Navegação por Revista "Current Smart Materials"

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  • IPEN-DOC 24415

    SANTOS, SILAS C. ; RODRIGUES, ORLANDO ; CAMPOS, LETICIA L. . Advances in colloidal processing of rare earth particles. Current Smart Materials, v. 3, p. 1-18, 2018. DOI: 10.2174/2405465802666171012143956

    Abstract: Abstract: Background: New insights into materials science provide development of smart nano/micro structured materials for advanced applications. Rare earth includes a set of chemical elements (from La to Lu, including Sc and Y) with unique properties, the use of which is evidenced by luminescence applications. Colloidal processing offers great possibilities to obtain smart materials by controlling inter-particle forces, as well as their evolution during ceramic processing. The present article reports a review on colloidal processing with emphasis on rare earth powders. A general view about rare earths properties, including scientific investigations and applications are also presented. Methods: General view on rare earth sources, classification, properties, studies, and applications are reported. Besides, a review on colloidal processing covering particle characteristics, inter- particle forces, dispersion methods, rheology of suspensions, shaping process, drying-sintering stage, and microstructure formation is reported. Results: Yttria is the most used rare earth oxide in phosphors applications (70%). Synthesis routes imply on powder properties. Particle characteristics as size, shape, density, and surface area are important parameters for colloidal processing. The control of inter- particle forces by zeta potential evaluation and using dispersion methods provide conditions to prepare stable suspensions. Consolidation of colloidal particles into a desired shape depends on both viscosity and rheological behavior of suspensions. Drying-sintering conditions are effective on microstructure formation and component characteristics. Bio-prototyping is a low cost method, which provides components with complex shape and cellular architecture. Conclusion: Rare earths exhibit remarkable properties, being applied in diverse technological end-use. Colloidal processing provides opportunities to form smart materials since synthesis of colloids until development of complex ceramic components by shaping methods and thermal treatment. Even though colloidal processing is quite mature, investigations on rare earths involving inter- particle forces, shaping, drying-sintering stage, and microstructure formation are very scarce.

    Palavras-Chave: rare earths; processing; dispersions; particles; rheology; sintering; colloids

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  • IPEN-DOC 28523

    SANTOS, SILAS ; RODRIGUES, ORLANDO ; CAMPOS, LETICIA . A glance on rare earth oxides: importance, reserves, demand, applications, critical uncertainties, global economy, and zeta potential characterization. Current Smart Materials, v. 5, n. 2, p. 79-100, 2021. DOI: 10.2174/2405465805999200628095450

    Abstract: Background: Innovation mission in material science requires new approaches to form functional materials, wherein the concept of its formation begins in nano/micro scale. Rare earth oxides with general form (RE2O3; RE from La to Lu, including Sc and Y) exhibit particular proprieties, being used in a vast field of applications with high technological content since agriculture to astronomy. Despite their applicability, there is a lack of studies on the surface chemistry of rare earth oxides. Zeta potential determination provides key parameters to form smart materials by controlling interparticle forces, as well as their evolution during processing. This paper reports a study on zeta potential with emphasis on rare earth oxide nanoparticles. A brief overview of rare earths, as well as zeta potential, including sample preparation, measurement parameters, and the most common mistakes during this evaluation are reported. Methods: A brief overview of rare earths, including zeta potential, and interparticle forces are presented. A practical study on zeta potential of rare earth oxides - RE2O3 (RE as Y, Dy, Tm, Eu, and Ce) in aqueous media is reported. Moreover, sample preparation, measurement parameters, and common mistakes during this evaluation are discussed. Results: Potential zeta values depend on particle characteristics such as size, shape, density, and surface area. Besides, the preparation of samples, which involves electrolyte concentration and time for homogenization of suspensions, is extremely valuable to get suitable results. Conclusion: Zeta potential evaluation provides key parameters to produce smart materials through which interparticle forces can be controlled. Even though zeta potential characterization is mature, investigations on rare earth oxides are very scarce. Therefore, this innovative paper is a valuable contribution to this field.

    Palavras-Chave: rare earths; nanoparticles; electrolytes; colloids; ceramics; electrophoresis

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  • IPEN-DOC 28522

    SANTOS, SILAS C. ; RODRIGUES JUNIOR, ORLANDO ; CAMPOS, LETICIA . Microstructure evolution of yttria compacts by powder technology. Current Smart Materials, v. 5, n. 2, p. 122-128, 2021. DOI: 10.2174/2405465805666210120102315

    Abstract: Background: Innovation in ceramic materials relies on the processing of powders. Yttria, also known as yttrium oxide, belongs to the rare-earth group (RE2O3 - RE from La to Lu, including Sc and Y). Due to the great properties and end-use of RE-based materials since agriculture until astronomy, studies on processing, sintering and microstructural evolution of RE-based materials are essential to provide new materials with improved characteristics. The aim of this paper is to obtain dense compacts of yttria by powder technology, in which the effect of sintering temperature on sample's microstructure is evaluated. Methods: Yttria powders (Y2O3) were characterized by Photon Correlation Spectroscopy (PCS), X-ray Diffraction (XRD), and Scanning Electron Microscopy (SEM). Cylindrical powder compacts were produced by uniaxial compaction, followed by hydrostatic compaction. Sintered samples obtained under sintering temperatures from 1350 to 1550ºC were evaluated by SEM, XRD, apparent density, and true density. Results: Cubic C-type yttria powders exhibited a mean particle size (d50) of 1.6μm, and morphology like acicular. Powder compacts (diameter x height) of 9.57mm ± 0.01 x 1.53mm ± 0.01 presented mean apparent density of 53.69% (based on free powder density). Sintered samples at 1550ºC exhibited the most densification, 65.0% related to the green density and 91.0% related to theoretical density, respectively. Conclusion: Yttria cylindrical compacts with dense microstructure, and symmetric dimensions were formed by powder technology from powders with a mean particle size of 6.51μm, by compaction methods (uniaxial and hydrostatic), followed by sintering. The most densification of samples was achieved by the sintering condition of 1550ºC for 2h, providing samples with a theoretical density of 91%. These results provide useful subsidies to advance toward full densification of yttria-based materials.

    Palavras-Chave: microstructure; yttrium; rare earths; sintering; powders; photons; correlations

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

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