Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-05-28Bitstream added on 2014-06-13T19:53:26Z : No. of bitstreams: 1 solano_rav_me_ilha.pdf: 1596702 bytes, checksum: 57065466a13a3d33408ee670525cd7f2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foram estudados os filmes supercondutores do sistema BPSCCO ( (2-X) X 2 2 3 10 Bi Pb Sr Ca Cu O ), depositados em dois substratos diferentes (lâmina de prata e cristal de aluminato de lantânio). Estas deposições foram feitas pelo método de Dip coating, e foram feitas 3 deposições para cada substrato em seguida foi submetido a um tratamento térmico. Os resultados da medida elétrica do filme depositado nos substratos confirmaram o estado supercondutor a uma temperatura crítica (Tc) de 80K. Para determinar a temperatura crítica Tc foram efetuadas as medidas de resistência em função da temperatura. A Junção foi montada no Laboratório de Vidros e Cerâmica do Departamento de Física e Química da UNESP. As Junções Josephson usadas neste trabalho foram: Junções SIS (supercondutor – isolante – supercondutor) e SNS (supercondutor – metal normal – supercondutor), sobre as quais se mediu a corrente (I) em função da voltagem (V) obtendo-se as curvas característica da junção. As barreiras usadas nas junções foram de dois tipos: óxido de alumínio e a prata (metal). O alumínio foi depositado utilizando-se uma evaporadora em alto vácuo e posteriormente oxidado em um forno a uma temperatura de 400ºC durante uma hora; e a prata, depositada com a técnica de Sputtering. O efeito túnel ou tunelamento é característico em Junções Josephson. No entanto, para que esse efeito ocorra é necessário que a espessura do isolante seja da ordem de 10 Å. Portanto, trabalhamos de tal forma que a deposição fosse feita para que obtivessemos isolantes com essa espessura. Os resultados obtidos com as medidas de corrente e voltagem mostraram que a curva característica de tunelamento apresentou a forma prevista pela teoria. / In this work, we have studied the superconducting thin films of the system BPSCCO ( (2-X) X 2 2 3 10 Bi Pb Sr Ca Cu O ) with critical temperature around 110 K. The films were deposited in two different substrates (thin foil of silver and lanthanum aluminate polished crystal). These depositions have been made by the method called Dip coating, and it has been made 3 depositions for each substrate after that they were submitted to a thermal treatment. Electrical measurements of the films have confirmed the superconducting state to a critical temperature (Tc) around 80K. Critical temperature has been determined by measures temperature dependence of the resistance. The Junction was mounted in the Laboratory of Glasses and Ceramics of the Department of Physics and Chemistry of the FEIS-UNESP. The proposal of this work was to study two types of Josephson Junctions: SIS (Superconducting - Isolating - Superconducting) and SNS (Superconducting - Normal metal - Superconducting). Josephson junctions Characteristic Curves were done measuring dc electrical current (I) as a function of the voltage (V). It was used two kinds of barriers: aluminum oxide and silver. Aluminum was deposited using a high vacuum evaporator after this it was oxidized by thermal process using an oven, it was applied a thermal treatment around 400ºC during one hour. Silver was deposited using Sputtering technique. The tunnel effect or tunneling is characteristic property of the Josephson Junctions, although, this effect occurs just for barriers with thickness below tenth of nm. In this way, we have tried to get insolated barriers with the same order thickness as described above. Our results have shown that it is possible to observe the characteristic tunneling curve predicted by the theory.

Submitted by KLEBER JOSÉ DA SILVA null (falakleber@gmail.com) on 2017-05-04T00:46:01Z No. of bitstreams: 1 TESE Fornos Ceramicos.pdf: 16575547 bytes, checksum: f6650ca8aed17fcae419ef681abdf605 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-05-05T14:19:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_kj_dr_ia.pdf: 16575547 bytes, checksum: f6650ca8aed17fcae419ef681abdf605 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-05T14:19:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_kj_dr_ia.pdf: 16575547 bytes, checksum: f6650ca8aed17fcae419ef681abdf605 (MD5) Previous issue date: 2017-03-08 / Este trabalho se propõe a desenvolver fornos cerâmicos de baixo custo financeiro, com capacidade de alcançar patamares térmicos acima de 1200°C. Tal motivação parte de uma constatação observada, tanto na bibliografia sobre o tema e mercado, de um senso comum ratificador do uso de materiais refratários e isolantes industrializados, como única forma, ou forma ideal para se construir equipamentos capazes de atingir ou superar tal patamar térmico. Por mais que tomemos como base para o desenvolvimento deste estudo, características socioculturais e geográficas específicas de uma região (microrregião de São João Del Rei –MG, Brasil), elas se assemelham à realidade de muitos outros rincões do país, por este motivo acreditamos poder ele servir de ponto de partida para o desenvolvimento de experimentações na área da construção de fornos em outras localidades, valorizando e fortalecendo o intercâmbio de conhecimento entre diferentes culturas, contribuindo com a dimensão extensionista desta pesquisa. O foco no baixo custo de produção dos fornos se dá em função da associação de dois dados: a baixa renda per capita da maior parte da população regional e o alto valor destes equipamentos atualmente disponíveis no mercado, fato que limita o desenvolvimento da vertente da cultura ceramista conhecida como Cerâmica de Alta Temperatura. / This work proposes to develop ceramic kilns of low financial cost capable of reaching above 1200 ° C. The motivation of this work is based on the fact that both in specialized bibliography and in the market, there is a common sense that says the use of refractory materials and industrialized insulation are the only way, or the ideal way, to build equipment capable of reaching or surpassing this thermal threshold. Although we take specific socio-cultural and geographical characteristics of a specific region (micro-region of São João Del Rei - MG) as a basis for the development of this study, we are convinced that they resemble the reality of many other corners of the country. Thus, we believe It can serve for the development of experiments in furnace construction in other localities, valuing and strengthening the exchange of knowledge between different cultures, contributing to the extensionist dimension of this research. The focus on the low cost of furnace’s production is due to the association of two data: the low per capita income of most of the population and the current high value of these equipment available in Brazilian Market. In our understanding, this fact limits the development of the ceramist culture known as Cerâmica of High Temperature in national territory. In its structure, this work is divided in three segments: the first (chapter I) relates to the history of ceramic kilns’ development; In the second (Chapter II) we seek to highlight the importance to the development of the ceramist culture of High Temperature of alternative and low cost furnaces construction; at least (Chapters III and IV) we bring concrete elements that present alternative ways to the production of refractory and insulation materials, as well as three different successful projects of low-cost furnaces for high-temperature firing, whose construction structure is diagrammatically exemplified in the Instructional technique script attached to the end of the work

Orientador: Cláudio Luiz Carvalho / Banca: Hermes Adolfo de Aquino / Banca: Edson Sardella / Resumo: Neste trabalho foram estudados os filmes supercondutores do sistema BPSCCO ( (2-X) X 2 2 3 10 Bi Pb Sr Ca Cu O ), depositados em dois substratos diferentes (lâmina de prata e cristal de aluminato de lantânio). Estas deposições foram feitas pelo método de Dip coating, e foram feitas 3 deposições para cada substrato em seguida foi submetido a um tratamento térmico. Os resultados da medida elétrica do filme depositado nos substratos confirmaram o estado supercondutor a uma temperatura crítica (Tc) de 80K. Para determinar a temperatura crítica Tc foram efetuadas as medidas de resistência em função da temperatura. A Junção foi montada no Laboratório de Vidros e Cerâmica do Departamento de Física e Química da UNESP. As Junções Josephson usadas neste trabalho foram: Junções SIS (supercondutor - isolante - supercondutor) e SNS (supercondutor - metal normal - supercondutor), sobre as quais se mediu a corrente (I) em função da voltagem (V) obtendo-se as curvas característica da junção. As barreiras usadas nas junções foram de dois tipos: óxido de alumínio e a prata (metal). O alumínio foi depositado utilizando-se uma evaporadora em alto vácuo e posteriormente oxidado em um forno a uma temperatura de 400ºC durante uma hora; e a prata, depositada com a técnica de Sputtering. O efeito túnel ou tunelamento é característico em Junções Josephson. No entanto, para que esse efeito ocorra é necessário que a espessura do isolante seja da ordem de 10 Å. Portanto, trabalhamos de tal forma que a deposição fosse feita para que obtivessemos isolantes com essa espessura. Os resultados obtidos com as medidas de corrente e voltagem mostraram que a curva característica de tunelamento apresentou a forma prevista pela teoria. / Abstract: In this work, we have studied the superconducting thin films of the system BPSCCO ( (2-X) X 2 2 3 10 Bi Pb Sr Ca Cu O ) with critical temperature around 110 K. The films were deposited in two different substrates (thin foil of silver and lanthanum aluminate polished crystal). These depositions have been made by the method called Dip coating, and it has been made 3 depositions for each substrate after that they were submitted to a thermal treatment. Electrical measurements of the films have confirmed the superconducting state to a critical temperature (Tc) around 80K. Critical temperature has been determined by measures temperature dependence of the resistance. The Junction was mounted in the Laboratory of Glasses and Ceramics of the Department of Physics and Chemistry of the FEIS-UNESP. The proposal of this work was to study two types of Josephson Junctions: SIS (Superconducting - Isolating - Superconducting) and SNS (Superconducting - Normal metal - Superconducting). Josephson junctions Characteristic Curves were done measuring dc electrical current (I) as a function of the voltage (V). It was used two kinds of barriers: aluminum oxide and silver. Aluminum was deposited using a high vacuum evaporator after this it was oxidized by thermal process using an oven, it was applied a thermal treatment around 400ºC during one hour. Silver was deposited using Sputtering technique. The tunnel effect or tunneling is characteristic property of the Josephson Junctions, although, this effect occurs just for barriers with thickness below tenth of nm. In this way, we have tried to get insolated barriers with the same order thickness as described above. Our results have shown that it is possible to observe the characteristic tunneling curve predicted by the theory. / Mestre

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-22T20:33:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Daniel González Rodríguez.pdf: 4087737 bytes, checksum: d303274dc9628583eb24d7fca3b6376b (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-29T21:30:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Daniel González Rodríguez.pdf: 4087737 bytes, checksum: d303274dc9628583eb24d7fca3b6376b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T21:30:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Daniel González Rodríguez.pdf: 4087737 bytes, checksum: d303274dc9628583eb24d7fca3b6376b (MD5) Previous issue date: 2017-07-24 / FACEPE / A economia do hidrogênio é um dos conceitos mais promissores para o futuro energético. Nesse cenário, o petróleo é substituído pelo hidrogênio como vetor energético. Este hidrogénio, diferente do petróleo, deve ser produzido em volumes não fornecidos pelos métodos empregados atualmente. Neste trabalho são apresentados dois métodos de produção de hidrogênio de alta temperatura acoplados a um sistema nuclear avançado. Um novo design de um sistema dirigido por acelerador do tipo leito de bolas chamado TADSEA é escolhido devido ás vantagens que tem em temas de transmutação e segurança. Dois dos métodos de produção de hidrogênio mais promissores foram considerados: a eletrólise de alta temperatura que tem maiores níveis de eficiência e permite a cogeração de gás de sínteses e o ciclo de dissociação termoquímica da água iodo-enxofre que pode ser empregado em cogeração de energia elétrica. Para o projeto conceitual do processo de eletrolise de alta temperatura foi desenvolvido um modelo detalhado dinâmica de fluidos computacional para analisar a célula eletrolítica de óxido sólido que tem uma enorme influência na eficiência do processo. Um modelo detalhado do processo de eletrolise de alta temperatura acoplado ao TADSEA através de um ciclo de gás Brayton foi desenvolvido usando um software de simulação de processo químico: Aspen HYSYS®. Foi obtida uma eficiência do ciclo de conversão de energia de 38,29%. O tamanho da pilha de células que podem ser energizadas pelo TADSEA foi calculado ficando com 770.833 células, operando numa densidade de corrente de 0,6135 A/cm² numa voltagem de 1,32 V. Obtiveram-se a influência dos principais parâmetros operacionais como a voltagem de operação do eletrolisador e a vazão de agua na entrada do sistema na eficiência do modelo. O modelo com as condições de operação otimizadas o modelo proposto produz 0,1627 kg/s hidrogênio resultando numa eficiência global do processo de 34,51%, valor na faixa dos resultados reportados por outros autores. Foi também desenvolvido um projeto conceitual do ciclo de dissociação termoquímica da água iodo-enxofre para determinar a eficiência global do processo e fazer algumas otimizações dos parâmetros de operação da secção inicial do processo, a estabilidade térmica das secções de decomposição dos ácidos e a vazão de agua que pode ser processada pelo modelo. Foi obtida uma eficiência do ciclo de conversão de energia empregado para este sistema de 53,27% resultando numa produção de hidrogênio de 5,665e-2 kg/s. A eficiência global do processo foi calculada fazendo um balanço de energia resultando em 22,56 %. Os valores de eficiência, taxa de produção de hidrogênio e consumo de energia dos modelos propostos estão nos valores considerados como aceitáveis no conceito de economia de hidrogênio, sendo também compatíveis com os parâmetros de saída do TADSEA. O projeto para a eletrolise de alta temperatura apresenta maiores valores de eficiência mais tem a desvantagem de não apresentar a possibilidade de cogeração de energia elétrica. O modelo para o processo I-S a pesar de ter valores de eficiência inferiores, apresenta a vantagem de produção de energia elétrica e calor residual em cogeração. / The hydrogen economy is one of the most promising concepts for the energy future. In this scenario, oil is replaced by hydrogen as an energy carrier. This hydrogen, rather than oil, must be produced in volumes not provided by the currently employed methods. In this work two high temperature hydrogen production methods coupled to an advanced nuclear system are presented. A new design of a pebbled-bed accelerator nuclear driven system called TADSEA is chosen because of the advantages it has in matters of transmutation and safety. Two of the most promising hydrogen production methods have been considered: high-temperature electrolysis which has higher efficiency levels and allows synthesis gas cogeneration and the iodine-sulfur thermochemical water cycle that can be used in electricity cogeneration. For the conceptual design of the high temperature electrolysis process a detailed computational fluid dynamics model was developed to analyze the solid oxide electrolytic cell that has a huge influence on the process efficiency. A detailed model of the high temperature electrolysis process coupled to TADSEA through a Brayton gas cycle was developed using chemical process simulation software: Aspen HYSYS®. An energy conversion cycle efficiency of 38.29% was obtained. The size of the cell stack that can be energized by the TADSEA was calculated in 770,833 cells, operating at a current density of 0.6135 A/cm² with a voltage of 1.32 V. The influence of the main operating parameters such as electrolyzer voltage and the system inlet water mass flow in the efficiency of the model. The model with optimized operating conditions produces 0.1627 kg/s of hydrogen, resulting in an overall process efficiency of 34.51%, a value in the range of results reported by other authors. A conceptual design of the iodine-sulfur thermochemical water splitting cycle was also developed to determine the overall efficiency of the process and to perform some studies of the operating parameters of the initial section of the process, the thermal stability of the decomposition sections and the amount of water that can be processed by the proposed model. An efficiency of the energy conversion cycle employed for this system of 53.27% was obtained resulting in a hydrogen production of 5,665e-2 kg/s. The overall efficiency of the process was calculated performing an energy balance resulting in 22.56%. The values of efficiency, hydrogen production rate and energy consumption of the proposed models are in the values considered acceptable in the hydrogen economy concept, being also compatible with the TADSEA design parameters. The design for high temperature electrolysis process has higher efficiency values but has the disadvantage of not presenting the possibility of cogeneration of electric energy. The model for the I-S process, despite having lower efficiency values, has the advantage of producing electric energy and residual heat in cogeneration.

Orientador: Carlos Rettori / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-26T17:54:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Urbano_RicardoRodrigues_M.pdf: 1598016 bytes, checksum: 950700a6a9b81e7f86b86416e3eaa4d7 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Desde sua descoberta, os supercondutores de alta temperatura crítica (T c ) têm sido centro de intensos estudos em busca de esclarecimentos para se entender e descrever a natureza e as propriedades físicas do estado supercondutor destes materiais, podendo com isso, viabilizar seu aproveitamento para aplicação tecnológica. Recentemente, vários tipos de óxidos supercondutores de alta-T c têm sido encontrados. Esta corrida para obter tais compostos se deu devido a ambição de compreender o mecanismo de supercondutividade nos óxidos de Cu, incentivando a criação de vários outros materiais, também óxidos, baseados em metais de transição (3d). Dessa maneira, nesta última década, os estudos das propriedades físicas e estruturais de óxidos de estruturas tipo K 2 NiF 4 têm sido sujeito de grande interesse. Levadas por esta motivação, várias investigações sobre os efeitos da dopagem por buracos (hole-doping) via substituição de Li em La2CuO4 e La 2NiO4 têm sido realizadas (Sarrao et al, 1996). Com base nos resultados obtidos para La2Cu1-xLi xO4 é que os compostos La2Ni1-x Li xO4 dopados via substituição de Li foram sintetizados e estudados neste trabalho. As técnicas utilizadas foram fundamentalmente Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) em 4 bandas (S (4.1 GHz), X (9.5 GHz), Q (34.5 GHz) e W (218.7 GHz)), magnetização dc, Espectroscopia Raman e Difração de Raios-X e de Nêutrons em função da temperatura (T). Estudos estruturais confirmam um parcial ordenamento dos cátions Ni e Li em sítios metálicos. Com a diminuição da temperatura, medidas de RPE mostram um aumento na anisotropia do valor-g (g^ - g//) e experimentos de Difração de Nêutrons e de Raios-X comprovam um aumento na razão dos parâmetros de rede c/a. Estes resultados são interpretados em termos da estabilização do íon Ni 3+ (3d 7 ) na configuração low-spin 2A1g associada às distorções do octaedro de NiO6 devido a presença do efeito Jahn-Teller nestes compostos / Abstract: Since their discovery, superconductors of high critical temperature (Tc ) have been the center of intense studies in search of understanding and description of the nature and physical properties of the superconducting state in these materials, so as to make possible their technological application. Recently, several types of high critical temperature superconducting oxides have been found. This race to obtain such compounds has been taking place because of an ambition to understand the mechanism of superconductivity in copper oxides, and thus stimulating the development of various other oxides based on transition metals. So, in the last decade, studies of the physical and structural properties of K2NiF4structured oxides have been subject of much interest. Driven by this motivation, several investigations into the effects of hole-doping via substitution of Li in La2CuO4have been carried out (Sarrao et al, 1996). Based on the results obtained for La2Cu1-xLixO4, the compounds La2Ni1-xLixO 4(doped via substitution of Li) were synthesized and studied in the present work. The techniques used were basically Electron Paramagnetic Resonance (EPR) in 4 Bands (S (4.1 GHz), X (9.5 GHz), Q (34.1 GHz) and W (218.7 GHz)), dc magnetization, Raman Spectroscopy, X-ray and Neutron Diffraction as a function of temperature (T). Structural studies confirm a partial cation ordering of Ni and Li at the metal sites. As the temperature decreases, EPR measurements indicate an increase in the g-value anisotropy (g^ ¿ g //), and experiments of Neutron and X-ray Diffraction prove an increase in the lattice parameters ratio c/a. These results are interpreted in terms of the stabilization of the ion Ni 3+ (3d 7 ) inthe 2A1glow-spin configuration associated with the distortions of the NiO6 octahedron due to the presence of Jahn-Teller effect in these compounds / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores : Carlos Kenichi Suzuki, Roberto Nunes Szente / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T19:42:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoy_PauloHenriquede_D.pdf: 11532082 bytes, checksum: 3348ab324d015324ffdf6814b3f90ce2 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho trata da aplicação do plasma térmico na recuperação de materiais valiosos ainda presente em escórias e resíduos, como é o caso do silício metalúrgico contido em escórias. Esse processo pode ser estendido para outros materiais, como por exemplo o alumínio e o níquel contido em escórias. Para a realização dos ensaios práticos de reciclagem de escória, foi projetado e construido um reator fechado, em escala laboratorial, com uma tocha de plasma de arco transferido operando com plasma de gás inerte como fonte de energia. Além do aparato de reciclagem, foi desenvolvida uma metodologia analítica para o conhecimento das fases presentes na escória e principalmente da quantificação de silício metálico livre, unindo técnicas de análise estrutural como a Difração de Raios-X (DRX), analise química por Fluorescência de Raios-X (FRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Tal procedimento analítico realizado com as escórias de silício foi estendido para as amostras de silício recuperado e outros resíduos tratados por plasma, como por exemplo resíduo hospitalar e lodo de galvanoplastia inertizados. Os estudos de caracterização realizados em escória da produção de silício, indicam que o teor de silício metálico livre é de cerca de 25%. O processo de recuperação de silício obteve 98,7% de eficiência na recuperação de silício metálico da matriz de escória, com pureza de aproximadamente 98,2%. O ferro, quando presente em altas concentrações na escória, tende a formar compostos estáveis com o silício (silicetos), que embora não sejam recuperáveis, acabam por se constituir em contaminação para o material final. A caracterização do lixo hospitalar tratado por plasma indicou a presença de duas fases na matriz vitro-cerâmica: Ronita e nefeline. O lodo galvânico inertizado por plasma constitui-se principalmente de magnésio, silício e cálcio, arranjados na forma cristalina como três fases principais: Forsterita (Silicato de magnésio); Monticelita (Silicato de cálcio/magnésio); e Carbonato de Cálcio. O processo desenvolvido, pode ser considerado limpo, ou seja, o processo não acrescenta contaminantes no material nem no meio ambiente. Este processo, aliado a outras técnicas de purificação, melhora a qualidade do material resultante sem poluição e com menor gasto de energia. Para o caso de resíduo hospitalar e lodo de galvanoplastia, a compreensão da microestrutura é importante para que estes materiais possam ter outras finalidades mais nobres além do uso em construção civil, como será visto neste trabalho / Abstract: The present research work makes use of thermal plasma for recovering valuable materials in slags and wastes. The main objective to reclaim is silicon metal present in slags, but this process can be extended to other materiais like aluminum (aluminum dross) and nickel (slags). A lab-scale reactor was built to carry out the experimental studies, consisting of a closed hearth and a transferred are torch as an energy source operating with inert gas. A characterization methodology was also developed in order to understand the crystalline phases present in slags but mainly the silicon metal content in slag. This methodology consists of a combining use of well-established techniques: X-ray Fluorescence (chemical analysis), Scanning Electron Microscopy (distribution of phases and microanalysis), and X-ray Difftaction (crystalline phases). This characterization methodology was extended to recovered silicon metal ftom slags and to other plasma treated wastes such as medical waste and electroplating sludge. The characterized slags in the present work point to about 25% of silicon metal present in slags. The recycling process attained 98,7% of silicon recovering and the result metal has a purity of 98,2%. Iron presence normally is found bonded to silicon forming non-recovering substances (silicides), consisting in contamination of the recovered silicon metal (higher the iron content, higher the contamination of the silicon recovered ftom slags). The characterization of the ceramic matrix obtained ftom medical waste treated by plasma indicates the presence of only two crystalline phases: Rhonite and Nepheline. The ceramic matrix obtained ftom electroplating sludge treated by plasma are constituted basica1ly of magnesium, silicon, and calcium arranged in three crystalline phases: Forsterite (magnesium silicate), Monticelite (ca1cium, magnesium silicate) and ca1cium carbonate. The developed process has no toxic gaseous emissions and the tapped silicon metal has no further metallic contaminants. If other techniques were combined to this recycling process, the purity of tapped silicon can be further improved, with no pollution and less energy consumption. In the case of other wastes, the microstructure understanding is important in order to reuse these materials in more advanced processes or at least get an improvement on the commercial value / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Expone la fabricación de películas superconductoras YBa2Cu3O7 (YBCO) mediante el método de deposición de solución química (DSQ) sobre el sustrato monocristalino SrTiO3 [100]; dicho sustrato posibilitó un crecimiento de la película en forma preferencial en la dirección del eje-c. Se fabricaron tres películas utilizando las temperaturas de sinterizado de: 820 oC, 840 oC y 860 oC. El segundo objetivo es caracterizar las películas superconductoras por medio de imágenes ópticas, DRX y medidas de momento magnético vs la temperatura. La preparación de la solución química, se realizo por el método de precipitación de partículas siguiendo la ruta del método Sol-Gel, para esto, se utilizaron acetatos de ytrio, bario y cobre, las cuales fueron precipitadas en ácido oxálico. Se obtuvo la formación de los oxalatos de Y, Ba y Cu en fase de precipitación coloidal. Para la DSQ de dichos oxalatos en los sustratos se utilizó una Pipeta de Fisher. Posteriormente las películas depositadas fueron sometidas individualmente a tratamiento térmico, para esto se siguieron las siguientes etapas: precursor, calcinado y sintetizado. Obteniendo así una película de YBCO deposita sobre el sustrato SrTiO3. La observación de las imágenes ópticas, con un aumento de X100, mostro la morfología superficial de las películas, se obtuvo una deposición no homogénea con grietas típicas de las cerámicas sometidas a grandes esfuerzos, granos con orientación en el eje-c. Obteniéndose una mejor morfología superficial en la imagen tomada a la muestra prepara a la temperatura de 860 oC. El análisis de la DRX muestra claramente los picos del sustrato SrTiO3, en las direcciones (100) (200) y (300), estos picos se repetirán en todos las muestras. También confirma el crecimiento epitaxial preferencial (00l) de los cristalitos del YBCO; son claramente apreciables picos correspondientes al YBCO en las direcciones (002), (003), (004), (005), (006), (007), además se observo la presencia de otras fases como Y2O3, Y2BaCuO5, BaCuO2, Cu2BaO2, además se observa un mayor grado de epitaxia en la muestra preparada a la temperatura de 860 oC. Los resultados de las medidas del momento magnéticas en procesos Zero Field Cooling (ZFC) y Field Cooling (FC) vs. la temperatura, confirmaron la fabricación películas superconductoras con temperatura crítica superconductora de 90 K, para las tres muestras. / Tesis

Neste trabalho foram estudados os efeitos do tratamento térmico e da adição de zircônio, vanádio, titânio e manganês nas propriedades mecânicas em alta temperatura de uma liga AlSi12CuMgNi, comumente utilizada em pistões automotivos. Os resultados de tração a 300°C mostram que a adição de elementos de liga reduz o alongamento sem aumentar o limite de escoamento. Os ensaios de fadiga a 300°C mostram que a aplicação de um tratamento de solubilização a 525°C por 15 minutos é duas vezes melhor que a aplicação de um tratamento de solubilização a 500°C por uma hora. Estes resultados foram atribuídos ao arredondamento das partículas de silício que, por serem partículas frágeis, quando arredondadas ocupam menor área por volume, reduzindo a velocidade de propagação de trincas. Os ensaios de fadiga a 300°C mostram também que a adição de elementos de liga combinados a um tratamento de solubilização a 525°C por 15 minutos é cerca de 30% pior que o mesmo tratamento aplicado a uma liga sem a adição destes elementos de liga. Este fenômeno foi atribuído à fragilização dos intermetálicos que, por consequência, aumentam a velocidade de propagação das trincas de fadiga. / The effects of heat treatment and the addition of zirconium, vanadium, titanium and manganese on the high temperature properties of an AlSi12CuMgSi alloy, usually applied to cast automotive pistons, were studied. The tensile test results at 300°C show that the addition of alloying elements decreases the elongation without significantly increasing the yield strength. The fatigue tests at 300°C show that a solution heat treatment at 525°C for 15 minutes is two times better than a solution heat treatment at 500°C for one hour. These results are due to the spheroidization of the silicone particles that are brittle and, when spheroidized, have a smaller area/volume ratio, slowing the crack propagation speed. The fatigue tests at 300°C also show that the addition of alloying elements combined with a solutionizing treatment at 525°C for 15 minutes is 30% worse than the same treatment applied to an alloy without these alloying elements. This behavior is due to the embrittlement of the intermetallic particles containing these alloying elements, increasing the fatigue crack propagation speed.

Neste trabalho é apresentado um estudo do ponto ZTC (Zero Temperature Coefficient) em dispositivos SOI MOSFETs, funcionando em modo parcialmente (PD-SOI) e totalmente (FD-SOI) depletados. O estudo é realizado a partir de um modelo analítico simples, proposto para determinação da tensão de polarização da porta do transistor no ponto ZTC (VZTC), através dos modelos de primeira ordem das características da corrente de dreno (IDS) em função da tensão aplicada a porta (VGF) do transistor, considerando as regiões de operação linear e de saturação. Para a validação do modelo, os resultados obtidos são confrontados com dados experimentais, e foi obtido um bom ajuste dos valores, apesar das simplificações adotadas para o modelo proposto. Foi realizada uma análise para estudar o impacto no valor de VZTC com a variação no valor de parâmetros de referência, como a concentração de portadores (Naf) e a espessura do óxido de porta (toxf). O erro máximo observado em VZTC, impondo a variação nos parâmetros Naf e toxf, para os dispositivos PD é de 3,1% e 4,6% na região linear, respectivamente; e 3,5% e 7,2% na região de saturação, respectivamente. Para os dispositivos FD o erro máximo observado, devido a variação nos parâmetros Naf e toxf, foi de 11% e 10% operando no regime linear, respectivamente e 5,3% e 8,4% no regime de saturação, respectivamente. Através do modelo proposto foi realizado o estudo da estabilidade do ponto ZTC em função da variação da degradação da mobilidade com a temperatura (fator c), comprimento de canal (L) e a tensão de dreno (VDS) para os dispositivos supracitados. A analise da influência do fator c em VZTC mostrou-se mais importante nos dispositivos parcialmente depletados (PD). A tensão VZTC, para os dispositivos nMOS, apresentou um menor valor operando na região de saturação, e torna-se mais pronunciada essa diferença para dispositivos com menor comprimento de canal, para ambos os tipos de dispositivos. Observando a variação de VZTC com VDS, nota-se uma diminuição no valor de VZTC para altos valores de VDS, para os dois tipos de dispositivos estudados, n e pMOS. Os resultados do modelo proposto foram avaliados com dados experimentais de outras tecnologias SOI MOSFET. Também foi obtido um bom ajuste com os valores para as tecnologias GC-SOI e GC-GAA SOI, operando em regime linear e saturação. / This paper presents a study of ZTC point (\"Zero Temperature Coefficient) in SOI MOSFETs devices, partially (PD-SOI) and fully (FD-SOI) depleted mode. The study is performed from a simple analytical model proposed for the determination of the gate bias voltage at ZTC point (VZTC) using the first-order models of the drain current (IDS) characteristics as a function of the gate voltage (VGF), operating in the linear and saturation regimes. To validate the model proposed results were compared with experimental data, and the analytical predictions are in very close agreement with experimental results in spite of the simplification used for the VZTC model proposed. Analysis was performed to study the impact on the VZTC value with the change in the parameters used as reference, such as Naf and toxf. The maximum error observed for the PD devices is 3.1% and 4.6% in the linear region and 3.5% and 7.2% in the saturation region, respectively. For FD devices the maximum error observed was 11% and 10% operating in the linear and 5.3% and 8.4% in the saturation regime. In order to verify the stability of the ZTC point as a function of the mobility degradation (c), channel length (L) and drain voltage (VDS), the proposed model was applied to the devices mentioned above. The VZTC changes in the temperature range investigated showed a temperature mobility degradation dependence and are more pronounced in PD devices. The VZTC voltage for nMOS devices presented a lower value operating in the saturation region than in the linear region, and this difference becomes more pronounced to devices with smaller channel length for both devices, n and pMOS. Analyzing the VZTC variation with drain voltage (VDS), showed a decrease in VZTC value for higher VDS, for both studied devices. The model proposed results were evaluated using experimental data from other SOI MOSFET technologies. And also we have obtained for the GC SOI and GC-GAA-SOI technologies a very close agreement, operating in both regions, linear and saturation.

Neste trabalho de mestrado são descritos o projeto, a montagem e os testes de funcionamento de uma câmara porta amostra para medidas elétricas de quatro pontas de prova dc. A estrutura da câmara porta amostra é em material cerâmico, que garante a estabilidade física e química do sistema, prolongando sua vida útil e melhorando a qualidade das análises realizadas. Este sistema permite a realização de medidas elétricas de diferentes materiais desde a temperatura ambiente até ~1500 °C em ampla faixa de pressões parciais de oxigênio. A funcionalidade da câmara porta amostras foi avaliada por meio da comparação de medidas da dependência da resistividade elétrica com a temperatura de amostras de zircônia estabilizada com ítria. Visando à aferição e a aplicação deste sistema de medidas elétricas, foram fabricados e caracterizados compósitos à base de zircônia estabilizada com ítria e nitreto de titânio, obtidos pela técnica de sinterização por plasma pulsado (\"spark plasma sintering\", SPS). As propriedades gerais destes compósitos foram investigadas por meio de análises térmicas, difratometria de raios X (DRX) e medidas elétricas de quatro pontas de prova dc, usando o sistema construído. As análises das amostras dos compósitos à base de zircônia e TiN mostraram que a técnica SPS produz amostras densas, sem reação entre as fases ou degradação do TiN por oxidação. As amostras com adição de TiN apresentaram comportamento metálico da resistividade elétrica, evidenciando a percolação do nitreto na matriz de zircônia para frações volumétricas ≤ 27 vol.%. Medidas de resistividade elétrica combinadas com análises térmicas e de DRX foram usadas para monitorar a oxidação do TiN nos compósitos em altas temperaturas. As amostras produzidas apresentam propriedades promissoras para aplicações de alta temperatura que requeiram elevada condutividade elétrica. / This study describes the design, construction, and tests of a sample holder for four-probe dc electrical measurements. The structural parts of the sample holder are built using ceramic material (alumina) that ensures physical and chemical stability, prolonging its use and the quality of experiments. The sample holder allows electrical measurements from room temperature up to ~1500 °C in a wide range of oxygen partial pressures. The functionality of the constructed sample holder was assessed by comparing measurements of the temperature dependence of the electrical resistivity of yttria-stabilized zirconia samples. To further explore the capabilities of the measuring apparatus, samples of high-temperature composites based on yttria-stabilized zirconia and titanium nitride were prepared by spark plasma sintering (SPS). The general properties of these composites were investigated by thermal analysis, X-rays diffraction (XRD), and four-probe dc electrical measurements. The study of the composites showed that SPS resulted in dense samples with no detected reaction between phases and free from TiN oxidation. Samples with TiN addition displayed metallic behavior of the electrical resistivity, evidencing that the nitride attained the percolation threshold in the oxide matrix at volume fractions ≤ 27 vol.%. Electrical measurements combined with thermal analysis and XRD were used to monitor the oxidation of TiN at high temperature. The studied composites show good properties indicating that it is a promising material for high temperature applications that require high electrical conductivity.