Resumo O TiO2 tem sido objeto de diversos estudos devido ao seu excelente desempenho como fotocatalisador. Aditivos como o MgO têm sido introduzidos para melhorar o desempenho fotocatalítico do TiO2. No entanto, a físico-química destes sistemas de óxidos e suas relações com suas demais propriedades são pouco compreendidas. Neste trabalho, nanopartículas de xMgO-(1-x)TiO2 (0≤ x≤ 0,05) foram sintetizadas pelo método dos precursores poliméricos a 500 °C por 15 h. Os resultados de difração de raios X mostraram que somente a fase anatásio é formada e que o tamanho de cristalito diminui com o aumento da concentração de MgO. A lavagem dos pós em solução aquosa de HNO3 solubilizou grande parte do MgO evidenciando que ocorre excesso de superfície do aditivo. Análises de FTIR confirmaram que a lavagem em ácido altera a superfície das partículas e, portanto, é proposto que a redução do tamanho de cristalito ocorre devido à segregação de MgO na superfície.

Abstract Anatase has been the subject of several recent investigations partly as consequence of its interesting catalytic properties. Additives such as MgO have been introduced to improve the performance of the photocatalytic TiO2. However, the physical-chemistry of these oxides systems and their relationship with properties are poorly understood. In this work, nanoparticles of xMgO-(1-x)TiO2 (0≤ x≤ 0.05) were synthesized by the polymeric precursor method at 500 °C for 15 h. XRD results showed that only anatase phase was obtained and the crystallite size decreases with increased MgO concentration. Magnesia surface excess was calculated by washing powders with HNO3 and the soluble Mg ions concentration determined by chemical analysis. FTIR analysis confirms that the acid washing modified the particle surface. Therefore, it is proposed that the reduction of the crystallite size occurs due to segregation of MgO on TiO2 nanoparticles surfaces.

A utilização de policarboxilatos em concretos é pratica comum no setor de construção civil, visto que esses aditivos auxiliam na dispersão das partículas, possibilitam a redução da quantidade de água de amassamento, permitem melhorar as propriedades no estado fresco e endurecido. Entretanto, é sabido que apesar de possibilitar a produção de concretos de alto desempenho, a presença dos policarboxilatos pode afetar a cinética de reação do cimento e de aglomeração das partículas durante a consolidação. Ao mesmo tempo em que o fluxo de calor liberado durante a reação pode ser quantificado em calorímetros de condução isotérmica, a aglomeração pode também, ser acompanhada a partir de ensaios reológicos oscilatórios com controle de freqüência e deformação. Os resultados obtidos separadamente, quando avaliados conjuntamente podem melhor ilustrar o efeito da presença dos aditivos durante o endurecimento do cimento, abordagem que é apresentada como objetivo principal deste trabalho. Para tanto, pastas cimentícias formuladas com CPIIE-32 foram avaliadas em função da variação do teor de policarboxilato e os resultados mostraram que a taxa de consolidação(promovida pela ação conjunta da reação química e da aglomeração)apresenta relação direta com o teor do aditivo.

Polycarboxylates are frequently used as additives to concrete production in the construction industry. The additive increases the dispersion of the particles, reduces the amount of water, and improves the mechanical properties of concrete in the fresh and settled state. However, although it is well known that polycarboxylate additives enable the production of high performance concretes, their presence may affect on both kinetics and thermodynamics of cement's particles during hydration reaction through consolidation. While the flow of heat released by the hydration reaction can be measured by isothermal calorimetry, concrete consolidation can be measured by oscillatory rheometry. The results obtained separately, when considered together could better illustrate the effect of the additives on the cement setting. This was the main subject in this work. Therefore, cement pastes containing commercial CPIIE-32 were evaluated by simultaneous heat of hydration and rheological measurements with different amounts of polycarboxylate. The results obtained separately, when considered together can better illustrate the effect of additive content during the hardening, and this approach is presented as a main objective of this work. For this, cement pastes formulated with CPII-32 were evaluated according to the variation of the content of polycarboxylate and the results showed that the rate of consolidation(promoted by the joint action of the chemical reaction and particle agglomeration)has direct relation with the level of the additive.

Vários óxidos de uso cerâmico têm fases cristalinas estáveis somente quando suas partículas são nanométricas. O TiO2 em sua forma anatase é estável para partículas nanométricas enquanto que a fase rutilo é estável para partículas maiores. Isto ocorre devido às energias de superfície que modificam a energia total do sistema e a estabilidade das fases. A energia de superfície por sua vez pode ser alterada devido à distribuição não uniforme de aditivos, como nos efeitos de segregação. Neste trabalho foi estudado a ação do SnO2 na estabilidade das fases do TiO2 nanométrico preparado pelo método dos precursores poliméricos derivado do método Pechini. Verifica-se que existe um forte efeito na estabilidade das fases anatase e rutilo com relação à concentração de SnO2 ao mesmo tempo que várias propriedades de superfície são alteradas bem como uma forte alteração dos tamanhos de partículas indicando que mesmo não existindo grandes diferenças de carga e tamanho entre os dois cátions, um fenômeno de superfície pode estar por trás da estabilidade das fases cristalinas.

Some oxides present stable polymorph forms only for nanometric size. Anatase (TiO2) is stable in nanosized particles while the rutile phase is stable for larger ones. This results from the surface energies contribution, which modifies the total energy of the system and the phase stability. In turn, surface energy can be altered by the heterogeneous additives distribution, such as surface segregation or surface excess. This study investigated the action of the SnO2 on the polymorph stability of nanosized TiO2 prepared by polymeric precursor derived from the Pechini method. It appears that there is a strong effect on the stability of anatase and rutile with the SnO2 concentration while various surface properties are altered as well as a strong change in particle size, indicating that even though there are no large differences in the charge and size between the two cations, a surface phenomenon may underlie the stability of crystalline phases.

Um dos desafios na preparação de titanato de bário nanométrico é a completa reação dos precursores para a obtenção da fase tetragonal. O método dos precursores poliméricos se mostra bastante eficiente para este fim. Contudo, devido à grande concentração de carbono presente na resina e a grande estabilidade termodinâmica do carbonato de bário, muitas vezes leva a formação de fases intermediárias que necessitam de maiores tempos e temperaturas acima de 900 °C para a obtenção da fase desejada sem resíduos. Além disto, carbonatos podem ser formados na superfície dos pós de BaTiO3 modificando as condições de dispersão em água e do PIE. O objetivo deste trabalho é estabelecer procedimentos de obtenção de BaTiO3 nanométrico através do método Pechini sem carbonatos contaminantes. Um estudo detalhado da química de superfície através de medidas de potencial zeta demonstrou que é possível obter pós nanométricos livres de carbonato de bário pela lavagem dos pós com ácido nítrico.

One of the challenges in preparing nanoparticles of barium titanate is the complete reaction of the precursors to obtain the tetragonal phase. The polymeric precursor method has been used as an efficient technique for this purpose. However, due to high concentration of carbon in the resin and the high thermodynamic stability of barium carbonate, there is often a formation of intermediate phases that require calcinations time and temperatures above 900 °C to obtain the desired phase with no residual carbonates. Moreover, carbonates can form on the surface of powdered BaTiO3 modifying the conditions of dispersion in water and IEP. The aim of this study was to establish procedures for obtaining nanosized BaTiO3 powder via Pechini method without carbonate contaminants. A detailed study of surface chemistry through zeta potential measurements showed that it is possible to obtain nanometric powders free of barium carbonate by washing the powder with nitric acid solution.

Bone china é um tipo especial de porcelana que foi primeiramente desenvolvida no Reino Unido e é caracterizada pela alta resistência mecânica, grande alvura e translucidez. É fabricada com uma mistura de matérias-primas composta por aproximadamente 50% de cinza de ossos bovinos calcinados (OBC) e 25% de fundentes, 25% de caulim ou argilas plásticas. A modificação das proporções e tipos das matérias-primas originais, ou seja, a substituição de Cornish stone por feldspato para a fabricação de bone china acarreta numa alteração das proporções óxidos fundentes/SiO2. Quando fabricada com Cornish stone, a composição é de 50:25:25 (OBC:caulim:Cornish stone). A fabricação de bone china nesta proporção com OBC:caulim:feldspato já apresenta uma maior fundência e uma temperatura de sinterização inferior, mas muito próxima, da composição original inglesa. A modificação para a composição 60:20:20 faz com que ocorra um aumento da relação fundentes/SiO2, que leva a uma facilitação da sinterização devido à redução da viscosidade do vidro formado durante o processo. Nesta composição o material sinteriza a 1200 ºC, que é cerca de 80 ºC abaixo da temperatura de queima da composição inglesa original, e apresenta uma microestrutura final muito homogênea e de baixa porosidade.

Bone china is a type of high quality porcelain body first developed in Britain in which calcined cattle bone (bone ash) is a major component (50%), but with also Cornish stone (25%) and kaolin (25%). Whiteness, strength and high translucency are the characteristic features of this ware. Cornish stone acts as a flux in the bone china, melting first and acting as a solvent for the other constituents. In this work Cornish stone was substituted by feldspar as a flux and the mixtures 50:25:25, 50:30:20 and 60:20:20 (Bone Ash:feldspar:kaolin) were sintered from 1000 to 1300 ºC (50 ºC steps). The samples were characterized by X-ray diffraction, mercury porosimetry, scanning electron microscopy, X-ray fluorescence and dilatometry. All samples sintered at temperatures lower than that of original bone china and the 60:20:20 composition presented complete densification at 1200 ºC, 80 ºC lower than the British pottery, and show a homogeneous microstructure.

A síntese de nanopartículas e a sua caracterização têm sido a grande mola propulsora do desenvolvimento de materiais nano-estruturados. Pouca atenção tem sido dedicada aos fenômenos físico-químicos relacionados às enormes superfícies intrínsecas destes materiais. Dentre eles, o titanato de bário ocupa uma posição de destaque devido ao seu grande potencial na geração de produtos de alta tecnologia. Neste estudo o BaTiO3 foi sintetizado pelo método dos precursores poliméricos, que proporciona a geração de nanopartículas de grande uniformidade química. Contudo, o uso de cátions que formam carbonatos de alta estabilidade pode inviabilizar o uso do método. Os pós de titanato de bário preparados apresentaram elevada área de superfície específica, porém com formação de fases parasitas de carbonato de bário e carbonatos adsorvidos na superfície do titanato de bário. O estudo da química de superfície utilizando métodos como espectroscopia de infravermelho e análises eletrocinéticas permitiu a caracterização deste contaminante e demonstraram indícios de condições específicas de dissolução do carbonato de bário, que podem possibilitar a descontaminação do titanato de bário.

The advance in new nanostructured materials technology is promoted by the development of new synthesis and characterization methods. The attention on the enormous specific surface area intrinsically associated to this material family and specifically on the physical-chemistry properties has been underestimated. BaTiO3 is an important material for producing ferroelectric ceramics and special attention is focused on the large potential offered by the properties of nanoparticles of this oxide. Our work proposes the understanding of the surface properties of BaTiO3 nanoparticles prepared by the polymeric precursor method. We dedicated a particular attention to the carbonates species formed during the polymeric precursor pyrolysis on the powder surface for which characterization was done by DRIFT and dynamic electrophoretic mobility. The powder synthesis and the structure were investigated by X-ray diffraction, thermal analysis and electron microscopy. The simultaneous analysis by dynamic electrophoretic mobility and DRIFT versus pH carbonated shows that it is possible to eliminate the carbonate species adsorbed onto the powder surface.

Um dos maiores desafios na síntese de nanopartículas é a instabilidade da estrutura relativa ao aumento de energia advindo da grande área de superfície específica desta classe de materiais. O conhecimento dos mecanismos pelos quais a estabilidade pode ser alcançada é de fundamental importância para o controle de seu crescimento e para potenciais aplicações. Fenômenos de segregação superficial em sistemas bi-componentes envolvem diminuição de energia do sistema devido ao excesso de superfície - conhecido como fenômeno de tensoatividade. Apesar de muito bem conhecidos em tecnologias de emulsões e em fenômenos que envolvem molhabilidade, o uso destes conceitos para estabilização da superfície sólido-vapor e controle de nanopartículas é menos expressivo. Embora a segregação seja conhecida para vários sistemas de óxidos nanoparticulados, sua quantificação visando o controle é limitada pela dificuldade de obtenção de resultados confiáveis. Neste trabalho foi realizada a quantificação da segregação de MgO na superfície de nanopartículas de SnO2 através da análise química dos pós antes e após lavagem em meio ácido para lixiviação do MgO superficial. Foi demonstrado que a solubilidade do MgO no bulk do SnO2 é preferencial em concentrações inferiores a 5% em mol de MgO, existindo, no entanto, uma distribuição do MgO ao longo da superfície e do bulk, gerando um efeito tenso-ativo e restringindo o crescimento das partículas de SnO2. Para concentrações maiores que 5% em mol, a maior parte do MgO foi detectada na superfície das nanopartículas de SnO2, sendo o controle tenso-ativo mais expressivo. Apesar dos resultados serem restritos para o sistema SnO2-MgO, esta técnica pode ser extrapolada para o controle de quaisquer sistemas onde o elemento segregado é solúvel em condições específicas.

Particle size stability is a fundamental requirement in the synthesis and application of nanoparticles. High specific surface area induces an increase of total energy and promotes particle growth. Therefore, there is a need for understanding how to stabilize the surfaces in order to control the particle size and consequent applications in nanotechnology. Surface excess or segregation on the surfaces is usually known to decrease the surface energy by tensoactivity, being widely used in wetting and emulsion technology. However, these principles have been less tested and refined to promote the solid-gas interface stability on nanoparticles technology. Moreover, the quantitative determination of surface excess on nanoparticles is not an easy task and a possible reason is the lack of knowledge of the segregation phenomenon. In this work, quantification of the spontaneous surface segregation of MgO into tin oxide nanoparticles synthesized by a chemical method was carried out exploring the difference of solubility between MgO and SnO2. A chemical analysis by XRF before and after an acid washing demonstrated that, even at 5 mol % of MgO, most of additive was preferentially located in SnO2 bulk, with few surface excess. On the other hand, for MgO amounts larger than 5% most of the additive was on tin oxide surface. Despite the results of quantification are restricted to MgO-doped SnO2 system, the selectivity solubility technique should be effective to quantify any system with different solubility characters.

Ossos bovinos calcinados (OBC) são geralmente utilizados para a fabricação de uma porcelana de alta qualidade conhecida como bone china. Nesses produtos a quantidade de OBC é cerca de 50% do produto. Apesar de o rebanho bovino brasileiro ser um dos maiores do mundo com cerca de 200 milhões de cabeças, grande parte dos resíduos de ossos ainda não é aproveitada. Contudo, é conhecido que o OBC em pequenas quantidades e associado com materiais-primas fundentes, como feldspatos, pode reduzir a temperatura de liquidus e com isso promover a sinterização via fase líquida. A finalidade deste trabalho foi de verificar a potencialidade do uso de OBC como promotor da sinterização de porcelanas fabricadas com o sistema triaxial clássico: caulim, feldspato e quartzo. Foram introduzidas quantidades de 1, 2 e 5% em massa e sinterizadas entre 1100 e 1350 ºC. As amostras foram comparadas com a formulação sem adição de OBC com respeito à limite de resistência e absorção de água, formação de fases por difração de raios X e observações no microscópio eletrônico de varredura. A temperatura de sinterização foi reduzida em 50 ºC para a quantidade de 2% de OBC, porém grande quantidade de porosidade residual pode ser gerada se houver aquecimento demasiado das porcelanas.

Bone ash is typically used as raw material to produce high quality porcelain denoted bone china. The total amount of bone ash is around 50%. With about 200 million head, Brazil has the largest commercial herd of cattle in the world but the bovine bones are not employed in the Brazilian ceramic industry. Nevertheless, additions of bone ash in the raw material composition used in the porcelain fabrication reduce the liquidus temperature and could be an additive for liquid phase sintering. In this work, bone ash was used as a sintering additive in the fabrication of classic porcelain: kaolin, feldspar and quartz. Porcelain was produced containing bone ash (0, 1, 2 and 5%) and sintered from 1100 to 1350 ºC. Water absorption and modulus of rupture were measured and related with the microstructure observation by MEV and phase formation by X-ray diffraction. The sintering temperature was reduced by 50 ºC for 2% of bone ash while the mechanical strength was increased. A high residual porosity was observed for sample with over firing.

Ossos bovinos calcinados são utilizados na fabricação de porcelana de ossos, consistindo em mais de 50% em peso das matérias-primas. A fabricação deste tipo especial de porcelana ainda é inédita no Brasil. Neste trabalho investigou-se a influência das etapas de calcinação, moagem e lavagem sobre as características físico-químicas das partículas de cinza de ossos. Os pós calcinados a temperaturas entre 700 e 1000 ºC foram analisados quanto às suas distribuições de tamanho de partículas, composições químicas, composições de fases, densidades, área de superfície específica, grupos funcionais superficiais antes e depois de moídos e lavados. Os resultados indicam que os ossos processados nas temperaturas de 700, 800 900 e 1000 °C apresentam grande homogeneidade tanto química (composição química e mobilidade eletroforética) como física (tamanhos de partículas e composição de fases) antes e depois da moagem e lavagem. Contudo, apresentam um leve aumento no tamanho médio de partículas com o aumento de temperatura de calcinação. Outro fato relevante na qualidade da superfície do pó obtido é que estes devem ser calcinados sob atmosferas oxidantes para eliminação de espécies adsorvidas que podem prejudicar a formação de barbotinas estáveis.

Calcined bovine bones comprise the main raw material for the fabrication of bone china (more than 50 wt.%). This special kind of porcelain has never been produced in Brazil. In this paper was investigated the influence of the following preparation steps: firing, grinding, and washing of the bones, on the physicochemical characteristics of the obtained bone ash particles. Powders calcined at temperatures between 700 and 1000 ºC, washed and ground, were analyzed in terms of their particle size distribution (laser scattering), chemical composition (X-ray fluorescence), density (He picnometry), specific surface area (BET method), infrared spectroscopy (FTIR-DRIFT), and were also observed by scanning electron microscopy. The results indicated that bones processed at different temperatures exhibit great homogeneity either in chemical terms (chemical composition and electrophoretic mobility) or in physical terms (particle size and phase composition), show slight increase in particle size with increasing firing temperatures, and must be calcined under oxidizing atmospheres in order to develop good processing characteristics.

Ossos bovinos calcinados são utilizados na fabricação de porcelana de ossos (bone china), consistindo em mais de 50% em peso das matérias-primas. A fabricação deste tipo especial de porcelana ainda é inédita no Brasil. Neste trabalho investigou-se a influência das etapas de calcinação, moagem e lavagem sobre as características físico-químicas das partículas de cinza de ossos. Os pós calcinados a temperaturas entre 700 e 1000 ºC foram analisados quanto às suas distribuições de tamanho de partículas, composições químicas, composições de fases, densidades, área de superfície específica, grupos funcionais superficiais antes e depois de moídos e lavados. Os resultados indicam que os ossos processados nas temperaturas de 700, 800 900 e 1000 °C apresentam grande homogeneidade tanto química (composição química e mobilidade eletroforética) como física (tamanhos de partículas e composição de fases) antes e depois da moagem e lavagem, Contudo, apresentam um leve aumento no tamanho médio de partículas com o aumento de temperatura de calcinação. Outro fato relevante na qualidade da superfície do pó obtido é que estes devem ser calcinados sob atmosferas oxidantes para eliminação de espécies adsorvidas que podem prejudicar a formação de barbotinas estáveis.

Calcined bovine bones comprise the main raw material for the fabrication of Bone China (more than 50 wt.%). This special kind of porcelain has never been produced in Brazil. In this paper, the influence of the following preparation steps: firing, grinding, and washing of the bones, on the physicochemical characteristics of the obtained bone ash particles was investigated. Powders calcined at temperatures between 700 and 1000 ºC, washed and ground, were analyzed in terms of their particle size distribution, chemical composition (X-ray fluorescence), density (He picnometry), specific surface area (BET method), infrared spectroscopy (FTIR-DRIFT), and also in a scanning electron microscopy. The results indicated that bones processed at different temperatures exhibit great homogeneity either in chemical terms (chemical composition and electrophoretic mobility) or in physical terms (particle size and phase composition), show slight increase in particle size with increasing firing temperatures and must be calcined under oxidizing atmospheres in order to develop good processing characteristics.

A porcelana de ossos - bone china - é uma cerâmica de corpo especial de grande dureza e translucidez exclusivamente fabricada na Inglaterra e em outras poucas partes do mundo, mas não no Brasil. Suas matérias-primas são compostas por aproximadamente metade de cinza de ossos, além de caulim e feldspato. O trabalho apresenta a obtenção e caracterização de cinza de ossos a partir de ossos bovinos com o objetivo da fabricação de porcelanas. No processo de preparação da cinza de ossos envolve o uso de autoclave, descarnagem manual, calcinação e moagem dos ossos. As condições de preparação foram estudadas em função das condições de calcinação, moagem e lavagem do osso. A calcinação foi estudada através de análises térmicas e difração de raios X de diferentes partes do animal. O pó obtido foi caracterizado por análises químicas, medida de granulometria por difração de laser, e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a matéria-prima obtida neste trabalho possui propriedades similares das originalmente utilizadas nas indústrias inglesas com baixo teor de ferro e partículas coloidais e que podem ser calcinadas a temperaturas inferiores a 1000 °C.

Bone china is a special kind of porcelain, very hard and translucent, nowadays manufactured almost exclusively in England and in few other parts of the world, but not in Brazil. Its raw-materials comprise about fifty percent of bone ash, together with kaolin and a feldspar mineral. This paper presents the preparation and the characterization of bone ash obtained from bovine bones, with the objective of obtaining bone china. The preparation of the bone ash involves the use of an autoclave, manual removal of the meat, firing, and milling the bones. The preparation conditions were studied as a function of the firing conditions, milling, and washing the powder bones. The firing step was studied by thermal analyses TG-DTA and X-ray diffraction, whereas the obtained powder was characterized in terms of its chemical composition (X-ray fluorescence), particle size distribution (laser diffraction), and scanning electron microscopy. The results indicate that the obtained raw-material exhibits similar properties to the ones of the bone ash used by the English industry, with low iron content and colloidal particles when calcined at temperatures lower than 1000 °C.

O comportamento reológico de suspensões cerâmicas apresenta forte dependência do pH, quantidade de dispersante e concentração de sólidos. Quando dispersões são compostas por vários óxidos diferentes, o comportamento reológico pode ser afetado de maneira diferente da simples combinação dos materiais individuais. Neste trabalho, o método de viscosimetria rotacional com geometria de cilíndricos concêntricos foi utilizado para avaliar a estabilidade de suspensões cerâmicas de um sistema varistor à base de ZnO (aditivos: Bi2O3, Sb2O3, Co3O4, Mn2O3, NiO, Cr2O3). A partir do comportamento reológico, foi possível estabelecer condições otimizadas de pH e quantidade de dispersante 9,0 e 1,70 mg/g respectivamente. Com estas condições foi determinado o limite de concentração de sólido de 43,4%, que é pequeno e deve estar provavelmente ligado ao fator de empacotamento prejudicado pela estreita distribuição granulométrica do ZnO.

Rheological properties of ceramic suspensions show strong dependence on pH, amount of dispersant and solid concentration. Most of the time, the suspensions are composed of different oxides and the rheological behavior tends to be more complex than the simple sum of single materials. In a previous work, the stability of ZnO-based varistor dispersion was analyzed regarding the physical-chemistry of the system. In this work, the method of rotational viscosimeter was used to evaluate the stability of ceramic suspensions of a ZnO-based varistor system containing Bi2O3, Sb2O3, Co3O4, Mn2O3, NiO, and Cr2O3. Using this stability information, it was possible to establish optimized conditions of pH and amount of dispersant 9.0 and 1.70/ mg/g, respectively. The limit of solid concentration was determined by a simple rheological model as 43.4%. The low packing value was probably due to the sharp grain size distribution of the ZnO powder which reduced the particle packing density.

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+.

A presença de H2O nos processos de síntese e transformação de fase da alumina tem usualmente função catalisadora, diminuindo as temperaturas dos processos e facilitando os possíveis rearranjos atômicos. Neste trabalho mostrou-se que o vapor de H2O durante a síntese pode não apenas acelerar os processos diminuindo as energias de ativação, mas também induzir diferentes formas de ação de aditivos. O estudo foi possível utilizando-se o método dos precursores poliméricos para a síntese dos pós, que permite um controle absoluto do teor de H2O na etapa de cristalização do material. Alumina contendo Mn ou Mg como aditivos foram sintetizadas na ausência de H2O e na presença de excesso controlado desta e fases diferentes para cada situação foram observadas. Uma explicação do fenômeno é descrita em função da dependência da cristalização da gama-Al2O3 na presença de H+ para compensação das vacâncias catiônicas.

It is commonly accepted that the presence of H2O during the synthesis and phase transformation of alumina causes decreasing temperatures of these processes since it increases the atomic motilities. In addition to this general concept, in this work H2O vapor is also shown to play an important role on the influence of additives in alumina based systems. Alumina powders containing Mn or Mg were synthesized by the polymeric precursor method under H2O vapor or dry atmosphere during the crystallization stage. Each atmosphere promoted a different phase and an explanation for the phenomenon was given bases on the gamma-Al2O3 crystallization dependence on the H+ presence due to the required cationic vacancies compensations.

Um dos grandes desafios no processamento cerâmico é a obtenção de dispersões de partículas estáveis e homogêneas contendo materiais com diferentes características físicas e químicas, como densidade, área de superfície específica, distribuição de tamanho de partículas e ponto isoelétrico. O comportamento de suspensões obtidas a partir da composição de um sistema varistor à base de ZnO (aditivos: Bi2O3, Sb2O3, Co3O4, Mn2O3, NiO, Cr2O3) em meio aquoso, utilizando o poliacrilato de amônio como dispersante foi avaliada para determinar a influência dos diferentes óxidos no processamento. Os óxidos foram caracterizados a partir das técnicas mobilidade eletroforética dinâmica, espectroscopia no infravermelho, distribuição granulométrica e área de superfície específica. Os óxidos aditivos apresentam características de superfície, como ponto isoelétricos (pie), distintos com relação ao óxido base (ZnO - pie 9.4). Os dois mais importantes, devido às fortes diferenças de pie foram o Sb2O3 e o Cr2O3, pie = 3,4 e 4,4, respectivamente. Esta diferença de pie entre o ZnO e os aditivos promovem uma mudança no pH quando em dispersão aquosa, que passa a ser de aproximadamente 8,0 e que pode comprometer a estabilidade da dispersão em algumas etapas do processo de dispersão.

One of the greatest challenges of ceramic processing is to obtain a stable and homogeneous dispersion of particles when the components present different physical and chemical characteristics, such as density, specific surface area, size distribution and isoelectric point (iep). The ZnO varistor composition contains 7 different oxides (additives: Bi2O3, Sb2O3, Co3O4, Mn2O3, NiO, and Cr2O3) and the stability of the aqueous dispersion strongly depends on the specific surface area, the iep and the dispersant choice. In this work we evaluated the ammonium polyacrylate (PAA-NH4) as a dispersant to determine the influence of the different oxides on the processing. The oxides have been characterized by electrophoretic mobility, particle size distribution and specific surface area. Some of varistor oxides additives present isoelectric point (iep) distinct from the ZnO (iep = 9,4). Among them, Sb2O3 (iep = 3.4) and Cr2O3 (iep = 4.4) have been considered. This difference between the ZnO and these additives promotes a change in the pH dispersion that could compromise the dispersion stability.