes materiais. Os resultados mostram que o resíduo estudado pode ser considerado como matéria-prima de grande potencial para a indústria de pisos e revestimentos cerâmicos.

There is a great concern by the industrial area on the disposal of waste generated during the production process. In the mineral sector the situation is the same, because large volumes of waste are disposed. The kaolin processing industry generates waste consisting mainly of kaolinite, mica and quartz muscovite, causing an environmental impact, justifying the research efforts to find a solution for this problem. The effect of the waste from the kaolin processing incorporation on the technological and physical properties of high quality tiles was here studied. This work aims to characterize and to study the processing of the kaolin waste from the industry of kaolin processing by adding of a "standard mass" supplied by an industry of ceramic tiles. The waste was characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence and determination of particle size. Water absorption, apparent porosity, linear firing after sintering, apparent density and bending modulus of rupture analyses were carried out to determine the materials technological properties. Preliminary results show that the studied waste can be considered as a potential raw material for the industry of floor and ceramic tile.

As cerâmicas feldspáticas dentárias são rotineiramente empregadas para reconstruções protéticas dentárias unitárias ou extensas, associadas a uma subestrutura metálica. Tendo em vista a sensibilidade técnica na confecção deste tipo restauração dentária, o objetivo deste estudo foi analisar a influência de múltiplas queimas e técnicas de condensação na presença de defeitos na microestrutura de cerâmicas feldspáticas dentárias. Os pós de duas diferentes marcas comerciais de cerâmicas feldspáticas convencionais dentina (A e B) foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e, em seguida, por granulometria com um granulômetro associado a um programa analisador de tamanho de partículas. Para a caracterização da microestrutura foram confeccionadas amostras das cerâmicas A e B por meio de três técnicas: 1- condensada sem vibração ultrasônica e queima única; 2- condensada sob vibração ultrasônica e queima única; 3- condensada sob vibração ultrasônica e quatro queimas. As amostras foram lixadas e polidas, caracterizadas microestruturalmente por microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS) e microscopia ótica, e compararadas a uma cerâmica feldspática dentária termoprensável (C). A análise por DRX mostra a leucita como a única fase cristalina. A distribuição do tamanho de partículas das cerâmicas A e B apresentou aspecto trimodal, com presença de partículas um pouco maiores para a cerâmica B. A análise microestrutural da superfície revelou a presença de poros em todas as cerâmicas. No entanto, a quantidade de poros foi maior nas amostras que foram confeccionadas sem vibração e absorção de água e sinterizadas por queima única. As amostras que foram submetidas a quatro queimas apresentaram um menor volume de poros, porém com o aparecimento de trincas geradas durante o resfriamento. A técnica manual de condensação adequada sob vibração ultrasônica e posterior tratamento térmico em forno proporcionou uma quantidade de poros semelhantes à cerâmica termoprensável.

Feldspar-based dental ceramics joined to metallic substructures are frequently used for unitary or extensive dental prosthetic restorations. As the manufacturing technique significantly affects the performance of dental ceramic restorations, the aim of this study was to evaluate the effect of multiple firing cycles and compaction method on the formation of microstructural defects in feldspar-based dental ceramics. Commercial powders of two dentin feldspar-based ceramics (A and B) were characterized by XRD and particle size distributions. After that, ceramic samples were produced by compaction without ultrasonic vibration and fired once, compaction with ultrasonic vibration and fired once, and finally, compaction with ultrasonic vibration and fired four times. The fired materials were ground and polished, characterized by SEM-EDS and optical microscopy. A hot-pressed feldspar-based ceramic (C) was used for comparison purpose. The XRD analysis showed the presence of leucite as the only crystalline phase. The particle size distributions of both ceramics tested were trimodal with the presence of larger particles in B ceramic. The microstructural analysis revealed the presence of pores in the fired ceramics. The volume of pores was larger in the compacted samples without ultrasonic vibration. The samples submitted to four firing cycles had a smaller number of pores, however, with the presence of cracks generated during cooling because of differences in thermal expansion coefficients. Therefore, the results showed that the adequate compaction and firing procedure involved ultrasonic vibration followed by firing once, which provides microstructural characteristics similar to hot-pressed ceramics.

O método proposto para análise mineralógica racional de argilominerais faz uso dos resultados fornecidos pelas análises por difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X (FRX), além de introduzir uma correção no teor de quartzo presente na amostra por meio da curva de quartzo livre levantada para cada tipo de argila analisada. Tais dados servem para montar os sistemas de equações lineares onde cada linha representa um elemento presente em uma das fases detectadas por DRX e cada coluna a fase propriamente dita. A solução desse sistema linear dá-se por meio da sub-rotina A.X = B, que fornece como resposta a provável constituição mineralógica, em percentual, dos constituintes da matéria-prima em questão. A junção dessas duas técnicas, análise química e análise racional, possibilita um estudo mais detalhado da matéria-prima a ser usada na produção de massa cerâmica.

The method proposed herein for the rational mineralogical analysis of ceramics uses conventional results obtained by X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence (XRF) in addition to a free quartz content correction evaluated for different types of clays. All this information was collected and used to assemble matrix systems containing linear equations. Each line of the system represents an element present in one of the crystallographic phases detected by XRD, and each column the phase itself. The solution of the equation systems is found from sub-routines such as A.X = B, whose output is the likely mineralogical composition of the constituents of a particular clay. The joint use of chemical and rational analyses provides a powerful tool to establish the detailed composition of raw materials used in the formulation of industrial ceramic mixtures.

O interesse no estudo de métodos de junção-cerâmica para aplicações industriais tem crescido gradativamente ao longo dos anos. A evolução dos processos de união tem permitido a utilização de cerâmicas em conjunto com metais na fabricação de diversos componentes híbridos incluindo lâmpadas tradicionais, juntas para vácuo, ferramentas de corte de alto desempenho e modernos dispositivos eletrônicos de medição e monitoramento. Novos métodos de união e aprimoramentos de métodos convencionais têm sido estudados com o intuito de produzir-se juntas com alta confiabilidade e interfaces capazes de suportar altas temperaturas de trabalho com o mínimo de tensões residuais. O presente trabalho apresenta um panorama dos recentes avanços em técnicas alternativas de união, incluindo união por laser e junção direta com fases líquidas transientes. Além disso, apresenta-se uma discussão sobre novas tendências em brasagem de cerâmicas metalizadas e seleção de ligas de adição, já que este processo continua sendo amplamente utilizado por seu baixo custo de fabricação de grandes lotes de peças. Por fim, métodos de análise de resistência mecânica e tensões residuais são apresentados juntamente com alternativas para melhoria de confiabilidade de juntas por meio da redução de tensões.

Metal-ceramic joining has slowly but steadily become an important manufacturing step. The evolution of joining processes has allowed ceramics to be used in combination with metals in a number of hybrid devices from traditional light bulbs and seals to improved cutting tools and modern monitoring and measuring electronic devices. New joining methods and newer approaches to conventional methods have been developed aiming at joints characterized by improved reliability, and interfaces capable of withstanding high-temperature resistance with minimum residual stresses. A summary of recent improvements on alternative approaches to ceramic-metal joining as well as new developments on brazing are presented herein. The present review also focuses on recent advances towards brazing metallized ceramics and the selection of filler alloys, since in a scenario that includes joining by laser and direct bonding with liquid transient phases, brazing continues to be by far the most widely used approach to joining as a result of its low-cost and possibility to join intricate geometries for large-scale production. Finally, methods to evaluate the mechanical strength and residual thermal stresses are presented in addition to alternative approaches to minimize residual stresses and, consequently, improve joint reliability.