Дисертації з теми "Feldspar materials"

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2182019 bytes, checksum: f16ae6c6befcaa27f593134ca7fa0f5d (MD5) Previous issue date: 2013-08-23
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Brazil is one of the references in the world market of ceramic tiles, ranking second in production and consumption. Only in 2012 were produced 865.9 million square feet, for a total installed capacity of 1.004 million square meters. An important aspect of the ceramic industry in the global context, is the continuous technological development, the widespread use of ceramics in various applications and environments and the increasing incorporation of waste from other sectors, giving sustainability concepts in the industry. Brazil produces on average 980 000 tonnes of glass packaging a year and has about a recycling rate of 47%. This study aimed to present one more option to the use of waste glass, which is still poorly recycled in Brazil, analyzing the influence of the replacement of feldspar in a ceramic, for residue from glass bottles are not returnable to the market. We tested three different percentages of glass waste, but also the influence on the behavior of the residue the technological properties with variation of firing temperature. Previously, all materials used in this work were characterized by the techniques of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermal analysis and particle size. After established formulations, manufacturing and burning the bodies of the test piece, checked the technological properties and microstructure of established formulations. The results indicate that the glass waste has the potential to be used as a flux alternative to replace feldspar in the production of ceramic tiles for different purposes, according to NBR 13817/1997.
O Brasil é uma das referências no mercado mundial de revestimentos cerâmicos, ocupando a segunda posição em produção e consumo. Só no ano de 2012 foram produzidos 865,9 milhões de metros quadrados, para uma capacidade instalada de 1.004 milhões de metros quadrados. Um aspecto importante da indústria cerâmica, no contexto mundial, é o contínuo desenvolvimento tecnológico, a disseminação do uso de cerâmica em diferentes aplicações e ambientes e a crescente incorporação de resíduos provenientes de outros setores, dando conceitos de sustentabilidade no setor. O Brasil produz em média 980 mil toneladas de embalagens de vidro por ano e possui, aproximadamente, um índice de reciclagem de 47%. Este trabalho teve como objetivo apresentar mais uma opção para o aproveitamento do resíduo de vidro, que ainda é pouco reciclado no Brasil,analisando a influência da substituição do feldspato, em uma massa cerâmica, por resíduo de vidro proveniente de garrafas não retornáveis ao mercado. Foram testadas três diferentes percentuais de resíduo de vidro, como também a influência no comportamento do resíduo nas propriedades tecnológicas com a variação de temperatura de queima. Previamente, todos os materiais utilizados no trabalho foram caracterizados pelas técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X, análise térmica e granulométrica. Após estabelecidas as formulações, confecção e queima dos corpos-de-prova, foram verificadas as propriedades tecnológicas e microestruturais das formulações estabelecidas. Os resultados obtidos apontam que o resíduo de vidro apresentou potencial de ser utilizado como fundente alternativo em substituição ao feldspato, na produção de revestimentos cerâmicos para diferentes finalidades, de acordo com a norma NBR 13817/1997.

O objetivo deste estudo foi analisar as propriedades mecânicas de cerâmicas à base de alumina e alumina-feldspato quando expostas a um meio agressivo (ácido acético 4%). Os corpos cerâmicos de alumina, contendo diferentes quantidades de feldspato (0, 1, 5, 10, 40 ou 100%), foram sinterizados a 1160, 1300, 1600 ou 1700ºC. Os espécimes foram divididos em três grupos de acordo com o tamanho do entalhe infligido (0, 30 ou 50% da largura do corpo-de-prova). Metade dos corpos cerâmicos foi exposta a uma solução de ácido acético a 4%. Os corpos cerâmicos sem e após ataque foram submetidos a ensaios para a determinação da resistência mecânica e do KIC; (por flexão a 4-pontos), área superficial (BET) e porosidade (método de Arquimedes). A microestrutura foi investigada por microscopia óptica e eletrônica de varredura, incluindo mapeamento por EDS, para a determinação da presença e distribuição de elementos químicos de interesse (C, O, Al, Si, K, Na, Mg). A solução lixiviada pelo ataque por ácido acético foi analisa para a determinação da concentração dos íons (Na+, Al+3, Si+4 e K+). Os resultados mostraram que os corpos cerâmicos sinterizados a 1700ºC, quando expostos ao ácido acético, diminuem sua resistência mecânica. Para os corpos cerâmicos sinterizados a 1600ºC a resistência mecânica não foi alterada. Nessas amostras, o KIC até aumentou após a exposição ao ácido acético. O ataque por ácido acético causou aumento na área superficial específica e do volume total de poros, o que foi confirmado pela concentração de íons na solução lixiviada pelo ataque por ácido acético. A fase vítrea, mesmo em pequenas quantidades, auxilia os corpos cerâmicos à base de alumina-feldspato a adquirir as propriedades mecânicas similares, ou até melhores, do que os corpos cerâmicos de alumina, dependendo da temperatura de sinterização. Isso sugere que é possível aperfeiçoar a formulação e a temperatura de queima de cerâmicas baseado na introdução de fase vítrea na microestrutura dos materiais, a fim de enfrentarem o rigor do ambiente oral.
This study investigates the mechanical properties of alumina-feldspar based ceramics when exposed to an aggressive environment (acetic acid 4%). Alumina ceramics containing different concentrations of feldspar (0, 1, 5, 10, 40 or 100%) were sintered at one of the temperatures 1160, 1300, 1600, or 1700oC. The samples were divided according to the inflicted flaws (of height 0, 30, or 50%). Half of these ceramic bodies were exposed to 4% acetic acid. The ceramic bodies whether or not exposed to acetic acid were tested in order to determine mechanical resistance and KIC (4 point bending test), superficial area (BET) and porosity (Archimedes). The microstructure was analyzed by optical and scanning microscopy, including element mapping performed by EDS to determine the presence and distribution of specific chemical elements (C, O, Al, Si, K, Na, Mg). The leachate solution was evaluated to determine the concentration of ions (Na+, Al+3, Si+4 e K+). The results showed that the ceramic bodies sintered at 1700oC decrease their mechanical resistance when exposed to acetic acid. The mechanical resistance for ceramic bodies sintered at 1600ºC was not altered. In these samples, the KIC even increased after acetic acid exposure. The acetic acid attack increased specific superficial area and total pore volume, which was confirmed by the ion concentration on the leachate solution. The glassy phase, even in small amounts, aids the alumina-feldspar based ceramics in acquiring similar or even better mechanical properties than alumina ceramic bodies, depending of sintering temperature. This suggests that is possible to enhance both formulation and sintering temperature of ceramics based on the introduction of glassy phase into the microstructure in order to face the rigors of the oral environment.

Made available in DSpace on 2015-04-01T12:17:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aquivototal.pdf: 4458207 bytes, checksum: c998f318cd914a74966cc43b803e4c8d (MD5) Previous issue date: 2014-02-26
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
It is estimated that there are 500,000 acres of mesquite (Prosopis juliflora) planted in the Brazilian Northeast, 45% only on State of Paraíba. In State, the wood is used almost exclusively as fuel on drying kilns and firing of ceramic products in brick kilns, generating ash as residue. These ashes contain a high concentration of alkaline metals and earth metals, mainly CaO and K2O. This work studies the use of this residue in the ceramic tiles industry, in substitution to the feldspar. Thirteen mixtures with equal ratios of clay, kaolin and quartz, and the residue (varying from 5% to 20%, still under three granulometric perspectives), and prepared specimens of dimensions 110 mm x 55 mm x 8 mm in uniaxial tool die, with compacting pressure of 15 MPa. The samples were fired in three different temperatures: 1160°C, 1190°C and 1220°C, during 20 minutes, and characterized by means of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, gravimetric thermal analysis and differential thermal analysis. The results of water absorption, apparent porosity and specific mass, linear shrinkage and flexural strength were also analysed. The specimens with addition of 5 and 10% ash, of granulometric -#35 +#60 (250 μm < particle size < 500 μm), fired in 1220°C, presented results of water absorption of 0.99% and 0.62%, respectively, which according to the ABNT, ASTM and ISO standards can be classified as stoneware tiles, and flexural strength of 23.3 and 23.0 MPa, respectively, being classified as coating materials.
Estima-se que existam 500 mil hectares de algarobeiras (Prosopis juliflora) plantadas no Nordeste, 45% do montante só na Paraíba. No Estado, a lenha é utilizada quase que exclusivamente como combustível nos fornos de secagem e queima de produtos cerâmicos nas olarias, gerando uma cinza como resíduo/subproduto. As cinzas da lenha de algaroba apresentam elevadas concentrações de metais alcalinos e alcalinos-terrosos, principalmente CaO e K2O. O presente trabalho estuda a utilização desse resíduo na indústria de placas cerâmicas para revestimentos, em substituição ao feldspato. Foram definidas 13 formulações com iguais proporções de argila, caulim e quartzo, e o resíduo (variando de 5 a 20%, ainda sob três perspectivas granulométricas), e confeccionados corpos de prova de dimensões 110 mm x 55 mm x 8 mm em matriz uniaxial, com pressão de compactação de 15 MPa. As amostras foram sinterizadas em três níveis de temperatura, 1160°C, 1190°C e 1220°C, com patamar de queima de 20 minutos. Foram realizados ensaios para caracterização das matérias-primas por fluorescência de raios-X, difração de raios-X, AG, DTA e ATG, e analisados os resultados de absorção de água, porosidade e massa específica aparentes, retração linear e tensão de ruptura à flexão. Os corpos de prova com adição de 5 e 10% de cinzas, de granulometria -#35 +#60 (250 μm < tamanho de partícula < 500 μm), sinterizados a 1220°C, apresentaram resultados de absorção de água de 0,99% e 0,62%, respectivamente, o que segundo as normas ABNT, ASTM e ISO podem ser classificados como grês porcelanato, e resistência à flexão de 23,3 e 23,0 MPa, respectivamente, caracterizando-os como materiais de revestimento.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JorgeFB.pdf: 2466045 bytes, checksum: 390a8dfd299d465779890586b1bd5be1 (MD5) Previous issue date: 2009-10-19
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior
The State Bahia, Brazil, presents different geological sites it with a very expressive variety minerals. It is situated among the very important States which produces minerals for industries, such as pointed aggregate, ornamentals stones and ceramics raw materials. Nowadays only four companies producting ceramics tiles. Porcelainized stoneware tiles is one of the noblest ceramics, depicting low water absorption (typically below of 0,5%), in addition to excellent staining resistance and mechanical strength. The present work aims at investigating the potential of local raw materials for the production of porcelainized stoneware tiles. For this purpose, these materials were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, particle size analysis, thermal gravimetric analysis, thermal differential analysis and dilatometric analysis. Admixtures containing different compositions were prepared and fired at four temperatures, 1100 ?C, 1150 ?C, 1200 ?C and 1250 ?C with isotherm for 60 minute and heathing rate of 5 oC/min. After firing the samples, they were characterized by water absorption tests, linear retraction, analysis, apparent porosity, apparent specific mass, flexural strength, and microstructural analysis by X-ray diffraction and scanning electron microscopy . The results revealed three ceramics with porcelainized stoneware tiles characteristics and porcelain tile will be produce from raw materials originated in the State of Bahia
O Estado da Bahia apresenta uma diversidade de terrenos geol?gicos que encerra uma expressiva dota??o mineral e est? situado entre os mais importantes Estados produtores de minerais industriais, ressaltando-se agregados, rochas ornamentais e mat?rias-primas cer?micas. Atualmente somente quatro empresas produzem placas cer?micas. O gr?s porcelanato ? uma das mais nobres cer?micas de revestimento devido a sua baixa absor??o d ?gua (tipicamente abaixo de 0,5%), al?m de apresentar excelentes caracter?sticas t?cnicas, destacando-se pelas elevadas resist?ncias mec?nica, ao risco e ao manchamento. O presente trabalho tem a finalidade de avaliar o potencial das mat?rias-primas, feldspato, argila e caulim, utilizado na produ??o de gr?s porcelanato no estado da Bahia. Para isso, foi feita a caracteriza??o das mat?rias-primas por fluoresc?ncia de raios X (FRX), difra??o de raios X (DRX), an?lise granulom?trica (AG), an?lise t?rmica gravim?trica (TG), an?lise t?rmica diferencial (DTA) e an?lise dilatom?trica, elaborando-se sete formula??es que foram queimadas nas temperaturas: 1100 ?C, 1150 ?C, 1200 ?C e 1250 ?C, com isoterma de 60 minutos e taxa de aquecimento de 5 oC/ min. Ap?s a queima, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de absor??o de ?gua, retra??o linear, an?lise dilatom?trica, porosidade aparente, massa espec?fica aparente, resist?ncia ? flex?o, difra??o de raios X e microscopia eletr?nica de varredura. Em tr?s formula??es foram obtidas, propriedades compat?veis com as exigidas para a produ??o do gr?s porcelanato com mat?rias-primas oriundas do Estado da Bahia

When firing calcium ceramic materials creates a new crystalline phase anorthite. It can significantly improve the properties of ceramic body. This work deals with the possibilities of development anortitové ceramics using non-plastic raw materials, particularly alumina cement compared with conventional ceramics based on mullite.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено розробці енергоощадної технології фарфору електро-технічного призначення на основі вітчизняної пірофілітової та польовошпатової сировини. При проектуванні складів низькотемпературного електрофарфору використані результати мікрорівневого моделювання поведінки матеріалу при механічних навантаженнях та фізико-хімічних досліджень композицій, що належать елементарному тетраедру A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S системи Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂. Область композицій для розробки фарфору з температурою випалу 1200 °С обмежена вмістом компонентів, мас. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. Встановлено, що для інтенсифікації спікання та фазоутворення електрофарфору при зниженій температурі випалу необхідним є використання комплексних плавнів та мінералізуючих добавок. На основі досліджень складу та властивостей вітчизняних та зарубіжних польовошпатових і пірофілітових матеріалів обґрунтовано вибір сировини для виробництва низькотемпературного електрофарфору. Встановлено фізико-хімічні закономірності формування низькотемпературного електрофарфору та отримані математичні моделі залежностей його властивостей від складу мас. Розроблено склади і технологічні параметри виготовлення низько-температурного електрофарфору з комплексом високих електрофізичних та механічних властивостей (пробивна напруга Епр = 30 кВ∙мм¯¹, питомий об'ємний електроопір ρV20°С = 4,1·10¹⁴ Ом·см, тангенс кута діелектричних втрат tg δ ·10³= 12,1, міцність на розрив ζрозр = 31 МПа).
Thesis for granting the Degree of the Candidate of Technical Sciences on the spe-ciality 05.17.11 – Technology of Refractory Non-Metallic Materials. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2015. The thesis is devoted to the development of porcelain energy saving technology of electrotechnical designation on the basis of national feldspar and pyrophylite raw materials. The results of microlevel modeling of material behavior at temperature-strength stress and physical-chemical research of mixtures belonging to elementary tetrahedron A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S of system Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂ were used when designing low-temperature electroporcelain compositions. The mass area for porcelain designing compositions with firing temperature 1200 °C is limited by component content, weight. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. It was shown that for sintering intensification and electroporcelain phase formation at low firing temperature it is necessary to use complex fluxes and mineralizing additives. Based on studies of composition and properties of Ukrainian and foreign feldspar and pyrophylite materials the choice of raw materials for the production of low electroporcelain was justified. The physical and chemical regularities of low electroporcelain formation were shown and the mathematical models of its properties dependence on the mass composition were received. The composition and technological parameters of manufacturing low-temperature eleсtroporcelain with complex of high electrophysical and mechanical properties (breakdown voltage 30 kV∙mm¯¹, volume resistivity 4,1·10¹⁴ Оhm·cm, dielectric loss tg δ·10³= 12,1, tensile strength of 31 MPa) were developed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015 р. Дисертацію присвячено розробці енергоощадної технології фарфору електро-технічного призначення на основі вітчизняної пірофілітової та польовошпатової сировини. При проектуванні складів низькотемпературного електрофарфору використані результати мікрорівневого моделювання поведінки матеріалу при механічних навантаженнях та фізико-хімічних досліджень композицій, що належать елементарному тетраедру A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S системи Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂. Область композицій для розробки фарфору з температурою випалу 1200 °С обмежена вмістом компонентів, мас. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. Встановлено, що для інтенсифікації спікання та фазоутворення електрофарфору при зниженій температурі випалу необхідним є використання комплексних плавнів та мінералізуючих добавок. На основі досліджень складу та властивостей вітчизняних та зарубіжних польовошпатових і пірофілітових матеріалів обґрунтовано вибір сировини для виробництва низькотемпературного електрофарфору. Встановлено фізико-хімічні закономірності формування низькотемпературного електрофарфору та отримані математичні моделі залежностей його властивостей від складу мас. Розроблено склади і технологічні параметри виготовлення низько-температурного електрофарфору з комплексом високих електрофізичних та механічних властивостей (пробивна напруга Епр = 30 кВ∙мм¯¹, питомий об'ємний електроопір ρV20°С = 4,1·10¹⁴ Ом·см, тангенс кута діелектричних втрат tg δ ·10³= 12,1, міцність на розрив ζрозр = 31 МПа).
Thesis for granting the Degree of the Candidate of Technical Sciences on the spe-ciality 05.17.11 – Technology of Refractory Non-Metallic Materials. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2015. The thesis is devoted to the development of porcelain energy saving technology of electrotechnical designation on the basis of national feldspar and pyrophylite raw materials. The results of microlevel modeling of material behavior at temperature-strength stress and physical-chemical research of mixtures belonging to elementary tetrahedron A₃S₂–NAS₆–KAS₆–S of system Na₂O–K₂O–Al₂O₃–SiO₂ were used when designing low-temperature electroporcelain compositions. The mass area for porcelain designing compositions with firing temperature 1200 °C is limited by component content, weight. %: SiO₂ 55÷65, Al₂O₃ 20÷45, K₂O 2÷4, Na₂O 2÷4. It was shown that for sintering intensification and electroporcelain phase formation at low firing temperature it is necessary to use complex fluxes and mineralizing additives. Based on studies of composition and properties of Ukrainian and foreign feldspar and pyrophylite materials the choice of raw materials for the production of low electroporcelain was justified. The physical and chemical regularities of low electroporcelain formation were shown and the mathematical models of its properties dependence on the mass composition were received. The composition and technological parameters of manufacturing low-temperature eleсtroporcelain with complex of high electrophysical and mechanical properties (breakdown voltage 30 kV∙mm¯¹, volume resistivity 4,1·10¹⁴ Оhm·cm, dielectric loss tg δ·10³= 12,1, tensile strength of 31 MPa) were developed.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoJVD_TESE.pdf: 12520494 bytes, checksum: 33cb961e885b2677da82d2f828a92417 (MD5) Previous issue date: 2013-05-23
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior
To produce porcelain tiles fluxing agents are used in order to obtain a liquid phase during firing. This liquid phase fills the pores decreasing porosity, water absorption and contributes to material densification. In the porcelain tiles industry, feldspar is the main flux material used, with quantities ranging between 35 and 50%. Studies focus on the discovery of materials with flux characteristics that can reduce the consumption of feldspar by porcelain tiles industry. In this context, the coffee husk ashes, a residue obtained when coffee husks are burned to produce heat for the dryers during the processing of the green fruit, have as main chemical constituents potassium, calcium and magnesium, giving them characteristics of fluxing material. Brazil is the largest coffee producer in the world and is responsible for over 30% of the world s production. In this work a physical treatment of coffee husk ash was carried out in order to eliminate the organic matter and, after this, two by-products were obtained: residual wastes R1 and R2. Both residues were added separately as single fluxes and also in association with feldspar in mixtures with raw materials collected in a porcelain industry located in Dias d ?vila-Ba. The addition of these residues aimed to contribute to the reduction of the consumption of feldspar in the production of porcelain tiles. Specimens were produced with dimensions of 60 mm x 20 mm x 6 mm in an uniaxial die with compacting pressure of 45 MPa. The samples were heated to a temperature of 1200 ?C, for 8 minutes. Tests were performed to characterize the raw materials by XRF, XRD, particle size analysis, DTA and TGA and, additionally, the results of the physical properties of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, density, dilatometry, flexural strength and SEM of sintered body were analyzed. Additions of less than 8% of the residue R1 contributed to the decrease of porosity, but the mechanical strength of the samples was not satisfactory. Additions of 5% the R2 residue contributed significantly to decrease the water absorption and apparent porosity, and also to increase the mechanical strength. Samples with addition of feldspar associated with the R2 residue, in proportions of 6.7% of R2 and 6.7% of feldspar, led to results of water absorption of 0.12% and mechanical strength of 46 MPa, having parameters normalized to the manufacture of porcelain stoneware tiles
Na fabrica??o de porcelanatos s?o utilizados fundentes com a finalidade de obter fase l?quida durante a queima que, por sua vez, preenche os poros diminuindo a porosidade, a absor??o de ?gua, e contribui para a densifica??o do material. Na ind?stria de porcelanatos o feldspato ? o principal material fundente utilizado, com percentuais que variam entre 35 e 50% em massa. Pesquisas s?o direcionadas para a descoberta de materiais com caracter?sticas fundentes que possam diminuir o consumo de feldspato. Nesse contexto, a cinza da casca de caf?, res?duo obtido quando cascas de caf? s?o queimadas a fim de produzir calor para os secadores mec?nicos durante o beneficiamento do fruto, possuem como principais elementos o pot?ssio, c?lcio e magn?sio, conferindo-lhe caracter?sticas de material fundente. O Brasil ? o maior produtor de caf? do mundo, respons?vel por mais de 30% da produ??o mundial. Nesse trabalho, foi realizado um tratamento f?sico na cinza de caf? com a finalidade de eliminar parte do material carbonizado e, ap?s este, foram obtidos dois subprodutos: res?duo R1 e res?duo R2. Ambos os res?duos foram adicionados, separadamente, como ?nicos fundentes, e tamb?m associados ao feldspato, em massas com mat?rias primas coletadas em uma f?brica de porcelanatos localizada no munic?pio de Dias d ?vila-Ba. A adi??o desses res?duos teve o objetivo de verificar a possibilidade de reduzir o consumo de feldspato na produ??o de porcelanatos. Foram confeccionados corpos de prova com dimens?es de 60 mm x 20 mm x 6 mm em matriz uniaxial, com press?o de compacta??o de 45 MPa. Os corpos de prova foram sinterizados na temperatura de 1200 ?C com patamar de 8 minutos. Foram realizados ensaios para caracteriza??o das mat?riasprimas por FRX, DRX, AG, ATD e ATG, e analisados os resultados das propriedades f?sicas de absor??o de ?gua, porosidade aparente, retra??o linear, MEA, an?lise dilatom?trica, resist?ncia ? flex?o e MEV do corpo sinterizado. A adi??o de at? 8% do res?duo R1 contribuiu para a diminui??o da porosidade aparente, por?m a resist?ncia mec?nica das amostras n?o foi satisfat?ria. A adi??o de 5% de res?duo R2 contribuiu significativamente para diminuir absor??o de ?gua e porosidade aparente, e tamb?m, para o aumento da resist?ncia mec?nica ? flex?o. As amostras com adi??o do res?duo R2 associado ao feldspato, nas propor??es de 6,7% de R2 e 6,7% de feldspato, obtiveram resultados de absor??o de ?gua de 0,12% e resist?ncia mec?nica ? flex?o de 46 MPa, atendendo aos par?metros normalizados para fabrica??o de porcelanatos

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2740.pdf: 1911797 bytes, checksum: 13dca9df55ee4e145e09e499817af0f0 (MD5) Previous issue date: 2010-01-05
Universidade Federal de Sao Carlos
The porcelainized stoneware has been outstanding in the current market of ceramic tiles because it offers excellent technical and esthetic features. In this research traditional ceramic raw materials were selected and a standard formulation reported in the literature was adopted, aiming to replace the vitreous phase former (feldspar) from the composition by two fluxing agents at high temperature. The objective was to evaluate these materials as a technical alternative with lower cost (30-40%), since, in the porcelain, the amount of flux former is very large, and represents approximately 50% of all raw materials used. The nepheline syenite was the natural raw material selected to replace the feldspar due to the fact that it belongs to the family of feldspathoids, and has similar physicochemical characteristics, therefore, high fluxing efficiency. The second vitreous phase former was a synthetic material, named flux agent, with physical and chemical characteristics very different from those of the feldspar and even greater fluxing efficiency. The replacement of feldspar occurred in complete and in part, through combinations of the alternative fluxes. The masses were processed from mixing of powders, wet milling, drying, desagglomeration, compaction and firing. In addition to the curves of vitrification, techniques, as sedimentometry, dilatometry, flexure strength test, electron microscopy, piroplastic deformation measurements and X-ray diffraction were used to characterize the material sintered at different temperatures. The most important results show that it is possible to combine nepheline and synthetic flux as alternative material other than feldspar because they promote vitrification at lower temperatures. Compositions with both fluxes showed low values of water absorption (<0.1%) and high mechanical strength (45 MPa) when compared to the standard, despite of the higher piroplastic deformation. The presence of nepheline does not change qualitatively the formation of phases and the flow generates new crystalline phases, in according to phases diagram.
O porcelanato tem se destacado no mercado atual de revestimentos cerâmicos, pois apresenta excelentes características técnicas e estéticas. Neste trabalho foram selecionadas matérias-primas cerâmicas tradicionais e adotada uma formulação padrão convencionalmente reportada na literatura, visando à substituição da fase fundente (feldspato) da composição por dois tipos de matérias-primas formadoras de fase líquida em alta temperatura. O objetivo foi avaliar essas matérias-primas como alternativa técnica e de menor custo (30 a 40% menor), uma vez que, em massas de porcelanato, a quantidade de fundente representa aproximadamente 50% do total das matérias-primas utilizadas. A nefelina sienito foi a matéria-prima natural substituta escolhida por pertencer à família dos feldspatóides, que possui características físico-químicas semelhantes ao feldspato, portanto, uma elevada fundência. O segundo fundente foi um material sintético, denominado neste trabalho como fluxo, com características físico-químicas bem diferentes e uma fundência ainda maior. A substituição ao feldspato ocorreu de maneira total e/ou parcial, por meio de combinações entre os fundentes alternativos. As massas foram processadas a partir da mistura de pós, moagem a úmido, secagem, desaglomeração, compactação e queima. Além das curvas de gresificação, técnicas como sedimentometria, dilatometria, ensaio de resistência mecânica à flexão a três pontos, microscopia eletrônica, medidas de deformação piroplástica e difratometria de raios X foram utilizadas para a caracterização dos materiais após queima em diversas temperaturas. Os principais resultados mostraram que, a princípio, é possível a combinação das matérias-primas nefelina e fluxo como material alternativo ao feldspato, pois elas proporcionam a gresificação em temperaturas mais baixas. Composições com ambos fundentes apresentaram baixos valores de absorção de água (<0,1%) e elevada resistência mecânica (45 MPa) quando comparadas a padrão, apesar de maior deformação piroplástica. A presença da nefelina não altera qualitativamente a formação de fases e o fluxo gera novas fases cristalinas em acordo com o diagrama de equilíbrio de fases.

A crescente preocupação ambiental despertou grande interesse na reutilização e reciclagem de materiais. Este fato impulsionou novas pesquisas relacionadas à porcelana de ossos, pois esta utiliza em sua composição aproximadamente 50% de matéria-prima renovável, os ossos bovinos. A ampla produção de rebanho de corte torna o Brasil um país com alta oferta de ossos bovinos. Atualmente, esta matéria-prima é utilizada em rações para animais e na produção de artefatos. No entanto, ela poderia ser utilizada de forma mais valorizada como, por exemplo, na fabricação da porcelana de ossos. Este fato foi um grande incentivo ao presente estudo. O comportamento reológico de formulações de porcelana de ossos, nas quais o fundente feldspato foi parcialmente substituído por um fundente alternativo (espodumênio, wollastonita ou vidro reciclado), foi estudado de forma criteriosa. Esses fundentes foram escolhidos como forma de otimizar a queima da referida porcelana. A escolha do vidro reciclado torna a porcelana de ossos ainda mais interessante sob o ponto de vista ambiental. Avaliou-se também o efeito da temperatura de calcinação sobre a reologia de uma suspensão contendo somente pó de ossos. O desenvolvimento da presente pesquisa foi realizado em duas etapas. Na primeira parte, foi realizada a caracterização físico-química do pó de ossos calcinados, nas temperaturas de 800 e 1000°C, e da influência do tipo de dispersante e da concentração de sólidos sobre a viscosidade aparente de uma suspensão de ossos. Na segunda etapa, avaliou-se o comportamento reológico de formulações de porcelana de ossos com os diferentes fundentes. Este estudo foi realizado utilizando-se um viscosímetro Brookfield. As peças coladas foram avaliadas em relação à resistência mecânica, espessura de parede e qualidade visual do colado. Os resultados obtidos mostram que a temperatura de calcinação dos ossos afeta diretamente a área específica das partículas, influenciando a viscosidade aparente das suspensões. As propriedades reológicas das diferentes formulações da porcelana de ossos foram avaliadas em relação à substituição parcial do fundente feldspato, e os resultados mostraram que a reologia das massas de porcelana é afetada mais pelo tamanho, formato, área específica e distribuição granulométrica das partículas, do que pelo tipo de fundente. No entanto, o fundente vidro foi o que mais alterou as propriedades reológicas, devido liberação de seus íons constituintes.
The great concern about the environment showed in last years has brought a great interest to recycle materials. This issue has made the researches with bone china increase because this material has about 50% of renewable material in its composition, bovine bones. Brazil has a high supply of cattle bone due to high herd of cattle around the country. Nowadays, this material has been used to make handcraft and as part of food to animals. However, it could be used to produce bone china adding value in the final product. In this work, it was carefully studied the rheological behavior of porcelain bodies, which the traditional flux (feldspar) was partly replaced by an alternative flux (spodumene, wollastonite, or waste glass). These fluxes were chosen to optimize the porcelain sintering. From the environment point of view, waste glass being a recycled material is the most interest flux to be used in this research. It was also evaluated the effect of the calcination temperature in the rheological behavior of a bone ash suspension. This work was developed in two steps. Firstly, it was made the physic-chemical characterization of the bone ash calcined at 800°C and 1000°C. It was also evaluated the influence of the type of dispersant and the solid concentration on the apparent viscosity of the bones suspension. Then, the rheological behavior of the bodies of bone china formulated with the different fluxes was evaluated using Brookfield viscometer. Pieces made by slip casting and evaluated by mechanical resistance, wall thickness, and visual quality of the material produced. The calcination temperature of the bones affects directly the specific surface area of the particles and the apparent viscosity of the suspensions. It was conclude that the rheological properties of the porcelain bodies are more affected by the size, shape, specific area, and particle size distribution than by the type of flux, except the waste glass which has changed greatly the rheological properties due to release of constituent ions.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCG.pdf: 2415650 bytes, checksum: 6d4f3400b231efd1461031a9b05312e8 (MD5) Previous issue date: 2004-08-27
Universidade Federal de Minas Gerais
Amongst the various types of ceramic tiles, the porcelainized stoneware tile stands out due to its technical properties (low water absorption, high mechanical strength and high abrasion, chemical attack and frost resistance). In this work, five compositions prepared by mixing ball clay, kaolin, feldspar, quartz and talc (a typical porcelainized stoneware tile composition, as found in the literature, and three new compositions) were studied, to observe the effect on the phase formation and final characteristics, of partial and total replacement of the feldspar by a lab-made vitreous phase former (flux agent). Samples were characterized in terms of physical properties (firing shrinkage, water absorption and flexural strength). The results obtained show that a typical porcelainized stoneware product can be made by replacing the feldspar by the alternative flux agent: partial replacement led to rather satisfying results in terms of apparent porosity, water absorption and mechanical strength; total replacement led to low apparent porosity and water absorption, and high flexural strength. These are very promising results, as they mean a 50 ºC reduction in the firing temperature (relative to the average 1200 ºC, commonly used in industrial practice), which translates into reduced energy consumption. Furthermore, a costly raw material the feldspar could be replaced by a lab-made inert vitreous phase former, with no sacrifice to the processing or the physical and aesthetical properties of the final product.
Dentre os vários tipos de placas para revestimentos cerâmicos, o grês porcelanato se destaca devido às suas propriedades técnicas (baixa absorção de água, alta resistência mecânica e à abrasão, elevada resistência química e ao gelo). Neste trabalho, foram preparadas cinco composições a partir da mistura de argila plástica, caulim, feldspato, quartzo e talco (uma composição típica de grês porcelanato, encontrada em literatura, uma composição obtida a partir da análise química de um produto comercial e três novas composições) com a finalidade de se estudar o efeito na formação de fases e características finais, da substituição parcial e total do feldspato por uma fase vítrea previamente obtida (fluxo). A caracterização das amostras foi realizada por análises físicas (retração linear de queima, absorção de água, resistência mecânica à flexão e à abrasão profunda). Os resultados obtidos mostram que um grês porcelanato típico pode ser produzido a partir da substituição do feldspato por um fundente alternativo: a substituição parcial permite a obtenção de resultados satisfatórios em termos da porosidade aparente, absorção de água e resistência mecânica; a substituição total resulta em uma baixa porosidade e baixa absorção de água e alta resistência mecânica à flexão. Os resultados foram muito promissores, pois se referem a uma diminuição de 50 ºC na temperatura de queima (relativamente a 1200 ºC, a temperatura genérica utilizada industrialmente), com a conseqüente redução no consumo de energia. Alem disso, a matéria-prima de maior custo o feldspato pode assim ser substituída por uma fase vítrea aparentemente inerte, sem comprometimento do processamento nem das propriedades físicas e estéticas do produto final.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:29:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 430600.pdf: 1425866 bytes, checksum: a6284b0edf71e30994f389b10f22f4b4 (MD5) Previous issue date: 2011-03-16
A cer?mica ? o material restaurador com melhores propriedades est?ticas utilizado na odontologia. Associada a est?tica, outras in?meras propriedades tornam esse material consagrado na odontologia restauradora. Por?m, a cer?mica possui como limita??o um alto potencial de fratura. A substitui??o total de uma restaura??o fraturada muitas vezes ? invi?vel, principalmente quando a pr?tese est? bem adaptada e a fratura n?o ? extensa. Com isso, pode-se lan?ar m?o de reparar a superf?cie da cer?mica fraturada intra-oralmente com resina composta fotopolimeriz?vel. Este estudo teve o objetivo de avaliar a influ?ncia do tratamento superficial e da cilcagem mec?nica na resist?ncia de uni?o ao cisalhamento entre cer?mica feldsp?tica e resina composta fotopolimeriz?vel. Os tratamentos superficiais utilizados foram: asperiza??o com ponta damantada, condicionamento ?cido, jateamento com ?xido de alum?nio e associa??o de jateamento com condicionamento ?cido. Concluiu-se que para um ?ndice de confian?a de 95%, tanto os tratamentos superficiais utilizados, assim como a ciclagem mec?nica, n?o exerceram influ?ncia na resist?ncia de uni?o entre cer?mica feldsp?tica e resina composta fotopolimeriz?vel.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3946.pdf: 4466269 bytes, checksum: 9cc3e3c7b0f0399d01e129c31e5dc027 (MD5) Previous issue date: 2011-03-03
Universidade Federal de Sao Carlos
Considering the various types of ceramic tiles used today, the stoneware tile is distinguished by its aesthetic and technical characteristics, such as: very low water absorption (less than 0.5%), high mechanical strength, high abrasion strenght, high chemical and frost strenght. Commonly, a composition of stoneware tile is constituted by homogeneous mixture of plastic clay(s), kaolin, feldspar, quartz and talc of high purity. This work studied the effect of replacing the plastic clay used in the manufacture of this product, typically a clay, by a mudstone of lower refractoriness. Another object of study was to evaluate the influence of the replacement, even partially, the content of feldspar (which is the raw material most suitable flux and used industrially, around 45% by mass) for nepheline, evaluating the technical characteristics achieved in the final product. For this, emphasis was given to the use of different levels and types of trainers from the liquid phase (feldspar and nepheline) in compositions of bath with the mudstone. For comparison it was characterized, by means of physical tests, the linear shrinkage and water absorption (vitrification curve), and flexural strength of a standard composition, reported in the literature, and new compositions. In addition, it was evaluated the cycle and the level of firing (1200 ° C is the temperature industrial average), verifying the possibility of reducing consumption of natural gas, which represents the main energy source of the production process.
Considerando-se os vários tipos de revestimentos cerâmicos utilizados atualmente, o porcelanato se destaca por sua estética e por suas características técnicas, tais como: baixíssima absorção de água (menor que 0,5%), elevadas resistências mecânica, à abrasão, química e ao gelo. Comumente, uma composição de porcelanato é constituída da mistura homogênea de argila(s) plástica(s), caulim, feldspato, quartzo e talco, de elevada pureza. Neste trabalho estudou-se o efeito da substituição da argila plástica utilizada na fabricação desse produto, tipicamente uma argila caulinítica, por um argilito de menor refratariedade. Outro objeto de estudo foi avaliar a influência da substituição, mesmo que parcial, do teor de feldspato (que corresponde à matéria-prima fundente mais indicada e utilizada industrialmente, em torno de 45% em massa) por nefelina, avaliando-se as características técnicas alcançadas no produto final. Para isto, ênfase foi dada à utilização de diferentes teores e tipos de formadores de fase líquida (feldspato e nefelina) em composições de massas com o argilito. Para comparação caracterizou-se, por meio de ensaios físicos, a retração linear de queima e absorção de água (curva de gresificação), e a resistência mecânica à flexão de uma composição padrão, reportada na literatura, e das novas composições. Além disso, avaliou-se o ciclo e o patamar de queima (1200°C é a temperatura industrial média), verificando-se a possibilidade de redução de consumo de gás natural, que representa a principal fonte energética do processo produtivo.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaimundoJSC_TESE.pdf: 1754370 bytes, checksum: 88d2811dd20d4c281cc4bc5a58cfc6fa (MD5) Previous issue date: 2010-11-16
The red pottery industry in Piau? state is well developed and stands out at the national context for the technical quality of its products. The floor and wall tile industry, however, is little developed since the state has only one company that produces red clay-based ceramic tiles. This thesis aims at using the predominantly illitic basic mass of the above mentioned industry, with the addition of feldspar and/or kaolin residue in order to obtain products of higher technical quality. Kaolin residue consists basically of kaolinite, muscovite mica and quartz; the feldspar used was potassic. In this experiment, basic mass (MB) was used for experimental control and fifteen formulations codified as follows: F2, F4, F8, F16, F32, FR2, FR4, FR8, FR16, FR32, R2, R4, R8, R16 and R32. All raw materials were dry-milled, classified, formulated and then humidified to 10% water. Thereafter, test samples were produced by unixial pressing process in a rectangular steel matrix (60.0 x 20.0 x 5.0) mm3 at (25 MPa). They were fired at four temperatures: 1080?C, 1120?C, 1160?C, with a heating rate of 10?C/min during up to 10 min in an electric oven, and the last one in an industrial oven with a peak of 1140?C, aim ing to confirm the results found in laboratory and, finally, technological tests were performed: MEA, RL, AA, PA, TRF and PF. The results revealed that the residue under study can be considered a raw material with large potential in the industry of red clay-based ceramic tiles, since the results found both in laboratory and in the industry have shown that the test samples produced from the formulations with up to 4% feldspar and those produced with up to 8% feldspar and residue permitted a reduction in the water absorption rate and an increase in the mechanical resistance while those samples produced with up to 4% residue had an increase in the mechanical resistance when compared to those produced from the basic mass and that the formulation with 2% feldspar and residue presented the best technological properties, lowering the sintering temperature down to 1120?C
A ind?stria de cer?mica vermelha do Piau? ? bem desenvolvida e se destaca no contexto nacional pela qualidade t?cnica de seus produtos. J? a ind?stria de revestimento pouco se desenvolveu, visto que o estado possui uma ?nica empresa que produz revestimento de base argilosa vermelha. Esta tese tem por objetivo utilizar a massa b?sica predominantemente il?tica da ind?stria citada, adicionando ? mesma feldspato e/ou res?duo de caulim com o prop?sito de obter produtos de melhores qualidades t?cnicas. O res?duo caulim ? constitu?do basicamente de caulinita, mica moscovita e quartzo; o feldspato utilizado foi o pot?ssico. Para este experimento, utilizou-se a massa b?sica (MB) para controle experimental e quinze formula??es assim codificadas: F2, F4, F8, F16, F32, FR2, FR4, FR8, FR16, FR32, R2, R4, R8, R16 e R32. Todas as mat?rias-primas foram mo?das a seco, caracterizadas, formuladas, depois umidificadas a 10% com ?gua. Em seguida, foram confeccionados corpos-de-prova por prensagem uniaxial em matriz retangular de a?o (60,0 x 20,0 x 5,0) mm? a (24 MPa), os quais foram queimados em quatro temperaturas: 1080?C, 1120?C, 1160?C, com taxa de aqu ecimento de 10?C/min e patamar de 10 min em forno el?trico, e a ?ltima em forno a rolo industrial e pico de 1140?C com o objetivo de validar os resultados encontra dos em laborat?rio; por ?ltimo, foram realizados ensaios tecnol?gicos: MEA, RL, AA, PA, TRF e PF. Os mesmos mostraram que o res?duo estudado pode ser considerado como mat?riaprima de grande potencial para a ind?stria de pisos e revestimentos cer?micos de base argilosa vermelha, j? que tanto os resultados encontrados em laborat?rio como na ind?stria mostram que os corpos-de-prova produzidos a partir das formula??es com feldspato at? 4% e os produzidos com feldspato e res?duo at? 8% permitiram uma redu??o da absor??o de ?gua e aumento da resist?ncia mec?nica, sendo que os corpos-de-prova produzidos com at? 4% de res?duo tiveram aumento da resist?ncia mec?nica, quando comparados aos corpos-de-prova produzidos a partir da massa b?sica e que a formula??o com 2% de feldspato e res?duo apresentou melhores propriedades tecnol?gicas, reduzindo a temperatura de sinteriza??o para 1120?C

One of the most sustainable pathways of sewage sludge treatment in recent years has been thermal conversion. The benefits of thermal treatment of sewage sludge are the recovery of energy or valuable chemical products, the destruction of harmful organic compounds, the separation of heavy metals from the P-rich coarse ash fraction, and the decreased and sanitized ash volume. The ashes created by these thermal conversion processes of sewage sludge are often rich in P that is mostly present in minerals with low plant-availability such as apatite. Due to the enrichment of P in the created ashes, a variety of post-processing steps have been developed to recover P from sewage sludge ashes. One proven way for the sus-tainable recovery of P from such ashes is thermal post-processing with alkaline salts, e.g., Na2SO4 or K2CO3, which was able to transform less plant-available phosphates in the sewage sludge into more plant-available alkali-bearing phos-phates. Based on these results, one could facilitate creating these phosphates with enhanced plant-availability by providing the chemical potential to form them already during the thermal conversion process of sewage sludge.   This thesis aims to increase the current knowledge about the ash transformation processes of P and to suggest suitable process parameters for the alteration of the phosphate speciation in sewage sludge ashes by co-conversion with alkaline-rich agricultural residues. More specifically, the possibility of incorporating K derived from agricultural residues in phosphate structures derived from sewage sludge was evaluated with respect to the influence of the process temperature, the conver-sion atmosphere, and the fuel mixture. The studied parameters were chosen to generate knowledge relevant for fluidized bed gasification processes, with a spe-cial focus on dual fluidized bed (DFB) gasification systems. The applicability of feldspar bed materials in fluidized bed gasification systems was investigated to enable the substitution of the commonly used olivine, which often contains heavy metals (potentially contaminating recovered ashes), and quartz, which is very reactive towards fuel-derived K and potentially leads to bed material fragmentation and bed agglomeration (Paper I & II). Subsequently, the thermodynamic potential for the alteration of the P-species in sewage sludge ash during co-combustion and co-gasification processes with agricultural residues was investigated (Paper III). Thereafter, an experimental evaluation of the ash transformation chemistry in thermal conversion processes of sewage sludge with different types of alkali-rich agricultural residues in temperatures relevant for flu-idized bed technology was conducted (Paper IV & V). The methodology employed was chosen with respect to the state of technology of the specific investigated process. Paper I & II applied SEM, EDS, XRD, and thermodynamic equilibrium modeling for bed material samples derived from an industrial indirect gasifier. Paper III applied thermodynamic equilibrium calcula-tions to theoretically evaluate ash compositions resulting from co-conversion of sewage sludge and agricultural residues. Paper IV & V employed SEM, EDS, ICP-AES/MS, XRD, and thermochemical modeling on ash samples derived from single pellet lab-scale experiments. The results obtained by analysis of bed material from indirect wood gasification showed the difference in interaction mechanism for K-feldspar and Na-feldspar, most notably the enhanced disintegration of Na-feldspar by K originating from the fuel (Paper I & II). Thermodynamic models employed for fuel mixtures of sewage sludge and agricultural residues showed the thermodynamic preference for the formation of the desired alkali-bearing phosphates (Paper III). Experi-ments conducted with these fuel mixtures (Paper IV & V) supported the theo-retical findings, and the influence of temperature and process conditions could be obtained. However, practical investigations also showed that attainment of the desired ash composition is subject to significant restrictions. Derived from the elaborated results and discussions, it was possible to assess the critical process and fuel parameters for the development of up-scaled gasification processes focusing on the conversion of sewage sludge with the aim of creating improved phosphate formation in the ash. The selection of a suitable bed material in fluidized bed conversion and the transformation mechanisms defining the ash chemistry were found to be of vital importance for future applications. The pur-suit of the predefined aims in reference to P-recovery from sewage sludge has led to a multitude of suggestions for suitable process parameters that must be ad-dressed in future bench- and pilot-scale experimental runs.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-20T21:46:40Z No. of bitstreams: 1 RafaelaLuizPereiraSantos_TESE.pdf: 5717758 bytes, checksum: 765e67dde7c80007f582df680380b1c9 (MD5)
Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-21T19:39:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RafaelaLuizPereiraSantos_TESE.pdf: 5717758 bytes, checksum: 765e67dde7c80007f582df680380b1c9 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-07-21T19:39:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RafaelaLuizPereiraSantos_TESE.pdf: 5717758 bytes, checksum: 765e67dde7c80007f582df680380b1c9 (MD5) Previous issue date: 2016-01-22
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES)
All-ceramic restorations have been widely used as aesthetic standard in nowadays dentistry, to replace the tooth structure (appearance and function). However, failures associated with chipping and delamination of the veneering porcelain from zirconia substructure still high when compared to metal-ceramic systems. This study aimed address these problems by improving the mechanical strength of veneering porcelain and by improving its adhesion to zirconia substrate. First, the addition of a stronger ceramic second phase (zirconia particles) to feldspathic porcelain was studied. This study began with the preliminary characterization of zirconia synthesized by Complex Polymerization Method (CPM) and commercial zirconia. It was found that the synthesized zirconia did not show improved properties when compared to commercial zirconia. Commercial zirconia powders were thus used thereafter. The influence of the type of powder (pre-sintered or agglomerated) in the mechanical properties and wear of porcelain composites (20vol.%) was evaluated. The pre-sintered powders increased the mechanical strength and wear of the composites compared to agglomerated powders. Then, it was determined the amount of second phase (0-50vol.%) that maximizes the mechanical properties of the porcelain-zirconia composites. It was concluded that the composites with 30vol.% of zirconia showed the best results for wear and flexural strength (198.5MPa). Finally, it was evaluated the influence of the type of surface treatment (sandblasting or holes) and the deposition of a composite interlayer (porcelain reinforced with 30vol.% of zirconia), on the zirconia surface, on the bond strength between the veneering porcelain and the zirconia substructure. The highest bond strength values were found for specimens having simultaneously holes on the surface of zirconia and the composite interlayer between the zirconia substructure and the veneering porcelain (138 ? 19MPa). It was demonstrated that the correct configuration of the interface between the zirconia substructure and the veneering porcelain can lead to all-ceramic restorations with enhanced mechanical strength and improved clinical performance.
Materiais comp?sitos restauradores representam um dos mais bem sucedidos biomateriais na pesquisa moderna, na substitui??o do tecido biol?gico em apar?ncia e fun??o. Nesta linha, a porcelana feldsp?tica tem sido largamente usada em odontologia devido suas interessantes qualidades como estabilidade de cor, propriedades est?ticas, elevada durabilidade mec?nica, biocompatibilidade, baixa condutividade t?rmica e elevada resist?ncia ao desgaste. Entretanto, este material ? fr?gil e pode falhar em ambiente oral devido ao micro-vazamento, baixa resist?ncia ? tra??o, descolagem ou fratura. Assim, para melhorar as propriedades mec?nicas da porcelana, a zirc?nia parcialmente estabilizada com ?tria (Y-TZP) pode ser uma boa alternativa para fortalecer e produzir infraestruturas totalmente cer?micas (coroas e pr?teses parciais fixas). Portanto, este estudo tem por objetivo avaliar as propriedades mec?nicas e caracter?sticas microestruturais da porcelana refor?ada com zirc?nia (3Y-TZP) em diferentes conte?dos e as vari?veis que afetam as propriedades mec?nicas destes materiais. O estudo de caracteriza??o revelou que a zirc?nia comercial apresenta melhores resultados quando comparada com a zirc?nia sintetizada pelo CPM. Assim, os estudos seguintes utilizaram a zirc?nia comercial para todos os testes requeridos. As part?culas de zirc?nia apresentam elevadas propriedades mec?nicas quando comparadas a zirc?nia aglomerada. Os diferentes conte?dos revelam que as propriedades mec?nicas dos comp?sitos aumentam com o aumento do conte?do volum?trico at? 30% vol.% (198,5Mpa), ou seja, maior resist?ncia ? flex?o quando comparada com os outros comp?sitos. Do mesmo modo, a resist?ncia ao desgaste para os comp?sitos com (30%, vol.% de zirc?nia) apresenta valores superiores quando comparado aos demais comp?sitos. Na ades?o cer?mico-cer?mico a porcelana exibe elevada ades?o para a superf?cie de zirc?nia porosa quando comparada a superf?cie rugosa. Os furos superficiais (PZ) e aplica??o de comp?sitos com camada intermedi?ria (RZI) na zirc?nia causam separadamente uma melhoria da resist?ncia ao cisalhamento da zirc?nia-porcelana quando comparados as amostras convencionais de zirc?nia-porcelana (RZ), embora n?o sejam estatisticamente significativas (p>0.05). A presen?a de uma camada intermediaria produz um aumento significativo na for?a de liga??o (~55%) em rela??o as amostras convencionais (RZ). Portanto, a correta a correta configura??o e tratamento superficial podem produzir subestruturas com qualidade e for?a de liga??o adequadas aos requisitos odontol?gicos.

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O presente estudo tem como objetivo avaliar a potencialidade da utiliza??o das cinzas do baga?o da cana-de-a??car (CBC) como fundente, em substitui??o ao filito e/ou ao feldspato na massa padr?o para produ??o industrial de porcelanato esmaltado, verificando a possibilidade de as CBC contribu?rem para a redu??o do coeficiente de expans?o t?rmica global da massa cer?mica. Para isso, como um resultado da pesquisa, foram caracterizadas as mat?rias-primas componentes da massa padr?o (argila, filito, caulim, feldspato, quartzo e talco) e o res?duo das CBC, por meio de ensaios por FRX, DRX, AG, ATD e ATG. Foram confeccionados corpos de prova (CDP) nas dimens?es de 100 mm x 50 mm x 8 mm em matriz uniaxial, sob press?o de compacta??o de 33 MPa, reunidos em lotes de 3 unidades, posteriormente sinterizados nas temperaturas de 1150 ?C ? 1210 ?C variando a escala de avalia??o em 10 ?C, rampa de aquecimento e resfriamento de 50 ?C/min e 25 ?C/min, com tempo de patamares de 1 min, 3 min, 5 min, 8 min, 10 min, 15 min, 30 min e 60 min., analisando os resultados das propriedades f?sicas de absor??o de ?gua (AA), retra??o linear de queima (RLq), an?lise dilatom?trica (ADT), tens?o de resist?ncia ? flex?o (TRF) e MEV dos corpos sinterizados, a fim de verificar a adequa??o dos CDP ?s normas ISO 13006, ISO 10545, NBR 13816; NBR 13817 e NBR 13818. O estudo mostrou que as formula??es que mais atendem aos requisitos das normas s?o: a G4 ? na qual se aplicou 10% de CBC em substitui??o ao filito, temperatura de sinteriza??o de 1210 ?C e tempo de patamar de 10 min., e F3 ? com aplica??o de 7,5% de CBC em substitui??o ao feldspato, nas temperaturas de sinteriza??o de 1190 ?C, 1200 ?C e 1210 ?C e tempo de patamar de 10 min. Essas formula??es apresentaram melhor desempenho quanto ? forma??o de cristais de mulita, com redu??o consider?vel de trincas e poros, atendendo aos pr?- requisitos das normas para porcelanato esmaltado. A an?lise dos resultados comprova que a utiliza??o da CBC como fundente na prepara??o de massa para porcelanato atende aos par?metros normalizados para fabrica??o desse produto, e, com isso, pode-se reduzir o impacto ambiental e o custo de produ??o. Portanto, ? recomendada a utiliza??o desse res?duo na ind?stria ceramista, por conta de sua viabilidade industrial, comercial e colaborativa para a sustentabilidade.
The present study aims to evaluate the potential use of bagasse ash from sugar cane (CBC) as a flux, replacing phyllite and/or feldspar in standard industrial mass production of enameled porcelain, verifying the possibility of the CBC contribute to the overall reduction of the coefficient of thermal expansion of the ceramic mass. To this end, as a result of the research, we characterized the raw material components of the standard mass (clay, phyllite, kaolin, feldspar, quartz and talc) and the residue of BCC, by testing by XRF, XRD, AG, DTA and ATG. Specimens (CDP) were manufactured in the dimensions of 100 mm x 50 mm x 8 mm in uniaxial matrix under compaction pressure of 33 MPa, assembled in batches of 3 units subsequently sintered at temperatures of 1150?C to 1210?C by varying the Rating Scale at 10?C, heating and cooling ramp of 50?C/min and 25?C/min, with levels of 1 min, 3 min, 5 min, 8 min, 10 min, 15 min, 30 min and 60 min. analyzing the results of the physical properties of water absorption (WA), linear firing shrinkage (LFS), dilatometric analysis (DTA), flexural strain (SFT) and SEM of the sintered bodies in order to verify the adequacy of CDP to ISO 13006, ISO 10545, NBR 13816 standards; NBR 13817 and NBR 13818. The study showed that the formulations that best suit the requirements of the standards are:. G4 - which was applied in 10% of replacing the CBC phyllite, sintering temperature 1210 ? C for 10 min and porch, and F3 - with application of 7.5% of CBC to replace the feldspar in the sintering temperatures of 1190?C, 1200?C and 1210?C for 10 min and porch. These formulations showed better performance regarding the formation of primary and secondary mullite, with considerable reduction of cracks and pores, meeting the prerequisites of standards for glazed porcelain. The results shows that the use of the CBC as a flux in the preparation of porcelain mass meets standard parameters for the manufacture of the product, and thereby can reduce environmental impact and the cost of production. Therefore, it is recommended to use this residue in the ceramics industry, due to its industrial, commercial and collaborative viability for sustainability.

Submitted in fulfilment of the degree of Doctor of Dental Material Science in the Department of Dental Services, Faculty of Health Sciences, Durban University of Technology, Durban, South Africa, 2008.
Introduction: Incorporating a feldspar chemical bond between alumina filler particles is expected to increase the wear resistant and flexural strength properties, while reducing flexibility of dental composites. Aims and Objectives: An investigation was carried out to evaluate the influence of the feldspar chemical bonding between alumina filler particles on wear, flexural strength and flexibility of experimental alumina/feldspar dental composites. It was hypothesized that wear resistance and flexural strength would be significantly increased with increased feldspar mass, while flexibility was expected to decrease. Methods: Alumina was chemically sintered and bonded with 30%, 40%, 50% and 60% feldspar mass, silanized and infiltrated with UDMA resin to prepare the dental restorative composite material specimens. Results and conclusions: Significantly higher wear resistant characteristics resulted with increased feldspar mass (p<0.5). Improvements in flexural strength characteristics as the feldspar mass was increased was not statistically different (p>0.5). Flexibility characteristics as the feldspar mass was increased was not statistically different (p>0.5). The alumina/feldspar specimens showed lower flexibility (mm displacement) than SR ADORO (p<0.05). Feldspar chemical bonding between the alumina particles may improve on the wear resistance and Flexibility of alumina/feldspar composites when compared to SR ADORO. This study evaluated the influence of a chemical feldspar bond between alumina filler particles.