PPGCEM - Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

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Caracterização de atapulgita visando aplicação para reforço de materiais poloméricos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-03-14) Costa, Antonio Carlos Silva da; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/6221476450454046; Ito, Edson Noriyuki; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; Silva, Elialdo Chibério da; ; http://lattes.cnpq.br/5426129339908081
A atapulgita é um argilomineral do grupo das hormitas, que tem suas estruturas formadas por microcanais, que lhe conferem propriedades tecnológicas superiores a argilas classificadas industriais, esse grupo de argilas tem um leque de aplicações muito versátil, que vai de fluido de perfuração para poços de petróleo até aplicações na indústria farmacêutica. Tais propriedades podem ser melhoradas por ativação acida e/ou ativação térmica. A atapulgita quando ativada pode melhorar em até de 5 a 8 vezes algumas de suas propriedades. A argila foi caracterizada por difração de raios X, fluorescência, análise termogravimétrica, análise térmica diferencial, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão antes e depois da ativação química. É possível observar, através dos resultados a eficiência do tratamento químico, que modificou a argila sem danificar sua estrutura, assim como produção de composito de matriz polimérica com partículas dispersas de atapugita
Caracterização termo-mecânica de interconectores metálicos recobertos com filmes de LaCrO3
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2010-03-29) Sousa, Cláwsio Rogério Cruz de; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/5793812872780830; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Paes Júnior, Herval Ramos; ; http://lattes.cnpq.br/9034804887420018; Diniz, Marcus Alexandre; ; http://lattes.cnpq.br/5997887290230186
As pilhas unitárias de uma pilha a combustível de óxido sólido são separadas por meio de interconectores, que servem como contato elétrico entre as pilhas. A cromita de lantânio (LaCrO3) tem sido o material mais utilizado como interconector nas pilhas a combustível de óxido sólido. A redução da temperatura de operação em torno de 800 ºC das pilhas a combustível de óxido sólido, tornou possível o uso de interconectores metálicos como alternativa aos LaCrO3 cerâmicos. Esses materiais apresentam vantagens em relação aos interconectores cerâmicos tais como: alta condutividade térmica, elétrica, boa ductilidade, baixo custo, boas propriedades físicas e mecânicas. Neste trabalho foram avaliadas as propriedades termomecânicas do substrato metálico e substrato metálico recoberto com o filme de LaCrO3 via spray-pirólise, com o objetivo de demonstrar a viabilidade da utilização deste materiais como componente de uma pilha a combustível de óxido sólido. Os materiais foram caracterizados por meio de difração de raios-X, comportamento oxidativo, resistência mecânica, microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A difração de raios-X comprovou a formação da fase LaCrO3 sobre o substrato metálico e a identificação das fases formadas após o ensaio oxidativo e resistência mecânica a alta temperatura.O comportamento oxidativo evidenciou o aumento da resistência a oxidação do substrato metálico recoberto. Na resistência mecânica a flexão do substrato metálico recoberto, notou-se o aumento apenas na temperatura ambiente. A microscopia óptica (MO) fez uma avaliação prévia tanto do substrato metálico e do filme de LaCrO3 recoberto sobre o substrato metálico,que em comparação com as micrografias obtidas por MEV. Com auxílio do MEV comprovou a formação da camada de Cr2O3 sobre o substrato metálico e a estabilidade do filme de LaCrO3 após o ensaio oxidativo. Observando também o descolamento do filme de LaCrO3 após ensaio mecânico e a distribuição dos principais elementos como: cromo, manganês, oxigênio, lantânio nas amostras que foram submetidas aos ensaios termo-mecânicos
Desenvolvimento de cerâmica vermelha utilizando rejeitos da construção civil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007-11-23) Silva, Juliana Emídia de Oliveira; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/3658585685743364; Nasar, Ricardo Silveira; ; http://lattes.cnpq.br/9213856023536973; Vieira, Francisco Antônio; ; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4707124J6
A indústria da construção civil tem sido um dos setores que mais tem contribuído com a poluição do meio ambiente devido a grande quantidade de resíduos gerados pela construção, demolição e extração de matéria prima. Como forma de minimizar os impactos ambientais gerados, alguns órgãos governamentais tem elaborado leis e medidas sobre a disposição de resíduos da construção civil (CONAMA resolução 307). Este trabalho tem como objetivo estudar o reaproveitamento de resíduos da construção civil composto de areia, concreto, cimento, tijolos vermelhos, e blocos de cimento e argamassa na massa para fabricação de cerâmica vermelha, com o objetivo de minimizar custos e impactos ambientais gerados. As amostras investigadas continham 0% a 50% em peso de resíduo, sendo sinterizadas nas temperaturas de 950°C, 1000°C, 1050°C, 1100°C e 1150°C. Após a sinterização as amostras foram submetidas a ensaios de absorção de água, retração linear, resistência à flexão, porosidade aparente, massa específica, DRX e MEV. Foram obtidos resultados satisfatórios em todas as composições estudadas, sendo possível a incorporação de até 50% de resíduo nas massas cerâmicas sem grandes perdas na resistência mecânica, apresentando melhores resultados para a incorporação de 30% de resíduos na massa de fabricação de peças cerâmicas como telhas, tijolos de alvenaria e furados
O efeito do tratamento da atapulgita no desenvolvimento de compósito com o polietileno reciclado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-08-24) Domingos, Luanda Gomes; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/4249827214743784; Ito, Edson Noriyuki; ; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; Santos, Amélia Severino Ferreira e; ; http://lattes.cnpq.br/5119417295487126; Rosa, Morsyleide de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/7670383899259509
O trabalho teve como objetivo o tratamento da atapulgita para o desenvolvimento e a caracterização de compósito de polietileno de baixa densidade reciclado PEBD_rec incorporado com atapulgita natural ATP_NAT, peneirada ATP_PN e com atapulgita tratada com ácido sulfúrico ATP_TR, em diferentes composições (1, 3 e 5%) e comparado com o PEBD_rec. As atapulgitas, natural, peneirada e tratada, foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), análise granulométrica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e determinação da área superficial específica (BET). Os compósitos foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG), calorimetria diferencial exploratória (DSC), difração de raios X (DRX), reometria de torque, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e tração. Os compósitos de PEBD_rec /ATP (natural, peneirada e tratada) foram produzidos por meio de mistura no estado fundido em uma extrusora monorosca com matriz de fio com posterior reprocessamento com matriz de fita. Verificou-se que o peneiramento da atapulgita não reduziu o teor de quartzo e que o tratamento ácido extraiu completamente a dolomita, impureza agregada nos canais da atapulgita, além de aumentar sua área superficial. A adição da atapulgita no PEBD_rec atua como catalisador, reduzindo a estabilidade térmica do polímero. O aumento da concentração de atapulgita aumenta a resistência e reduz o alongamento na ruptura e o módulo de elasticidade do compósito PEBD_rec / atapulgita
Estudo da atividade fotocatalítica das argilas contendo Al e Ce para tratamento de efluentes têxteis
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-07-29) Dias, Beatriz Pinheiro; Pergher, Sibele Berenice Castella; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; http://lattes.cnpq.br/2931892045558289; Acchar, Wilson; Penha, Fábio Garcia; Bieseki, Lindiane; https://orcid.org/0000-0002-0088-0963; http://lattes.cnpq.br/4894556873583410
O constante uso de materiais contaminantes, sendo muitas vezes descartados incorretamente ao meio ambiente, é algo que já vem preocupando a sociedade, sendo a “preservação ambiental” um dos temas mais debatidos em congressos e entre os pesquisadores. Pensando nessa vertente de amenizar esse problema, o presente trabalho tem como foco principal o estudo das propriedades fotocatalíticas, através dos processos oxidativos avançados (POAs), para o tratamento de efluentes têxteis. Para isso, utilizou-se as argilas naturais e pilarizadas com pilar de Al, ambas impregnadas com cério, e argilas pilarizadas com pilar misto de Al/Ce na fotodegradação do corante azul de metileno (AZM). Os materiais foram preparados usando o procedimento tradicional de pilarização, onde foram produzidos materiais contendo: 5, 10 e 15% de Ce na solução pilarizante. Para as amostras impregnadas com Ce, também se usou 5, 10 e 15% de Ce na solução para impregnação das amostras. Todos os materiais foram calcinados a 450ºC. Os materiais foram caracterizados pelas técnicas de difração de raio X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG), análise química das amostras por meio da técnica de fluorescência de raio X (FRX), análises texturais através da adsorção de N2 e espectroscopia UV-Visível (UV-Vis). A presença do CeO2 pode ser observada em todas as técnicas, onde no DRX foi possível perceber a formação das fases do CeO2. Foi possível também observar a morfologia das amostras, com a presença das lamelas e também com a presença do CeO2 observado pela espectroscopia por energia dispersiva (EDS), assim como seu mapeamento na estrutura do material base (argilas). Na análise textural feita pelo método de BET – Brunauer, Emmett, Teller, é possível ver que ocorre a pilarização nas amostras pilarizadas pois houve um aumento na área específica com um valor em torno de 239 m2 /g. Além disso, é possível perceber que com o processo de impregnação do cério, houve uma redução dessa área específica, o que já era esperado para este processo. Para as amostras de argila do tipo Fundação Campos Novos (FCN) impregnadas com cério e para a argila comercial Bentonítica pilarizada com pilar de Al/Ce foi possível obter os melhores resultados para atividade fotocatalítica, com a degradação de mais de 80% do corante utilizado. Para as outras amostras, a degradação não passou dos 10% do corante.
Estudo da incorporação da cal em composições binárias de solo-cimento para produção de tijolos maciços
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-12-17) Góis, Luciano Costa de; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/6352815570523222; Paskocimas, Carlos Alberto; ; http://lattes.cnpq.br/2365059843175411; Toffoli, Samuel Marcio; ; http://lattes.cnpq.br/5435032272754548
O uso de aglomerantes no solo para a produção de tijolos maciços é uma técnica construtiva antiga que tem sido utilizada por diversas civilizações ao longo do tempo. Ao mesmo tempo, a necessidade de preservação ambiental e a tendência de escassez dos recursos naturais fazem com que a construção civil invista na pesquisa de novos conceitos, métodos e materiais para os sistemas construtivos visando à sustentabilidade econômica de suas atividades. Sendo assim, surge a necessidade de se obter materiais de construção com baixo consumo de energia, com capacidade de reduzir o crescente déficit habitacional da população rural e urbana. Atualmente, pesquisas têm sido realizadas sobre esse tema, visando compreender melhor as reações cimentícias e pozolânicas que ocorrem na formação da microestrutura do sistema solo-cimento quando adicionados outros materiais, como, por exemplo, a cal, e a relação existente entre a microestrutura formada e suas interfaces, com as propriedades físicas, mecânicas e químicas verificadas nos compostos produzidos a partir dessas composições ternárias. Nesse contexto, esse trabalho teve por objetivo analisar os resultados da influência da incorporação da cal ao solo-cimento para compor uma mistura ternária para produção de tijolos de solo-cimento e cal sem fins estruturais. A partir da inclusão de teores de 6 %, 8 %, 10 % e 12 % de cal ao solo, e em misturas de solo-cimento nos valores de 2 %, 3 %, 4 % e 5 %, foram conformados corpos-de-prova cilíndricos para determinação da umidade ótima e do peso especifico aparente seco máximo. Em seguida os mesmos foram curados, e submetidos aos ensaios de resistência à compressão simples, absorção e durabilidade modificada. As composições que obtiveram os melhores resultados nos ensaios realizados nos corpos-de-prova cilíndricos serviram de parâmetro para moldagem dos tijolos maciços, que passaram pela mesma metodologia experimental anteriormente citada. As matérias-primas utilizadas, bem como as composições em que foram moldados os tijolos maciços, foram caracterizadas através de ensaios físicos e químicos, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos na pesquisa indicam que das composições estudadas, a que apresentou melhores resultados em termos de resistência à compressão simples, absorção de água e durabilidade foi à composição ternária de solo, 10 % de cimento e 2 % de cal
Estudo da incorporação de cascalho proveniente da perfuração de poços de petróleo em formulações para tijolos de solo-cimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-01-17) Marques, Sheyla Karolina Justino; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/3917387578549073; Chaves, Leonardo Flamarion Marques; ; Silva, Jaquelígia Brito da; ; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319; Costa Neto, Célio Albano da; ; http://lattes.cnpq.br/3087567490835135
O presente trabalho consiste no estudo das características e propriedades tecnológicas de tijolos solo-cimento formulados a partir de misturas binárias e ternárias de cimento Portland, areia, água, com e sem adição de cascalho proveniente da perfuração de poços de petróleo, que poderão ser utilizados pela indústria, com o objetivo de melhorar seu desempenho e diminuir seu custo utilizando o resíduo e, conseqüentemente, aumentando sua vida útil. Os tijolos de solo-cimento constituem uma das alternativas para a construção em alvenaria. Esses elementos, após pequeno período de cura, garantem resistência à compressão simples similar à dos tijolos maciços e blocos cerâmicos, sendo a resistência tanto mais elevada quanto maior for à quantidade de cimento empregada. Foi utilizado o solo proveniente do Município de São José do Mipibú/RN, as margens do Rio Baldun, cimento CPIIZ-32 e resíduo de cascalho de perfuração de poços de petróleo proveniente da perfuração de poços Onshore, no município de Mossoró/RN, fornecido pela Petrobras. Para a determinação da mistura ótima, estudou-se a inclusão de teores de resíduos diferenciados (100%; 80%; 70%; 60% e 50%) onde foram confeccionados 15 corpos-de-prova. A avaliação dos tijolos confeccionados foi feita a partir de ensaios de compressão simples, perda de massa por imersão e absorção de água. Os resultados experimentais comprovaram a eficiência e o elevado potencial de utilização do resíduo proveniente da perfuração de poços de petróleo, tornando o tijolo de solo-cimento-resíduo com uma maior resistência mecânica e menor absorção de água. O melhor resultado, em termos de resistência mecânica e absorção d água, para a mistura ternária, foi de 10% de solo, 14% de cimento e 80% de resíduo. Em termos de misturas binárias, obteve-se o melhor resultado para a combinação cimento-resíduo, que foi de 14% de cimento incorporado no resíduo
Estudo da potencialidade da incorporação de resíduo de granito e da queima da casca do café em cerâmica vermelha
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-11-29) Avelino, Keite Anny Rocha; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/9736893734130560; Costa, Francisco Canindé Camilo da; ; http://lattes.cnpq.br/8395852756851747; Silva, Jaquelígia Brito da; ; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319; Oliveira, Rosane Maria Pessoa Betânio; ; http://lattes.cnpq.br/6954460873403904
A produção industrial de rochas ornamentais e a queima da casca do café geram resíduos que são descartados no meio ambiente. Porém, com o estudo da incorporação destes resíduos em produtos cerâmicos, poderá ser encontrada uma alternativa para a redução dos impactos ambientais e efeitos danosos à saúde humana causados pelo seu descarte indiscriminado na natureza. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo estudar a adição de cinzas da casca do café e resíduo de granito na argila usada para a produção de cerâmica vermelha. As matérias-primas foram moídas a seco e peneiradas na malha 100 mesh. Para caracterizar as matérias-primas foram realizadas as análises de difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), análise granulométrica (AG), análise térmica diferencial (DTA) e análise termogravimétrica (TG). Foram preparadas seis formulações onde o teor de argila foi mantido constante (70% em peso) e os teores de cinzas e de resíduo de granito variaram de 10, 15, 20 e 30%. Foram realizadas análises dilatométricas em quatro formulações selecionadas, contendo elas: 100% argila (A100); 70% argila e 30% cinza (A70C30); 70% argila e 30% resíduo de granito (A70G30); e 70% argila, 15% resíduo de granito e 15% cinza (A70G15C15). As amostras foram confeccionadas por compactação uniaxial com pressão de 25 MPa, e queimadas às temperaturas de 800ºC, 850ºC, 900ºC, 950ºC, 1000ºC e 1100ºC. Foram realizados ensaios para determinar a retração linear de queima (RLq), absorção de água (AA), porosidade aparente (PA), massa específica aparente (MEA) e tensão de ruptura à flexão (TRF). Foram realizadas também análises de difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) das amostras queimadas. As formulações com incorporação de resíduo de granito e/ou cinza alcançaram os limites exigidos de absorção de água segundo as normas NBR 15270-1 e 15310 e de tensão de ruptura à flexão segundo a literatura clássica (SANTOS, 1989), necessários para a produção de telhas e blocos cerâmicos para alvenaria de vedação
Estudo da sinterização de resíduo odontológico microparticulado do sistema cerâmico ZrO2-Y2O3
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-08-22) Silva, Larissa Bezerra da; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/7496665681376824; Ramalho, Eduardo Galvão; ; http://lattes.cnpq.br/3006037569302325; Silva, Vamberto Monteiro da; ; http://lattes.cnpq.br/7962325767490100
A efetiva utilização dos recursos naturais diante o acelerado crescimento econômico resulta no aumento contínuo de resíduos industriais, e para suprimir estes resíduos, um processo de reciclagem é de preferência uma solução atraente. Durante a usinagem dos blocos de zircônia para diversos tipos de implantes odontológicos, grande parte do material é desprendida na forma de pó, que posteriormente é descartado. A zircônia tetragonal estabilizada com 3% em mol de ítria (Y-TZP) possui uma variedade de aplicações na área de engenharia e biomédica devido à sua ótima combinação de resistência, tenacidade à fratura, condutividade iônica e baixa condutividade térmica. Além do dano para o meio ambiente, o desperdício deste material resulta em prejuízo financeiro, refletindo em elevado custo final no tratamento para os pacientes. Os materiais de partida utilizados neste trabalho foram dois diferentes pós do sistema cerâmico ZrO3-Y2O3: zircônia comercial nanoparticulada e resíduo de zircônia microparticulado. Os pós foram conformados por prensagem uniaxial e isostática e em seguida sinterizadas a 1500, 1550 e 1600 °C, durante 1 hora. As técnicas de granulometria a laser, difração de raios X (DRX), e dilatometria foram utilizadas para caracterização do pó. Após sinterizados, foram realizados ensaios de densidade e porosidade, difração de raios X (DRX), resistência mecânica à flexão, microdureza Vickers e análise de tenacidade à fratura, e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As amostras compactadas via prensagem isostática apresentaram valores de porosidade inferiores a 0,78% e demostraram maior efetividade de compactação comparada à via uniaxial. Foi observado nos difratogramas de raios X, com o aumento da temperatura, a intensidade dos picos da fase monoclínica diminuiu. A temperatura de sinterização influenciou de forma moderada a microdureza das amostras, demostrando pequenos acréscimos da dureza até a temperatura de 1600°C. A resistência à flexão do resíduo de zircônia aumenta com o aumento da temperatura de sinterização, para ambas as vias de compactação, apresentando melhores valores por via isostática.
Estudo da substituição de agregados miúdos naturais por pó de pedra em concreto de cimento portland
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-11-29) Duarte, João Batista; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/7747005958546580; Silva, Jaquelígia Brito da; ; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319; Silva, Vamberto Monteiro da;
O acentuado consumo de recursos naturais pela indústria da construção civil tem motivado inúmeros estudos referentes à aplicação de resíduos que substituam parcialmente ou totalmente alguns materiais, como os agregados, reduzindo assim o impacto ambiental causado pela extração da areia e pelo processo de britagem. A aplicação do pó de pedra oriundo do processo de britagem como agregado para a produção de concretos de cimento Portland, é uma alternativa viável, tendo em vista o alto custo das areias naturais, além dos danos ambientais que sua exploração ocasiona ao meio ambiente. O pó de pedra possui custo reduzido comparado ao da areia natural pelo fato de ser produzido nos canteiros das próprias pedreiras, que geralmente ficam localizadas próximas aos grandes centros urbanos. A presente pesquisa analisou a viabilidade da utilização do pó de pedra proveniente da britagem de rochas gnaisses no estado da Bahia, em substituição à areia natural quartzosa. No desenvolvimento deste estudo científico foi realizada a caracterização física e química das matérias-primas aplicadas e moldados corpos de prova cilíndricos, utilizando-se como referência os valores de Fck 20, Fck 25 e Fck 30 MPa (Resistência característica do concreto aos 28 dias) nas seguintes composições de pó de pedra:10%, 30%, 50%, 100% e 100% com aditivo. Os corpos de prova foram curados e submetidos aos ensaios de resistência à compressão e absorção de água, em seguida as amostras foram submetidas à ensaios de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A análise dos resultados obtidos constatou que a composição com 10% de pó de pedra apresentou os melhores resultados referentes aos ensaios físicos e mecânicos realizados, confirmando a redução da resistência à compressão e o aumento da absorção de água à medida que se aumentou o teor do pó de pedra na composição do concreto
Estudo da zircônia reforçado com alumina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-12-29) Silva, Yankel Bruno Fontes; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/7920207324367152; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Silva, Jaquelígia Brito da; ; http://lattes.cnpq.br/5948828937239319
Materiais cerâmicos apresentam boas propriedades incluindo estabilidade química, elevada dureza e resistência ao desgaste. Por outro lado, devido a sua fragilidade, podem sofrer falha sob níveis de tensões relativamente baixos. A zircônia é hoje o material de escolha em odontologia para o uso em próteses dentais do tipo metal free por ser inerte em meio fisiológico, apresentar boa resistência à flexão, dureza e tenacidade à fratura. A adição da alumina e dos carbetos mistos de tungstênio e titânio ,atuando como elementos de reforço na matriz de zircônia, têm como principal objetivo o aperfeiçoamento das propriedades mecânicas deste material. No presente trabalho, foram analisadas amostras de: zircônia, zircônia com 30% em peso de alumina e zircônia com 30% em peso de carbetos mistos. Os corpos de prova foram sinterizados por prensagem a quente uniaxial, sobre pressão de 30 MPa, durante 1 hora em atmosfera de argônio. Os mesmos foram caracterizados fisicamente por meio de medidas de porosidade e de densidade, e mecanicamente por resistência a flexão em 3 pontos e microdureza Vickers. A difração de raios X foi utilizada para a identificação das fases presentes e a microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição dos carbetos mistos como elemento de reforço da matriz de zircônia ocasionou uma melhoria em todas as propriedades analisadas neste trabalho. A adição da alumina proporcionou uma queda na resistência mecânica da zircônia, apesar de ter ocasionado melhora nas demais propriedades
Estudo de sistemas vítreos para infiltração em alumina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2007-09-14) Queiroz, José Renato Cavalcanti de; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; http://lattes.cnpq.br/7448010108449972; Nasar, Ricardo Silveira; ; http://lattes.cnpq.br/9213856023536973; Batista, André Ulisses Dantas; ; http://lattes.cnpq.br/9510942902249475
O sistema In-Ceram Alumina, fabricado pela VITA, consiste numa técnica de confecção de uma infra-estrutura cerâmica para coroas dentais. Uma primeira queima é realizada na alumina depositada pelo processo de slip casting sob um troquel de gesso que reproduz o dente preparado para receber a coroa. Numa segunda queima, a alumina é infiltrada por um sistema vítreo, conferindo a este conjunto uma elevada resistência mecânica. Neste trabalho procurou-se estudar a composição de um novo material infiltrante baseado no sistema Li2O ZrO2 SiO2 Al2O3 (LZSA) com adição de La2O3 ou CaO, a fim de substituir o material importado mais usado atualmente (In-Ceram glass da Vita Zahnfabrik), proporcionando a alumina as propriedades mecânicas desejáveis para seu emprego como infra-estrutura de suporte às coroas puras de cerâmica utilizadas na odontologia, diminuindo custos frente a esse sistema oferecidos hoje no mercado. O acréscimo de óxido de lantânio (frita A) e óxido de cálcio (frita B) foi realizado na tentativa de aumentar a viscosidade do LZSA e diminuir a sua temperatura de fusão. As fritas foram depositadas sobre amostras de alumina e levadas ao forno tubular a 1400°C sob vácuo em dois grupos (1 e 2). Para outros dois grupos (3 e 4) foi realizada uma segunda infiltração, seguindo os mesmo parâmetros da primeira. Um 5° grupo foi utilizado como grupo controle onde as amostras de alumina pura não foram submetidas a qualquer processo infiltratório. Os vidros se mostraram eficazes tanto na qualidade da infiltração como nos resultados das análises de resistência mecânica. Os grupos que foram submetidos à dupla infiltração obtiveram melhores resultados de resistência mecânica, sendo perfeitamente compatíveis com o meio oral nesse quesito técnico. A média dos resultados obtidos para resistência mecânica para os grupos 1, 2, 3, 4 e 5 foram respectivamente 98 MPa, 90 MPA, 144 MPA, 236 MPa e 23 MPa
Incorporação de Nitreto de Boro e Carbeto de Nióbio na matriz cerâmica de Alumina
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-11-05) Chibério, Paulo Henrique; Acchar, Wilson; http://lattes.cnpq.br/4592611419102939; Costa, Antonio Carlos Silva da; http://lattes.cnpq.br/6221476450454046; Sousa, Clawsio Rogerio Cruz de; Alves, Hugo Plínio de Andrade; http://lattes.cnpq.br/6271962886763593
A obtenção de novas cerâmicas avançadas e estruturais o uso de pós de alta pureza e ultrafinos combinados com menores tempo e temperatura de sinterização está sendo privilegiado. Esse processo mais rápido e com menores temperaturas é utilizado como uma nova via para produção de ferramentas de corte de cerâmica, produzidas, geralmente, com óxido de alumínio (Al2O3) como único material, ou com a adição de carbetos metálicos em sua matriz para aprimorar suas propriedades, tais como: Carbeto de nióbio (NbC), Carbeto de silício (SiC) e carbeto de tungstênio (WC). Outro material que vem sendo utilizado da indústria de usinagem é o nitreto de Boro (hBN), pois possui alto ponto de fusão (2527°C) que é um parâmetro muito importante para o material usado na ponta da ferramenta de corte. Visando novas formas de produção de ferramenta de corte, a técnica de Tape Casting foi utilizada para a manufatura, podendo, assim, obter geometrias complexas e espessuras desejadas. O presente trabalho teve como objetivo geral estudar as propriedades estruturais e mecânicas dos compósitos cerâmicos de alumina incorporada com Nitreto de Boro e Carbeto de Nióbio. No trabalho foi realizado com dois diferentes tipos de amostras, um grupo foi obtido a partir de SPS (Sinterização por Spark Plasma), sendo este o compósito de Al2O3+30% em peso de NbC, sinterizados a 1350°C, 1400°C e 1450°C; o outro grupo foi obtido via Tape Casting, onde foi incorporado h-BN (3%, 5% e 10%) na matriz cerâmica de alumina. Coma fita a verde de Al2O3-BN foi obtida laminados, estes foram, primeiramente, calcinados a 500°C com uma taxa de aquecimento de 1°C/min e posteriormente sinterizados a 1500°C, 1550°C e 1600°C. Os resultados obtidos, para as amostras produzidas por SPS, mostraram ser promissores, apresentando boas propriedades mecânicas como, por exemplo, dureza de 18,56 GPa, utilizando menores temperatura e tempo de sinterização. Os resultados das amostras obtidas via Tape Casting demonstraram que o hBN não contribuir significativamente para melhoras das propriedades mecânica dos nanocompósitos.
Influência de tratamentos superficiais em heteroestruturas TiNb2O7/Ni81Fe19
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-04-22) Dantas Neto, João de Medeiros; Corrêa, Márcio Assolin; https://orcid.org/0000-0002-8904-4151; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052; https://orcid.org/0000-0002-3882-1571; http://lattes.cnpq.br/5314977327695071; Oliveira, Danniel Ferreira de; Araújo, João Carlos Rocha de; Acchar, Wilson
Nas últimas décadas, a mudança mundial para fontes de energia limpa tem se intensificado, impulsionada pela necessidade urgente de diminuir as emissões de carbono e a nossa ligação com os combustíveis fósseis. Dentro desse contexto, os sistemas de armazenamento de energia são cruciais, e as baterias de íons de lítio (LIBs) emergem como uma das tecnologias mais promissoras. No entanto, os ânodos convencionais de grafite, amplamente utilizados nessas baterias, enfrentam limitações significativas, o que tem impulsionado a busca por materiais alternativos. O niobato de titânio (TNO) surge como um candidato viável, podendo ser sintetizado de forma relativamente simples por meio de reação em estado sólido entre TiO₂ e Nb₂O₅. Apesar de suas vantagens, o TNO apresenta desafios que precisam ser superados. Uma abordagem promissora é a combinação desse material com ligas de níquel-ferro (NiFe), aliada a técnicas como o tape casting para controle da morfologia e porosidade dos eletrodos. Além disso, tratamentos superficiais podem ser aplicados para reduzir a rugosidade e uniformizar a superfície, facilitando a deposição de materiais ferromagnéticos por magnetron sputtering e melhorando a adesão entre substrato e filme fino. Este trabalho investiga uma heteroestrutura de TNO/NiFe, produzida pela combinação de tape casting e magnetron sputtering, com o objetivo de avaliar seu potencial para aplicações em LIBs. Esses materiais desenvolvidos foram caracterizados quanto às suas propriedades estruturais, morfológicas, elétricas, dielétricas e magnéticas. Os resultados dessas amostras indicaram uma redução na rugosidade da superfície, cerca de 80%, levando a uma diminuição de aproximadamente 90% na resistência elétrica, que teve seu valor reduzido de 4,38 kΩ para 0,27 kΩ após o polimento. As propriedades magnéticas também foram influenciadas, com uma diminuição notável dos campos de saturação e coercitivo, que foi reduzido de 13 Oe para 4 Oe, à medida que o polimento foi intensificado. Os resultados demonstram o sucesso do polimento na melhoria das propriedades elétricas e magnéticas da heteroestrutura. A combinação do tape casting com o polimento se revelou uma abordagem eficaz para a produção de substratos de TNO, com potencial para aplicações em baterias. A integração de componentes de LIBs com camadas ferromagnéticas está alinhada com recentes pesquisas sobre o uso de campos magnéticos na dinâmica iônica, impulsionando o desenvolvimento de tecnologias avançadas de baterias.
Influência do lodo de ETE na massa para fabricação de cerâmica vermelha
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-08-05) Araújo, Franciolli da Silva Dantas de; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; ; Gomes, Uilame Umbelino; ; http://lattes.cnpq.br/9858094266525225; Diniz, Marcus Alexandre; ; http://lattes.cnpq.br/5997887290230186; Paes Júnior, Herval Ramos; ; http://lattes.cnpq.br/9034804887420018
As ETE produzem vários tipos de resíduos em suas etapas de tratamento, mas o lodo é o resíduo mais problemático do ponto de vista de disposição final. A atual taxa de geração de resíduos, acarretada da evolução tecnológica e da crescente demanda populacional, impede a geração de um equilíbrio hábil entre o consumo e a reciclagem/reuso, gerando problemas de poluição resultantes da gestão inadequada dos resíduos. Dessa forma, é necessário atingir um novo equilíbrio entre o crescimento das demandas por matérias e energia e a geração de resíduos. Este equilíbrio, só pode ser alcançado através da viabilização técnica e econômica de modelos de sustentabilidade ambiental, através da reciclagem e do reuso. A indústria de cerâmica vermelha se destaca no quesito absorção de resíduos como matéria-prima em virtude da heterogeneidade das massas argilosas, constituídas de argilominerais e minerais não argilosos com ampla variação mineralógica, permitindo a inclusão de resíduos que atuem como plastificantes ou desplastificantes, e contribuindo também para a retenção de metais pesados presentes nos resíduos na massa vítrea formada nos corpos cerâmicos. Este trabalho propõe estudar a influência da incorporação de 25% de lodo de estação de tratamento de esgoto, baseado em resultados preliminares, à massa para produção de corpos cerâmicos. As matérias-primas foram caracterizadas através de análise da composição química por FRX, análise mineralógica por DRX, análise térmica por TG e DTA, análise dos limites de Atterberg e análise dilatométrica. Em seguida foi composta a massa com 75% de argila e 25% em peso de lodo da ETE UFRN. Foram prensados corpos-de-prova com dimensões 6,0 x 2,0 x 0,5 cm através de prensagem uniaxial sob pressão de 20MPa e queimadas nas temperaturas entre 950 e 1200ºC. Após a sinterização, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios físico-mecânicos através de medida de retração linear, absorção de água, massa específica aparente, porosidade aparente e tensão de ruptura à flexão; análise cristalográfica através de DRX e análise microestrutural através de MEV. As propriedades tecnológicas obtidas mostraram-se satisfatórias para fabricação de telhas com 25% de lodo na temperatura de queima de 1.200 ºC, não sendo viável a fabricação de outros produtos em temperaturas inferiores
Obtenção de filtro cerâmico a partir da diatomita e casca de arroz carbonizada visando tratamento de efluente têxtil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-10-17) Souza, Renata Priscilla de Araujo; Paskocimas, Carlos Alberto; ; http://lattes.cnpq.br/2365059843175411; ; http://lattes.cnpq.br/2667915577777121; Acchar, Wilson; ; http://lattes.cnpq.br/5460040602567184; Ladchumananandasivam, Rasiah; ; http://lattes.cnpq.br/8553209522282182
Os efluentes liberados pela indústria têxtil possuem altas concentrações de álcalis, carboidratos, proteínas, além de corantes contendo metais pesados. Assim, foi produzido um filtro visando principalmente à remoção da cor. Para sua obtenção foi usado a casca de arroz carbonizada e a diatomita, que possuem basicamente sílica amorfa hidratada na estrutura. A sílica apresenta-se sob três formas cristalinas: Quartzo, tridimita e cristobalita. De acordo com as considerações citadas, este estudo foi divido em duas etapas, a primeira etapa corresponde à obtenção do filtro e a segunda parte a realização dos ensaios no efluente/filtro, tendo em vista verificar a eficiência da remoção da cor. Primeiramente, a matéria-prima foi submetida a uma análise química e de DRX, em seguida a diatomita foi misturada, via úmido, em um moinho planetário com 20 %, 40 %, 60 % e 80 % de cinza de casca de arroz. Foi adicionada a mistura 5 % de carboximetilcelulose (CMC) como ligante a temperatura ambiente. Os corpos de prova foram compactados uniaxialmente em matriz metálica de 0,3 x 0,1 cm² de área a uma pressão de 167 MPa através de prensa hidráulica e posteriormente sinterizados em temperaturas de 1.000ºC, 1.200ºC e 1.400ºC por 1 h e submetidos a ensaios de granulometria a laser, retração linear, absorção de água, porosidade aparente, resistência à flexão, DTA, DTG e DRX. Para analisar a estrutura de poros das amostras foi utilizado um microscópio eletrônico de varredura (MEV) e foi realizados ensaios em um porosímetro de mercúrio para verificar o tamanho médio dos poros e densidade real das amostras. Na segunda etapa, foi feito a coleta das amostras do efluente de uma empresa, cujo nome será preservado, alocada em Igapó RN. O efluente sofreu um pré-tratamento antes da filtração sendo assim submetido a um tratamento de flotação. O efluente foi então caracterizado antes e depois da filtração, com parâmetros de cor, turbidez, sólidos suspensos, pH, demanda química e bioquímica de oxigênio (DQO e DBO). Assim, através da analise de DRX, foi observado formação de cristobalita α em todas as amostras. O melhor tamanho médio de poro encontrado foi de 1,75 μm com porosidade aparente foi 61,04 %, obtendo assim uma remoção de cor média de 97,9 % e remoção de sólido suspensos de 99,8 %
Obtenção de fitas cerâmicas a base de NiO/CDG via colagem de fitas
(2017-09-08) Cruz, Luana Barbosa da; Acchar, Wilson; ; ; Peres, Ana Paula da Silva; ; Costa, Antonio Carlos Silva da; ; Vieira, Lucianna da Gama Fernandes; ; Marques, Sheyla Karolina Justino;
As células a combustível do tipo óxido sólido (CaCOS) consistem em dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em elétrica e tem atraído cada vez mais atenção devido à capacidade de conversão energética eficiente e mínima poluição atmosférica. Uma das técnicas que pode ser utilizada na produção das CaCOS é a colagem de fitas, pois minimiza os custos de produção. As suspensões produzidas no processo de colagem de fitas são preparadas pela dispersão de um pó em um solvente, o qual pode ser aquoso ou não, aliado a um dispersante adequado, assim como ligantes, plastificantes, surfactantes e antiespumantes. Após o processo de mistura, a suspensão é conformada através de uma lâmina niveladora, que regula a espessura da fita produzida, sobre uma superfície transportadora regular e plana, produzindo uma fita fina, flexível e resistente. Diversos materiais destacam-se na composição do anodo das células a combustível, entre eles, o óxido de níquel e cério dopado com gadolínio, uma vez que apresentam alta condutividade iônica intragranular e menor custo. Neste trabalho, foram conformados substratos cerâmicos nanoparticulados de Óxido de Níquel e Cério dopado com Gadolínio através da colagem de fitas em meio aquoso. Foram preparadas seis suspensões utilizando três dispersantes diferentes e variadas proporções de orgânicos. As três diferentes suspensões utilizadas exibiram comportamento pseudoplástico, desejável para o processamento coloidal por colagem de fitas. As fitas apresentaram uma faixa de espessura de 120 e 170 μm, recomendável para o uso em anodos de células a combustível óxido sólido. As curvas termogravimétricas mostraram a saída total dos orgânicos a uma temperatura de 500 oC. A sinterização das fitas e cerâmicas laminadas ocorreu em três diferentes temperaturas: 1250 oC, 1300 oC e 1400 oC,. Foram realizados ensaios de Difração de Raios X para observar as fases presentes antes e após a sinterização. Ensaios de densidade e porosidade, resistência mecânica à flexão e Microscopia Eletrônica de Varredura, a fim de se avaliar as propriedades da fita.
Obtenção de fitas cerâmicas baseadas em paligorskita/PVA via tape casting como veículo para neomicina
(2018-07-26) Freitas, Anna Karla de Carvalho; Acchar, Wilson; Pergher, Sibele Berenice Castella; ; ; ; Peres, Ana Paula da Silva; ; Costa, Antonio Carlos Silva da; ; Iborra, César Viseras;
Diversos são os esforços para o desenvolvimento de nanocompósitos, que apresentem a combinação das redes poliméricas orgânicas e das nanopartículas inorgânicas bioativas para cicatrização de feridas. A paligorskita tem sido muito aplicada em sistemas de liberação de fármaco por apresentar propriedades físicoquímicas interessantes. Um princípio ativo indicado para o tratamento de ferimentos abertos é a neomicina, que atua na inibição da síntese proteica de bactérias Gramnegativas e Gram-positivas. Uma técnica bastante utilizada na produção de filmes finos, planos e elevada área específica é o tape casting. Neste trabalho, fitas cerâmicas a base de paligorskita, do fármaco neomicina, de PVA foram obtidas a fim de investigar a liberação controlada de fármaco para administração tópica. A estabilidade da suspensão foi analisada através de ensaios reológicos, e os pós e as fitas cerâmicas foram caracterizados por fluorescência de raios X (FRX), difração de raios X (DRX), análise térmica (ATG/ATD), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), análise elementar (CHN-S), microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG). Testes de atividade antimicrobiana e concentração bactericida mínima foram realizados a fim de investigar o potencial de inibição do fármaco nas fitas. E, por fim, foram realizados cálculos de mecânica clássica com a finalidade de estimar a energia, para possível cálculo da energia de adsorção. De acordo com os resultados de reologia, foi observado um comportamento pseudoplástico, adequado para a técnica de tape casting. Picos de reflexão referentes às fases paligorskita, de estrutura ortorrômbica, e quartzo, de estrutura hexagonal foram encontrados. A análise por DSC identificou picos exotérmicos característicos da neomicina no híbrido Pal-Neo. Resultados de análise elementar mostraram que menos de 3% de neomicina foi incorporada na paligorskita. Os testes de atividade antimicrobiana e concentração bactericida mínima demonstraram que o híbrido Pal-Neo apresentou um efeito inibitório sobre o crescimento das bactérias, provando-se capaz de danificar a membrana citoplasmática das bactérias testadas.
Obtenção de fitas de scheelita (CaWO4) via tape casting em base aquosa
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-31) Siqueira, Nívia Luciana Costa de; Acchar, Wilson; Silva, Vamberto Monteiro da; http://lattes.cnpq.br/0415927877662385; Alves, Hugo Plínio de Andrade; http://lattes.cnpq.br/6271962886763593
A scheelita, também conhecida como tungstato de cálcio (CaWO4), é um mineral do grupo dos Wolframatos que possui grande importância econômica por responder à uma das maiores quantidades de produção de tungstênio. No Brasil, os principais depósitos estratiformes de scheelita estão localizados no estado do Rio Grande do Norte (RN), na região do Seridó, constituindo a maior concentração de tungstênio do país. No entanto, a exploração desse mineral tem causado diversos impactos ambientais negativos nas áreas mineradas, o que torna imprescindível o desenvolvimento de tecnologias para mitigar os danos causados pela extração e beneficiamento desse recurso abundante no estado. Os filmes finos e sólidos fabricados com compostos de tungstênio apresentam um grande potencial para aplicações dielétricas, eletrônicas e optoeletrônicas, podendo ser produzidos por diferentes métodos. O Tape Casting é um dos métodos mais simples e bem estabelecidos para a fabricação de filmes finos, sendo seguro e não tóxico quando realizado em base aquosa. Diante disso, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da incorporação do resíduo de scheelita na produção de fitas cerâmicas via tape casting, analisando suas propriedades químicas, estruturais, morfológicas, térmicas e dielétricas. Foram produzidas cinco fitas com teor do resíduo da produção de scheelita (SR) reduzido gradualmente de 100%, 75%, 50% e 25%, até a substituição completa pela scheelita concentrada (SC). Realizou-se a caracterização físico-química dos pós por meio de ensaios de fluorescência, além de avaliar a reologia das suspensões produzidas. As fitas verdes foram caracterizadas por Difração de raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura com emissão de campo (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS), Análise Termogravimétrica (ATG) e medidas dielétricas. Na Difração de raios X, foi possível identificar a presença das fases scheelita, calcita e quartzo. A suspensão produzida apresentou comportamento reológico pseudoplástico, ideal para a conformação de fitas pelo método de tape casting. As fitas produzidas apresentaram constantes dielétricas que variaram entre 7 e 3.4, em média, em faixas de alta frequência (0.1 a 1.5 GHz). Assim, evidencia-se um grande potencial das fitas produzidas a partir da mistura dos pós de resíduo de scheelita e scheelita concentrada em aplicações dielétricas.
Obtenção de substratos dielétricos multicamadas à base de silicato de cálcio com inserções de h-BN via tape casting
(2020-01-08) França Júnior, Sérgio Augusto Nascimento de; Acchar, Wilson; ; ; Peres, Ana Paula da Silva; ; Costa, Antonio Carlos Silva da;
Nos últimos anos, o considerável progresso das telecomunicações por micro-ondas, sistemas de transmissão via satélite e circuitos microeletrônicos densos, resultou em uma crescente demanda por novos materiais de baixa perda dielétrica. Os substratos cerâmicos, para esses fins, devem ter baixa constante dielétrica e baixa perda dielétrica sob altas frequências de operação, além de alta condutividade térmica relativa. Em vista disso, o objetivo do presente trabalho foi a obtenção de substratos cerâmicos multicamadas de silicato de cálcio com inserções de h-BN (1%, 3% e 5% em peso) conformados por tape casting, a fim de avaliar a utilização deles como substratos de alta frequência. A viscosidade das suspensões cerâmicas foi analisada através de ensaios reológicos e as fitas cerâmicas verdes foram submetidas à análise termogravimétrica (ATG). Em seguida, estas fitas foram laminadas em 6 camadas e posteriormente sinterizadas em três temperaturas: 950 °C, 1000 °C e 1050 °C. Os laminados sinterizados foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia Raman, densidade e porosidade e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG). Por fim, foram obtidas as propriedades dielétricas dos laminados verdes e sinterizados. Foram encontrados picos de reflexão referentes às fases de wollastonita e cristobalita em todas as composições, bem como um pico característico de nitreto de boro hexagonal nas composições contendo h-BN, com sobreposição a um pico característico da wollastonita. A espectroscopia Raman confirmou as fases que foram encontradas na difração de raios X, com picos característicos das fases de wollastonita, cristobalita e h-BN. Os altos valores relativos de porosidade aparente encontrados em todas as composições, determinaram os baixos valores de constante dielétrica relativa (entre 1,99 e 2,35). De maneira geral, as composições obtidas apresentaram baixas perdas dielétricas relativas, principalmente nas composições contendo h-BN, e isso foi evidente em uma ampla faixa de frequência, de 0,1 GHz a 1,5 GHz. As composições contendo 3 % e 5 % em peso de h-BN mostraram perdas dielétricas na ordem de 10-4, possuindo, assim, grande potencial para aplicação como substratos de alta frequência.

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Navegando PPGCEM - Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais por Autor "Acchar, Wilson"