Neste trabalho foram preparados materiais constituídos por Al2O3 e Nb2O5, na forma de grãos esferoidais para serem usados como suporte de catalisadores aplicados à propulsão. Os suportes foram preparados por quatro diferentes métodos: impregnação úmida do óxido de alumínio moldado por uma solução alcoólica de cloreto de nióbio (NbCl5); impregnação seca do óxido de alumínio por uma solução alcoólica de NbCl5; co-precipitação dos precursores de óxido de alumínio e óxido de nióbio; e mistura física dos precursores desses óxidos previamente autoclavados separadamente. Entre esses métodos, os suportes que apresentaram melhores características para aplicação em propulsão a monopropelente hidrazina (N2H4) foram aqueles preparados por mistura física, contendo 20% m/m de óxido de nióbio (Su20MF) e por impregnações secas sucessivas, contendo 10% m/m de óxido de nióbio (Su10IS). A adição do óxido de nióbio ao óxido de alumínio resultou em acentuado aumento da resistência mecânica à compressão, mas não causou variação significativa do número e força dos sítios ácidos de Lewis, em função dos tratamentos de calcinação efetuados a 873 K por 5 horas. Todos os suportes foram impregnados com solução de H2IrCl6 e após tratamentos de redução sob H2, obteve-se catalisadores de irídio suportados, com elevados teores metálicos, CAT-20Ir, contendo aproximadamente 20% m/m de Ir disperso na superfície do suporte Su10IS, e CAT-27Ir, contendo aproximadamente 27% m/m de Ir disperso na superfície do suporte Su20MF. Caracterizações por quimissorção de H2 e por MET/EDS mostraram que o irídio fixou-se quase que exclusivamente sobre o óxido de alumínio, gerando partículas metálicas com diâmetros médios tanto maiores quanto menores as áreas superficiais expostas desse óxido. Testes efetuados em bancada com as reações de decomposição de hidrazina e de amônia revelaram que a reação com hidrazina ocorre de forma completa em temperaturas acima de 393 K, gerando exclusivamente amônia e nitrogênio, enquanto que a decomposição da amônia inicia-se em temperaturas superiores e diferenciadas, dependendo do catalisador. Durante a reação da hidrazina, a reação de decomposição da amônia formada, produzindo hidrogênio foi acompanhada, sendo tanto menor quanto maior o diâmetro médio das partículas de irídio, sendo que a seletividade ao hidrogênio mostrou ser uma função linear do diâmetro médio, ao menos entre 24 Å e 40 Å. Esse comportamento se deve ao fato de que a decomposição da amônia é uma reação sensível à estrutura da fase ativa destes catalisadores. Já os testes efetuados em propulsores de 5 N de empuxo no Banco de Teste com Simulação de Altitude (BTSA), evidenciaram um aumento da temperatura, da pressão de câmara e também da força de empuxo, devido à menor decomposição da amônia e maiores tempos para o início da decomposição da hidrazina, efeito este relacionado ao número específico de sítios ativos presentes nas superfícies dos catalisadores. / In this work were prepared supports consisting of Al2O3 and Nb2O5, in the form of spheroidal grains by four different methods: wet impregnation of the aluminum oxide molded an alcoholic solution of niobium chloride (NbCl5); dry impregnation of aluminum oxide in an alcoholic solution of NbCl5; co-precipitation of the precursor of aluminum oxide and niobium oxide; and physical mixing of precursors of these oxides previously autoclaved separately. Among these methods, the supports that showed the best characteristics for application in propulsion monopropellant hydrazine were those prepared by physical mixture containing 20 wt % niobium oxide (Su20MF) and successive dry impregnations, containing 10 wt % niobium oxide (Su10IS).The addition of niobium oxide in aluminum oxide resulted in a significant increase in compressive strength of these selected supports, but caused no significant change in the number and strength of Lewis acid site, which was attributed to the calcination treatment carried out at 873 K by 5 hours. These supports were impregnated with H2IrCl6 solution and after reduction treatment under H2, were obtained supported iridium catalysts with high metal contents, named CAT-20Ir containing approximately 20 wt % of Ir dispersed on the support Su10IS and CAT-27Ir containing approximately 27 wt % of Ir Su20MF dispersed on the support. Characterization by chemisorption of H2 and by TEM/EDS showed that the iridium was anchored almost exclusively on aluminum oxide, generating metal particles with average diameters greater. Tests carried out in laboratory with decomposition of hydrazine and ammonia revealed that the reaction with hydrazine is completely in temperatures above 393 K, generating only ammonia and nitrogen, while the decomposition of ammonia, the reaction initiation above different temperatures depending on the catalyst. During decomposition hydrazine another accompanied reaction was the decomposition of ammonia generated, producing hydrogen. The selectivity to hydrogen showed to be a linear function of the mean diameter particle of iridium, least between 24 Å and 40 Å , these results were attributed to the fact that the decomposition of ammonia is a sensitive reaction to the structure of the active phase of these catalysts. Tests carried out at the Altitude Simulation Test Facility (BTSA/INPE) showed the following effects caused by Nb2O5 addition to iridium catalyst supports: increase of temperature, chamber pressure and thrust power, due to a smaller ammonia decomposition; and increase of time for hydrazine decomposition when there is an excessive reduction of the specific number of active sites.

Diante de aspectos climáticos relacionados com o aquecimento global, o uso de substâncias para captura de CO2 e de geração de hidrogênio pode contribuir para reduzir a emissão de poluentes e a geração de energia alternativa e limpa. Nesse sentido, o uso de materiais passíveis de serem reduzidos e, em etapa subsequente, serem oxidados, oferecem uma oportunidade para uso em sistemas de geração de energia em reatores do tipo “chemical looping combustion-CLC (geração de CO2 e água)” e “chemical looping reforming-CLR (geração de CO e H2)”. Normalmente, o uso de nanopartículas cerâmicas é requerido para garantir elevada área superficial, as quais são preparadas por técnicas convencionais que envolvem etapas de solubilização e precipitação. A moagem de alta energia tem sido utilizada para a preparação de diferentes materiais cerâmicos com valores superiores de tenacidade à fratura. Dessa forma, o presente trabalho objetivou a avaliação de propriedades físico-químicas de cerâmicas de Al2O3+Ta2O5 (relação molar de 50:50 e 95:5) preparadas por moagem de alta energia e subsequente sinterização. O processo de moagem foi realizado em um moinho de bolas planetário Fritsch P-5 usando vasos (225 mL) e esferas (10 mm de diâmetro) de nitreto de silício, velocidade de 300 rpm e uma relação de massas esferas pós de 10:1. Para verificar o efeito do processo de moagem nas possíveis transformações de fases, misturas de pós Al2O3+Ta2O5 foram processadas por diferentes tempos: 0, 120, 300 e 600 minutos. Na sequência, os pós-moídos foram compactados em forma de pastilhas cilíndricas mediante carregamento uniaxial (187 MPa), as quais foram aquecidas (900-1200°C) ao ar durante 4 horas. Amostras dos pós-moídos e das amostras sinterizadas foram caracterizadas com o auxílio de técnicas de difração de raios X, análise BET, picnometria a He e análises térmicas (DSC/TG). Para avaliar a seletividade de reações e o potencial de uso em sistema CLC ou CLR, as cerâmicas preparadas foram colocadas em reatores para avaliação das suas características de redução e de oxidação. Os resultados indicaram que o processamento de pós de Al2O3+Ta2O5 por moagem de alta energia e subsequente sinterização contribuiu para a formação do composto AlTaO4 e compósitos de Al2O3+AlTaO4 a partir de misturas de pós de composições 50%molAl2O3+50%molTa2O5 e 95%molAl2O3+5%molTa2O5, respectivamente. Contudo, foram obtidos pós com baixos valores de área superficial, as quais foram ainda mais reduzidas após a sinterização dos pós compactados. Os materiais analisados (amostras sinterizadas) não apresentaram tendência de oxidação e redução quando exposto em atmosferas redutora e oxidante, respectivamente, devida as baixas áreas superficiais e/ou estabilidade química do composto AlTaO4. / Due to the global warming effects on weather, the use of substances to capture CO2 and hydrogen generation technologies may contribute to the reduction and emission of pollutants and, consequently, renewal generation of clean and alternative energy. In this regard, the use of materials, which can be reduced and, in a subsequent stage, be oxidized, provide an opportunity to use it as power generation reactors of "chemical looping combustion-CLC (CO2 and water generation)" and "chemical looping reforming-CLR (generation of CO and H2). Typically the use of ceramic nanoparticles is required to ensure a high surface area. This ceramic is prepared by conventional techniques of solution and precipitation. The high energy milling has been used for the preparation of different ceramic materials with higher value of fracture toughness. Thus, the present work aims at evaluating physicochemical properties of ceramics of Al2O3 + Ta2O5 (molar ratio of 50:50 and 95:5) prepared by high energy milling and subsequent sintering. The milling process was conducted in Fritsch P-5 planetary ball mill using vessels (225 mL) and balls (10 mm diameter) of silicon nitride, speed at 300 rpm and a mass ratio 10:1. To verify the effect of milling on possible phase transformations, powders mixtures Al2O3 + Ta2O5 were processed at different times: 0, 120, 300 and 600 minutes. As a result, powders were compressed in form of cylinders by axial loading (187 MPa), which were heated in air at 900-1200°C during 4 hours. As-milled powder and sintered samples were characterized by using x-ray diffraction techniques, BET analysis, Helium pycnometry and thermal analyses (DSC/TG). To evaluate selectivity of multiple reactions and the potential to use in CLC system or CLR, the prepared ceramics were rendered in reactors to evaluate their characteristics of reduction and oxidation. Results indicates that high-energy ball milling and subsequent sintering have contributed to form the AlTaO4 compound and Al2O3+AlTaO4 composite from the 50mol%Al2O3+50mol%Ta2O5 and 95mol%Al2O3+5mol%Ta2O5, respectively. However, the as-milled powder presents low surface area, which has even been more reduced after sintering the compacted samples. Evaluated materials (sintered samples) present no tendency of oxidation and reduction when exposed in reducing and oxidizing atmosphere, accordingly, due to their low surface areas and/or high chemical stability of AlTaO4. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-13T15:12:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AdsorcaoAluminaTransicao.pdf: 1868476 bytes, checksum: 913009c13b07890d9704d607c57fbf0e (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-16T12:16:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AdsorcaoAluminaTransicao.pdf: 1868476 bytes, checksum: 913009c13b07890d9704d607c57fbf0e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T12:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AdsorcaoAluminaTransicao.pdf: 1868476 bytes, checksum: 913009c13b07890d9704d607c57fbf0e (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A alumina é um dos óxidos mais importantes na indústria cerâmica, sendo utilizado principalmente na forma de alumina calcinada ou fundida sendo aplicada, dentre outras formas, como material adsorvente. Neste trabalho desenvolveu-se um método de produção de alumina de transição a partir da mistura de gibbsita, proveniente do processo Bayer, e hidróxido de alumínio gel, proveniente de reação de sulfato de alumínio e hidróxido de amônio visando a aplicação como material adsorvente para remoção de Cu 2+ em solução aquosa. Foram investigadas as condições de adsorção incluindo tempo de contato e pH. Os ensaios foram realizados a 30 oC e 50 ºC, nos quais 1 g de alumina produzida foi submetida a contato com 100 ml de uma solução aquosa contendo Cu2+. As concentrações das soluções aquosas empregadas foram de 100, 200, 400, 800, 1600 e 2000 ppm de solução de sulfato de cobre. A caracterização das soluções de sulfato de cobre foi realizada em espectrofotometria UV e a caracterização do material produzido foi realizada através de DRX, EDX e área superficial BET. Avaliou-se o tempo de contato para o alcance do equilíbrio de adsorção sendo este tempo otimizado em 15 min. O efeito do pH sobre a adsorção mostrou que aumentando a temperatura de adsorção há um aumento do valor de pH em relação ao pH da solução inicial de sulfato de cobre. As isotermas de Langmuir e Freundlich apresentaram resultados satisfatórios para adsorção, sendo a isoterma de Langmuir a que melhor se ajustou aos dados de adsorção. Através das isotermas de equilíbrio verificou-se que o material produzido tem boa capacidade de adsorção para o íon Cu2+. / Alumina is one of the most important oxides in the ceramic industry, being used mainly in the form of calcined alumina or fused applied, among other ways, as adsorbent material. In this work is a transition alumina production method from a mixture of gibbsite, from the Bayer process, gel and aluminum hydroxide, from the reaction of aluminum sulfate and ammonium hydroxide targeting the application as an adsorbent material for removing Cu2 + in aqueous solution. Adsorption conditions including contact time and pH were investigated. Assays were carried out at 30 ° C and 50 ° C, in which 1 g of alumina produced was subjected to contact with 100 ml of an aqueous solution containing Cu2 +. The concentrations of the aqueous solutions employed were 100, 200, 400, 800, 1600 and 2000 ppm copper sulphate solution. The characterization of copper sulfate solutions was performed in UV spectrophotometry and characterization of the material produced was carried out by XRD, EDX and BET surface area. Evaluated the contact time to achieve the adsorption equilibrium which is optimized time 15 min. The effect of pH on the adsorption shows that the adsorption temperature increases there is an increased pH compared with the pH of the initial solution of copper sulfate. The isotherms of Langmuir and Freundlich had satisfactory results for adsorption, and the Langmuir isotherm that better fits the adsorption data. Through the equilibrium isotherms it was found that the material produced has adsorption capacity for Cu2 + ion.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T20:07:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalNumerica.pdf: 6987325 bytes, checksum: 645c8d49c79a3a61cbac9adfd10bded9 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-26T14:19:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalNumerica.pdf: 6987325 bytes, checksum: 645c8d49c79a3a61cbac9adfd10bded9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T14:19:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalNumerica.pdf: 6987325 bytes, checksum: 645c8d49c79a3a61cbac9adfd10bded9 (MD5) Previous issue date: 2012-03 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Os leitos fluidizados gás-sólido possuem grande importância na indústria de processamento, em função de apresentar um bom efeito de mistura entre as fases, além de altas taxas de transferência de calor e massa, necessitando para isso baixo consumo de energia. Alguns exemplos típicos de aplicações industriais desse equipamento podem ser encontrados em processos que envolvem reações catalíticas, regeneração catalítica, ou ainda a combustão e gaseificação de carvão. O entendimento do comportamento fluidodinâmico deste equipamento é de fundamental importância para que o leito fluidizado possa ser adaptado a novas condições de uso. A literatura reporta diversos estudos com leito fluidizado, relatando variadas contribuições já incorporadas ao conhecimento da operação do mesmo. A ferramenta de CFD (Computational Fluid Dynamics) tem se mostrado uma boa alternativa para entendimento da operação deste equipamento. A utilização do modelo Euleriano granular multifásico juntamente com equações de conservação da massa, energia e movimento, para cada uma das fases presentes, tem gerado êxito quando aplicada a leitos fluidizados. De forma geral, este trabalho teve por objetivo estudar o comportamento do escoamento fluidodinâmico de esferas de vidro e alumina em um leito fluidizado convencional do tipo gás-sólido, variando os modelos de arraste de Gidaspow, Syamlal-O’Brien e Wen-Yu, bem como os modelos de turbulência K-e RSM. De forma mais específica, o trabalho buscou avaliar o comportamento fluidodinâmico das partículas no equipamento, através do monitoramento dos parâmetros fluidodinâmicos mais importantes, dentre os quais podemos destacar a velocidade de mínima fluidização do mesmo, a queda de pressão do equipamento na mínima fluidização, sua porosidade e a expansão do leito de partículas, também na mínima fluidização. Os testes experimentais foram comparados com simulações numéricas utilizando a ferramenta de CFD, onde se observou boa concordância dos resultados simulados frente aos resultados experimentais. / The gas-particle fluidized beds have great importance in the processing industry, due to have a good effect of mixing between the phases, and high rates of heat and mass transfer, requiring it to lower power consumption. Some typical examples of industrial applications of this equipment can be found in processes involving catalytic reactions, catalyst regeneration, or the combustion and coal of gasification. The understanding of the fluid dynamic behavior of this equipment is of fundamental importance for the fluidized bed can be adapted to new conditions. The literature reports several studies of fluidized bed, reporting varied contributions already incorporated the knowledge of the operation. The CFD (Computational Fluid Dynamics) tool has proved a good alternative for understanding the operation of this equipment. The use of multiphase granular Eulerian model together with the conservation equations of mass, energy and momentum for each of the phases present, has shown success when applied to fluidized beds. Overall, this work is to study the behavior of the fluid dynamic flow of glass beads and alumina in conventional fluidized bed type gas-solid, varying models Gidaspow, Syamlal-O’Brien and Wen-Yu, as well as Turbulence Models K-ε and RSM. More specifically, the work seeks to study the behavior of the fluid-dynamic equipment, by monitoring the most important fluid-dynamic parameters, among which we highlight the minimum fluidization velocity of the same, the pressure drop at minimum fluidization equipment, its porosity and expansion of the bed particles, also at minimum fluidization. Experimental tests were compared with numerical simulations using CFD (Computational Fluid Dynamics) tool, in which good agreement of the simulated results compared to experimental results.

As atuais condições ambientais tem direcionado o foco de muitas pesquisas para o reaproveitamento de resíduos agroindustriais na obtenção de novos materiais. Entre estes resíduos, destacam-se as fibras naturais, como o bagaço de cana-de-açúcar, principalmente por apresentarem características importantes para as aplicações industriais: de origem renovável, biodegradável e de baixo custo. A celulose extraída de fibras vegetais revela-se como uma alternativa promissora para a produção de materiais híbridos orgânico-inorgânicos com propriedades multifuncionais e amplas aplicações. Este trabalho busca primeiramente à obtenção de híbridos celulose/óxido de alumínio hidratado a partir do tratamento e modificação da celulose extraída do bagaço de cana-de-açúcar e sua posterior aplicação na produção de membranas. As fibras de celulose foram tratadas com clorito de sódio em meio ácido e com a mistura de ácidos nítrico e acético, com objetivo de verificar a influência do tratamento químico da celulose nas propriedades térmicas dos híbridos formados. O Al2O3.nH2O foi preparado pelo método da precipitação convencional partindo-se do alumínio metálico. As celuloses tratadas e o Al2O3.nH2O foram caracterizados por DRX, FTIR, TG, DSC e MEV. O tratamento químico das fibras de celulose não interferiu na estabilidade térmica e no processo de combustão das celuloses. Os híbridos foram produzidos nas proporções de 5, 10, 15 e 20% de óxido hidratado e caracterizados por DRX, TG, DSC, Calorimetria de Combustão e MEV/EDS. Os resultados obtidos mostraram uma boa interação entre as fibras de celulose e o óxido de alumínio hidratado. As análises de calorimetria de combustão e de DSC em ar sintético permitiram observar que o Al2O3.nH2O agiu como um agente retardante de chamas. A proporção definida para a produção de membranas foi 95Cel/05Al2O3.nH2O. Membranas de celuloses puras e dos híbridos 95CelA/05Al2O3.nH2O e 95CelB/05Al2O3.nH2O foram produzidas nos sistemas solventes de NaOH/ureia e NaOH/tioureia e caracterizadas por DRX, TG, DSC e MEV/EDS. A dissolução das fibras de celulose nos sistemas solventes promoveram a conversão da celulose tipo I (nativa) em celulose tipo II (regenerada). As membranas preparadas com os híbridos 95CelA/05Al2O3.nH2O e 95CelB/05Al2O3.nH2O em NaOH/ureia e 95CelA/05Al2O3.nH2O em NaOH/tioureia apresentaram maior estabilidade térmica e resistência à combustão que as membranas de celulose. / The current environmental conditions has directed the focus of much research for the reuse of industrial residues in obtaining new materials. Among these residues, there are the natural fibers such as sugarcane bagasse, mainly because of the important features for industrial applications: source renewable, biodegradable and low cost. Cellulose extracted from plant fibers revealed as a promising alternative for the production of organic-inorganic hybrid materials with multifunctional properties and broad applications. This paper seeks primarily to obtain hybrids cellulose/hydrous aluminum oxide from the treatment and modification of cellulose extracted from crushed sugarcane and its subsequent application in the production of membranes. Cellulose fibers were treated with sodium chlorite in acid and a mixture of nitric and acetic acids, in order to verify the influence of the chemical treatment of cellulose in the thermal properties of hybrids formed. The Al2O3.nH2O was prepared by the conventional precipitation method starting from metallic aluminum. The treated pulps and Al2O3.nH2O were characterized by XRD, FTIR, TG, DSC and SEM. The chemical treatment of cellulose fibers did not affect the thermal stability of the combustion process celluloses. Hybrids were produced in proportions of 5, 10, 15 and 20% hydrated oxide and characterized by XRD, TG, DSC Calorimetry Combustion and SEM / EDS. The results showed a good interaction between the cellulose fibers and hydrated aluminum oxide. Analyses of combustion calorimetry and DSC in synthetic air propose that the Al2O3.nH2O acted as a flame retardant agent. The set ratio for the production of membranes was 95Cel/05Al2O3.nH2O. Pure cellulose membranes and hybrid 95CelA/05Al2O3.nH2O 95CelB/05Al2O3.nH2O and solvent systems were produced in NaOH/urea and NaOH/thiourea and characterized by XRD, TG, DSC and SEM/EDS. The dissolution of cellulose fibers in solvent systems promoted conversion of cellulose I type (native) type II cellulose (regenerated).The membranes prepared from the hybrids 95CelA/05Al2O3.nH2O and 95CelB/05Al2O3.nH2O in NaOH/urea 95CelA/05Al2O3.nH2O in NaOH/thiourea showed higher thermal stability and resistance to combustion the membranes.

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Hamilton José de Mello / Banca: Carlos Elias da Silva Junior / Resumo: A retificação é um dos processos mais importantes quando deseja-se atribuir extrema precisão, acabamento e qualidade a superfície da peça, sendo amplamente utilizado na indústria, atribui-se suas características a um processo de usinagem que emprega um rebolo com grãos abrasivos girando em alta velocidade para remover material. Suas aplicações consistem especialmente no final da cadeia produtiva, onde a retificação normalmente representa o último processo por onde a peça irá passar. O rebolo é constituído de grãos abrasivos e poros, unidos por um material aglomerante (ligante), formando uma estrutura abrasiva. Todavia, os rebolos podem possuir diferentes propriedades, uma vez que a dureza dos grãos abrasivos, resistência à abrasão, estrutura cristalina, forma, tamanho e friabilidade podem afetar a durabilidade e o desempenho do abrasivo. Assim, se faz muito importante a escolha correta do rebolo, pois suas propriedades influenciarão diretamente na produtividade e na qualidade da peça que é possível se obter com a utilização deste, levando em consideração os parâmetros do processo e o material a ser retificado. A seleção do material do grão abrasivo mais apropriado para cada operação tem que ser embasada de acordo com o material a ser retificado, além de possuir uma relação custo-benefício aplicável industrialmente. Fluidos de corte lubrificam e refrigeram a zona de corte, porém são prejudiciais ao meio ambiente e aos seres humanos, adicionando custos à indústria. Atrelado a i... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Grinding is one of the most important processes when it is desired to assign extreme precision, finish and quality to the workpiece surface, being widely used in industry, its characteristics are attributed to a machining process that employs an abrasive grinding wheel spinning at high speed to remove material. Its applications consist especially at the end of the production chain, where grinding usually represents the last process through which the part will pass. The grinding wheel consists of abrasive grains and pores, joined by a binder material, forming an abrasive structure. However, the grinding wheels may have different properties, since abrasive grain hardness, abrasion resistance, crystalline structure, shape, size and friability can affect the durability and performance of the abrasive. Thus, it is very important to choose the correct grinding wheel because its properties will directly influence the productivity and quality of the part that can be obtained with the use of this one, taking into account the parameters of the process and the material to be grinding. The selection of the most suitable abrasive material for each operation has to be based on the material to be rectified, besides having an industrially applicable cost-benefit ratio. Cutting fluids lubricate and cool the cutting zone, however they are harmful to the environment and humans, adding costs to the industry. Linked to this, an effective and relatively inexpensive method of controlling corrosion ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Neri Alves / Banca: Francisco Trivinho Strixino / Banca: Clarissa De Almeida Olivati / Banca: José Alberto Giacometti / Resumo: Foi realizado um estudo sobre as propriedades elétricas de filmes finos de óxido de alumínio (Al2O3) obtidos por anodização em solução eletrolítica preparada com ácido tartárico, etileno glicol e água. Filmes de Al2O3 com espessuras entre 20 e 70 nm foram crescidos sobre camadas de alumínio as quais foram depositadas por evaporação em vácuo sobre lâminas de vidro. Utilizou-se o processo de anodização em duas etapas, sendo que na primeira etapa aplica-se uma corrente constante de 0,48 mA/cm2 e monitora a tensão até alcançar o valor final, programado conforme a espessura desejada; e então, na segunda etapa, mantem-se se a tensão final durante 2 minutos, enquanto mede-se a corrente. Os filmes de Al2O3 apresentam constante dielétrica média de aproximadamente sete (ε = 7), tan δ da ordem de 10-3 e resistividade elétrica da ordem de 1013 cm. Estudou-se o efeito do tratamento de superfície pela a deposição de monocamadas dos silanos, octadecil triclorosilano (OTS), hexametildisilazano (HMDS) e do ácido fosfônico (OPA) nas características elétricas. O tratamento com HMDS se mostrou o mais efetivo, diminuindo a corrente de fuga e aumentando campo de ruptura dielétrica. Também foi estudado o efeito do recobrimento, da superfície dos filmes de Al2O3, com filmes dos polímeros isolantes poliestireno (PS), polivinil álcool (PVA), fluoreto de polivinilideno (PVDF) e polimetilmetacrilato (PMMA). A deposição de um filme de PMMA foi a que apresentou os melhores resultados, c... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A study about electric properties of aluminum oxide (Al2O3) obtained by anodization of aluminum in a electrolytic solution prepared with tartaric acid, ethylene glycol and water was performed. Thin Al2O3 films from 20 to 70 nm were grown on aluminum layer which were deposited on glass slides by vacuum metallization. It was used the anodization process in two stages, being that in first stage applies a constant current of 0,48 mA/cm2 and monitory the voltage until reach the final value, programmed in according to the desired thickness; and in the second stage, the final voltage is maintained for two minutes, while the current is measured. The Al2O3 films present medium dielectric constant about seven (ε = 7), tan δ in order of 10-3 and resistivity in order of 1013 cm. It was studied the surface treatment effect by monolayers depositions of octadecyl trichlorosilane (OTS), hexamethyldisilazane (HMDS) and phosphonic acid (OPA) on the electrical characteristics. The HMDS treatment proved to be the most effective, reducing the leakage current and increasing the dielectric rupture field. The effect of the addition of polystyrene (PS), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polymethylmethacrylate (PMMA) films on the oxide surface was also studied. The deposition of a PMMA film presented the best results, with reduction of the leakage current around two orders of magnitude in relation to pristine oxide. Devices with metal-insulator-semiconducto... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Elidiane Cipriano Rangel / Banca: Rogerio Valentim Gelamo / Banca: Sandro Doninini Mancini / O programa de Pós graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da UNESP / Resumo: Filmes finos de alumina vêm sendo amplamente estudados em função de suas propriedades físicas e químicas. Em aplicações industriais, filmes de alumina são utilizados, por exemplo, em ferramentas de corte e em circuitos microeletrônicos. Neste trabalho empregou-se o processo de PECVD (do inglês, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) para sintetizar fimes contendo óxido de alumínio. Os filmes foram depositados a partir de plasmas excitados por radiofrequencia (13,56 MHz) em misturas de acetilacetonato de alumínio e argônio. Uma configuração experimental inédita foi empregada para permitir a incorporação de alumínio nos filmes: o pó do organometálico foi colocado diretamente no eletrodo por onde um plasma de argônio foi excitado. A pulverização catódica aliada a sublimação do organometálico faz com que haja, em determinadas condições, a deposição de filmes contendo alumina. Foram avaliados os efeitos da pressão do plasma e da potência do sinal de excitação nas propriedades dos filmes resultantes. A técnica de perfilometria foi utilizada para determinar a espessura da camada depositada. Difração de raios X (DRX), com a incidência de ângulos rasantes, foi empregada para investigar a estrutura do material. As técnicas de espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foram respectivamente utilizadas para analisar a estrutura e a composição química dos filmes. A morfologia das amostras preparadas sobre aço-inoxidável foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) enquanto a dureza foi avaliada por nanoindentação. Foram obtidos filmes amorfos com espessuras de até 7 μm que contêm carbono, alumínio, oxigênio e hidrogênio. Observou-se que as proporções de alumínio e carbono são altamente dependentes da energia cinética dos íons presentes no plasma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Recently aluminium oxide thin films have been widely studied due to their important physical and chemical properties. Depositions in cutting tools and in microelectronic circuits are examples of industrial applications of industrial applications of aluminum oxide films. In this work, alumina-containing films were prepared by PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) using a new configuration of the plasma system; the metalorganic powder was placed directly on the powered electrode while the substrates were mounted on the grounded topmost electrode. The plasma was excited by applying radiofrequency (13.56 MHz) power to the lower electrode in an argon atmosphere. The sputtering combined with the sublimation of organometallic compound enabled the growth of an alumina-containing organic layer. The effect of the plasma excitation parameters on the properties of the resulting films was studied. Film thickness was measured using profilometry. Grazing angle incidence X-ray diffractometry (GAXRD) was used to determine the structure of the films. Fourier trasnform Infrared Spectroscopy (FTIR) and energy dispersive spectroscopy (EDS) techniques were used to analyze chemical structure and coposition, respectively. The surface morphology was analyzed by scanning electron microscopy (SEM) while film hardness was evaluated by nanoindentation Amorphous organic films were deposited with thicknesses of up to 7 μm. The films were composed of aluminum, carbon, oxygen and hydrogen, the proportions of carbon and aluminum being strongly dependent on the kinetic energy of the ions. The film surface was uniform but presented particulares and, in some cases, wrinkles. The proportion of such defects depends on the plasma excitation parameters / Mestre

Orientador: Neri Alves / Banca: Sidney Alves Lourenço / Banca: Edson Laureto / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Banca: José Antonio Malmonge / Resumo: Transistores de filme fino de ZnO, cujo desempenho depende das condições de preparação da camada de ZnO e do dielétrico de gate, tem sido aplicados como sensores de radiação ultravioleta (UV), visando prevenir danos à saúde da pele. Este trabalho tem como objetivo a fabricação de transistores de ZnO/Al2O3, mediante o estudo simultâneo dos parâmetros relacionados à preparação das camadas de ZnO e Al2O3, bem como, o de transistores com dielétrico padrão (ZnO/SiO2) submetidos a diferentes condições de funcionamento. Estes estudos visam encontrar quais condições viabilizam as aplicações dos transistores como sensor UV. Os experimentos englobam a deposição de filmes de ZnO tanto por sputtering de um alvo de ZnO, quanto por spray pirolise de uma solução de acetato de zinco. O dielétrico SiO2 foi obtido comercialmente, enquanto que o Al2O3 foi crescido por anodização. Os transistores foram fabricados em diversas condições, as quais foram estabelecidas pelos métodos de planejamento experimental Taguchi e Plackett-Burman. As respostas das caracterizações foram interpretadas por técnicas de estatística (ANOVA). Os resultados demonstram que Al2O3 otimizado exibe correntes de fuga de até 10E-10 A e constante dielétrica de ~13. A identificação dos parâmetros mais importantes na preparação de filmes de ZnO por spray pirólise, permitiram produzir transistores de ZnO/Al2O3 com mobilidades de ~4,5 cm2/Vs. Os sensores UV, usando transistores de ZnO/SiO2 apresentaram mobilidades de 0,1 a 12 cm2... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: ZnO thin film transistors have been applied as ultraviolet (UV) radiation sensors in order to prevent damage to skin's health. However, the performance of ZnO transistor depends on the preparation conditions of both ZnO layer and gate dielectric. This work aims to produce and evaluate ZnO/Al2O3 transistors by studying simultaneously the parameters regarding the preparation of ZnO and Al2O3 layers, as well as the fabrication of ZnO transistors with a standard dielectric (ZnO/SiO2), under different conditions of working. It is intended to investigate the conditions to apply ZnO transistors as UV sensor. The experiments involve the deposition of ZnO films by sputter coating and spray pyrolysis of a solution of zinc acetate. SiO2 dielectric was commercially purchased, while Al2O3 was grown by anodization. The transistors were fabricated under different conditions, which were established by both experimental design Taguchi and Plackett-Burman methods. The responses from the characterization were interpreted by statistical techniques (ANOVA). The results showed that optimized Al2O3 films exhibit leakage current until 10E-10 A and dielectric constant of ~13. It was essential to identify the most important parameters regarding to preparation of ZnO films by pyrolysis spray in order to fabricate ZnO/Al2O3 transistors with mobilities of ~4,5 cm2/Vs. UV sensors based on ZnO/SiO2 transistors showed mobilities from 0,1 to 12 cm2/Vs and demonstrated that the sensitivity of the UV sensor de... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Submitted by Tiago Carneiro Gomes (tiagogomes.prof@gmail.com) on 2018-06-30T16:46:33Z No. of bitstreams: 1 Gomes_T_C_tese_de_Doutorado.pdf: 5694002 bytes, checksum: 22bc5318ec502694cd7a4a087cec549f (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-07-02T19:06:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gomes_tc_dr_bauru.pdf: 5485212 bytes, checksum: 22c574afd417cd26b3380c78e8274909 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-02T19:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gomes_tc_dr_bauru.pdf: 5485212 bytes, checksum: 22c574afd417cd26b3380c78e8274909 (MD5) Previous issue date: 2018-03-27 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Transistores de filme fino de ZnO, cujo desempenho depende das condições de preparação da camada de ZnO e do dielétrico de gate, tem sido aplicados como sensores de radiação ultravioleta (UV), visando prevenir danos à saúde da pele. Este trabalho tem como objetivo a fabricação de transistores de ZnO/Al2O3, mediante o estudo simultâneo dos parâmetros relacionados à preparação das camadas de ZnO e Al2O3, bem como, o de transistores com dielétrico padrão (ZnO/SiO2) submetidos a diferentes condições de funcionamento. Estes estudos visam encontrar quais condições viabilizam as aplicações dos transistores como sensor UV. Os experimentos englobam a deposição de filmes de ZnO tanto por sputtering de um alvo de ZnO, quanto por spray pirolise de uma solução de acetato de zinco. O dielétrico SiO2 foi obtido comercialmente, enquanto que o Al2O3 foi crescido por anodização. Os transistores foram fabricados em diversas condições, as quais foram estabelecidas pelos métodos de planejamento experimental Taguchi e Plackett-Burman. As respostas das caracterizações foram interpretadas por técnicas de estatística (ANOVA). Os resultados demonstram que Al2O3 otimizado exibe correntes de fuga de até 10E-10 A e constante dielétrica de ~13. A identificação dos parâmetros mais importantes na preparação de filmes de ZnO por spray pirólise, permitiram produzir transistores de ZnO/Al2O3 com mobilidades de ~4,5 cm2/Vs. Os sensores UV, usando transistores de ZnO/SiO2 apresentaram mobilidades de 0,1 a 12 cm2/Vs, e indicaram que a sensibilidade do sensor UV depende de parâmetros relacionados as condições de operação do dispositivo. Portanto, mostra-se que é fundamental a compreensão dos parâmetros envolvidos na produção dos dispositivos, pois isto permite refinar o processo na busca pela alta performance de dispositivos de baixo custo, bem como, otimizar os dispositivos para aplicações como sensor de radiação UV. / ZnO thin film transistors have been applied as ultraviolet (UV) radiation sensors in order to prevent damage to skin's health. However, the performance of ZnO transistor depends on the preparation conditions of both ZnO layer and gate dielectric. This work aims to produce and evaluate ZnO/Al2O3 transistors by studying simultaneously the parameters regarding the preparation of ZnO and Al2O3 layers, as well as the fabrication of ZnO transistors with a standard dielectric (ZnO/SiO2), under different conditions of working. It is intended to investigate the conditions to apply ZnO transistors as UV sensor. The experiments involve the deposition of ZnO films by sputter coating and spray pyrolysis of a solution of zinc acetate. SiO2 dielectric was commercially purchased, while Al2O3 was grown by anodization. The transistors were fabricated under different conditions, which were established by both experimental design Taguchi and Plackett-Burman methods. The responses from the characterization were interpreted by statistical techniques (ANOVA). The results showed that optimized Al2O3 films exhibit leakage current until 10E-10 A and dielectric constant of ~13. It was essential to identify the most important parameters regarding to preparation of ZnO films by pyrolysis spray in order to fabricate ZnO/Al2O3 transistors with mobilities of ~4,5 cm2/Vs. UV sensors based on ZnO/SiO2 transistors showed mobilities from 0,1 to 12 cm2/Vs and demonstrated that the sensitivity of the UV sensor depends on parameters related to working conditions. Therefore, it is of great importance the understanding of the parameters involved in the production of the devices, as it allows to refine the process in the search for the high performance of low cost materials as well as optimize the device for application as UV sensor. / FAPESP: 2014/13904-8