O presente trabalho teve como objetivo investigar os fenômenos que controlam a porosidade em corpos cerâmicos com fases vítreas, formadas pela ação de fundentes, e associá-los com sua microestrutura final. Foram selecionados os fundentes albita, feldspato alcalino, wollastonita e espodumênio, representativos daqueles comercializados no setor cerâmico, a partir de critérios como teor e tipo de álcali, e teor em SiO2 e Al2O3 na composição química. Estes fundentes foram formulados com cada uma das seguintes matérias-primas e combinações destas: quartzo, caulim e talco. As composições foram formuladas com o objetivo de obter-se uma gama de diferentes microestruturas, variando porosidade, e a presença de fases vítreas ou cristalinas. Os corpos cerâmicos foram obtidos em fornos elétricos, tipo mufla, variando-se a temperatura entre 1140 e 1260°C, conforme a formulação investigada. Foram determinadas as propriedades dos corpos cerâmicos, como porosidade aparente, absorção de água e retração linear. Os resultados obtidos foram associados com sua microestrutura e formulação. Para tanto, fez-se uso de microscopia eletrônica de varredura e difratometria de raios-X. Em especial, a porosidade foi avaliada quanto sua distribuição, morfologia e tamanho, e sua influência na definição da microestrutura final, e relação com propriedades dos corpos cerâmicos investigados. Os resultados obtidos indicaram que o comportamento dos fundentes em massas cerâmicas define decisivamente a formação da porosidade em função da composição química do fundente e da combinação desta com a dos outros constituintes da massa cerâmica. O espodumênio forma fase vítrea reagindo basicamente com o quartzo em baixas temperaturas, retendo a porosidade principalmente junto às trincas de contração do mesmo. A albita propicia na expansão da porosidade e interconexão da mesma. O feldspato alcalino forma um líquido de maior viscosidade mantendo a menor porosidade e de maneira mais isolada. A wollastonita reage de modo diferenciado dos demais no que diz respeito à sílica presente, reagindo melhor na presença do alumínio e do magnésio. / The present work aimed to investigate the phenomena that control the porosity in ceramic bodies within glass phases, formed by the action of fluxing materials, associating them with the final microstructure. The fluxes albite, feldspar, wollastonite and spodumene had been selected, representative of those commercial raw material in the ceramic sector, considering as criteria total amount and type of alkali, and amount of SiO2 and Al2O3 in the chemical composition. These fluxes were formulated mixing with one of the following raw materials and combinations of these: quartz, kaolin and talc. The compositions had been formulated with the objective to achieve different microstructures, varying total porosity, and the presence of glass or crystalline phases. The ceramic bodies were fired in electric oven, type muffle, varying temperature range from 1140ºC and 1260°C, according to the investigated body. The properties of the ceramic bodies were determined, such as apparent porosity, water absorption, and shrinkage. The data were correlated to SEM microstructure, X ray diffractogram and batch composition. In special, the porosity was evaluated to its distribution, pore morphology and size, and its influence in the definition of the final microstructure. It was also related to final properties of the investigated ceramic bodies. The experimental results indicated that the behavior of the fluxes in ceramic bodies defines decisively the formation of the porosity in function of the chemical composition of flux and of the interaction of the flux with the other constituents of the ceramic mass. spodumene formed glass phase basically reacting with quartz in low temperatures, providing porosity only close to quartz shrinkage cracks. The albite propitiates the expansion of the porosity and interconnection of the same one. The potash feldspar forms a glass liquid of higher viscosity providing lesser porosity and in a more isolated way. The wollastonite reacts in a different way with silica, propitiating higher sintering in the presence of aluminum and magnesium oxides (as expected in CaO-SiO2-Al2O3 phase diagram).

A busca por fontes de energias renováveis é um assunto de grande interesse mundial, devido à demanda crescente de energia, à instabilidade dos preços do petróleo, e aos problemas ambientais. Neste contexto, os filmes finos automontados ganharam uma especial atenção devido às inúmeras aplicações, dentre elas a construção de materiais geradores de energia fotovoltaicos e fotoluminescentes. Portanto, o principal objetivo deste trabalho foi preparar e caracterizar filmes finos produzidos através da técnica camada por camada (ou do inglês “Layer-by-Layer” (LbL)) suportados em celulose bacteriana (CB), utilizando os polieletrólitos fracos hidrocloreto de polialilamina (PAH) e poli(ácido acrílico) (PAA) combinados com dióxido de titânio (TiO2) e nanopartículas de ouro (NPs Au), visando à produção de dispositivos flexíveis capazes de produzir gás hidrogênio (H2) por fotocatálise. As regiões de absorção das soluções de ácido tetracloroáurico (HAuCl4) e TiO2 foram determinadas por espectroscopia de absorção molecular na região do ultravioleta e visível (UV-Vis). Por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho (FTIR) foi possível verificar a superfície e as bandas características da celulose, respectivamente. Através da técnica de difração de raios-X (DRX), calculou-se o tamanho médio do cristalito do TiO2 que foi de 5 ± 0,6 nm. Nos filmes, a presença das NPs Au foi confirmada por UV-Vis e DRX. Pelas micrografias de MEV foi possível avaliar a superfície dos filmes produzidos contendo TiO2 e sal de ouro. A confirmação da presença desses materiais inorgânicos nos filmes foi realizada através da espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e do mapeamento por pontos (MP). A morfologia e distribuição dessas NPs Au nos filmes produzidos foram analisadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) revelando valores em escala nanométrica. Por fim, os filmes reduzidos pela luz UV foram analisados por cromatografia gasosa (CG) para avaliar a produção de H2 e aquele que se mostrou mais eficiente foi o filme {(PAH+TiO2)4,0 (1:1)/PAA4,0}21, o qual apresentou maior interação com o TiO2 durante o processo de deposição das multicamadas. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-24T13:21:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Nicolle Dal Acqua.pdf: 3858377 bytes, checksum: fb90662acbd9d8e311671f3e5e7b4855 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-24T13:21:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Nicolle Dal Acqua.pdf: 3858377 bytes, checksum: fb90662acbd9d8e311671f3e5e7b4855 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The search for renewable energy sources is a subject of great interest worldwide due to growing energy demand, instability in oil prices and environmental problems. In this context, the self-assembled thin films have gained special attention due to numerous applications, among them the construction of photovoltaic energy generating materials and photoluminescent. Therefore, the main objective of this work was to prepare and characterize thin films produced by layer-by-layer (LbL) supported on bacterial cellulose (BC) using the weak polyelectrolyte polyallylamine hydrochloride (PAH) and poly (acrylic acid) (PAA) combined with titanium dioxide (TiO2) and gold nanoparticles (Au NPs), in order to produce flexible devices capable of producing hydrogen gas (H2) by photocatalysis. The absorbance of the solutions regions of tetrachloroauric acid (HAuCl4) and TiO2 were determined by molecular absorption spectroscopy in the ultraviolet and visible (UV-Vis). Through the techniques of scanning electron microscopy (SEM) and infrared spectroscopy (FTIR) was possible to check the surface and the characteristic bands of cellulose, respectively. Through the technique of X-ray diffraction (XRD), we calculated the mean crystallite size of TiO2 that was ~ 5 nm. In films, the presence of Au NPs was confirmed by UV-Vis and XRD. For micrographs were able to evaluate the surface of the films produced containing TiO2 and gold salt. Confirmation of the presence of inorganic materials in the films was performed by energy dispersive spectroscopy (EDS) and mapping points (MP). The morphology and distribution of Au NPs in the films produced were analyzed by transmission electron microscopy (TEM) revealed values in the nanometer range. Finally, the films reduced by the UV light was analyzed by gas chromatography (GC) to evaluate the production of H2 and one that is more efficient film was {(PAH + TiO2)4.0 (1:1)/PAA4,0}21, which showed greater interaction with TiO2 during the deposition process of the multilayer.

Neste trabalho, filmes finos de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) foram depositados usando uma técnica simples, de baixo custo e eficiente de deposição em fase vapor assistida por plasma DC pulsado melhorada por confinamento eletrostático através de uma geometria de cátodo oco segmentado. Foram utilizados metano e acetileno como precursores gasosos. A microestrutura e a espessura dos filmes depositados foram estudados por Microscopia Eletrônico de Varredura (MEV). A composição química foi caracterizada por Espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDX, Energy Dispersive X-ray spectroscopy) e ERDA. A estrutura dos filmes foi investigada por Espectroscopia Raman. As propriedades mecânicas foram estudas por nanoindentação. Os filmes finos de carbono amorfo hidrogenado obtidos a 600V e 800V são homogêneos em termos de conteúdo de carbono e hidrogênio. Segundo a Espectroscopia Raman, a dureza do filme fino evolui de maneira linear com ambos a posição do pico G e a razão ID/IG e pode vir a estar associado à diminuição do tamanho de agregados grafíticos na matriz de a-C:H. Além disso, a dureza depende com as condições de trabalho como a tensão e a pressão total de trabalho. A amostra com maior dureza (14,38 GPa ± 1,44GPa) foi obtida em uma tensão de 800V e uma pressão de 15Pa. Não há mudança significativa da dureza quando a proporção de metano for variada. O uso de acetileno rendeu filmes finos com durezas menores àquelas obtidas com metano. Por fim, um modelo físico de espalhamento é proposto para avaliar a energia média de chegada dos íons carbonetos no filme fino de a-C:H como uma função dos parâmetros de processo como pressão e tensão. Esse modelo permite estabelecer uma relação entre a energia média dos íons carbonetos e a dureza dos filmes finos, e fornece uma ferramenta simples e eficaz para estimar a dureza final dos filmes finos de carbono amorfo hidrogenado, em particular os com propriedades de DLC, como uma função dos parâmetros de processo. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-24T13:34:42Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Solveig Maria Marleen.pdf: 4177575 bytes, checksum: 704de798816b9bf50f3de459a576243c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-24T13:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Solveig Maria Marleen.pdf: 4177575 bytes, checksum: 704de798816b9bf50f3de459a576243c (MD5) / In this work, amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) thin films were deposited using a simple, low cost and efficient pulsed DC - plasma-enhanced chemical vapor deposition technique improved by electrostatic confinement provided by a segmented hollow cathode arrangement. Methane and acetylene were used as gaseous precursors. The microstructure and the thickness of the deposited films were studied by Scanning Electron Microscopy. The chemical composition was characterized by Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy and Elastic Recoil Detection Analysis. The structure of the films was investigated by Raman Spectroscopy. Mechanical properties were studied by Nanoindentation. Hydrogenated amorphous carbon thin films obtained with 600V and 800V are homogenous in terms of carbon and hydrogen contents along the film. According to Raman spectra, the thin film hardness depends linearly on both G peak position and ID/IG ratio and can be associated to a diminution of clusters size in the a-C:H matrix. Moreover, the hardness linearly depends on the working conditions such as power supply voltage and total working pressure. The sample with the highest hardness (14GPa ± 1,44GPa) was obtained by a voltage of 800V and a pressure of 15Pa. There are no significant changes on hardness when the proportion of methane is varied. The use of acetylene led to thin films with hardness lower than those obtained with methane. Finally, a physical scattering model is proposed to estimate the mean ion energy of carbonaceous species arriving on a-C:H thin films as a function of processing parameters as pressure and voltage. This model allows to develop a relationship between the mean ion energy of carbonaceous species and the hardness of thin films, and provides a simple and powerful tool to estimate the final hardness of amorphous hydrogenated carbon thin films, in particular those with properties of DLC, as a function of processing parameters.

Materiais poliméricos que possuam boas propriedades mecânicas aliadas à flexibilidade são requisitos para atender novas necessidades da indústria. Tais necessidades podem ser atingidas com a produção de elastômeros termoplásticos vulcanizados/reticulados dinamicamente (TPVs). Os TPVs são produzidos normalmente a partir de misturas imiscíveis entre polímeros. Neste trabalho, foi avaliada a produção de TPVs a partir da poliamida 6-12 (PA6-12) e o copolímero randômico de etileno e acetato de vinila (EVA) utilizando peróxido de dicumila (DCP) como agente reticulante (1, 4 e 8 phr na fase elastomérica) preparadas em misturador fechado. As misturas foram processadas utilizando a proporção mássica de PA6-12/EVA de 50/50 em reômetro de torque (120 rpm, 15 min e 200ºC). A adição de maiores quantidades de DCP nas amostras de PA6-12/EVA resultou no aumento de torque estabilizado, e taxa de aumento de torque em virtude da formação de ligações cruzadas, com teor de gel 2,6 a 17%. A mistura de PA 6-12/EVA 50/50 possui ~99% de fases interconectadas. Em menores proporções de EVA há formação de morfologia de fases dispersas com tamanhos de 0,64 a 1,57μm. Para o sistema reticulado dinamicamente, a morfologia mostrou ser dependente da adição de DCP, devido à redução da mobilidade da fase EVA. Este sistema possui uma morfologia com contornos bem definidos e uma espessura interfacial entre 7,3-7,7 nm. A ação das forças mecânicas durante o processamento resultou na fragmentação parcial da fase EVA. A imiscibilidade do sistema foi constatada através de análises de DMTA pela presença de duas transições vítreas, correspondentes aos polímeros puros e também por meio da variação de tensão interfacial do sistema, com valor de 4,62 mN/m. Quanto à cristalinidade, não há praticamente alteração neste índice, entretanto foi notado um aumento no período longo lamelar (Lp) que esta relacionado com o incremento de fração amorfa do sistema. Isso ocorrem em virtude das cadeias de EVA estarem localizadas junto com porção amorfa da PA 6-12 devido à presença de interações secundárias entre os grupos acetato e amida. A reticulação dinâmica do sistema PA6-12/EVA aumentou a dureza do sistema, no entanto não foi capaz de promover aumentos em propriedades mecânicas, assim como melhorias na recuperação elástica em virtude da formação de uma morfologia de fases com fragmentação parcial do EVA. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-11T12:37:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabricio Bondan.pdf: 8945414 bytes, checksum: fa1ca7a658e38621e0b6ca94c8f91b73 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T12:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Fabricio Bondan.pdf: 8945414 bytes, checksum: fa1ca7a658e38621e0b6ca94c8f91b73 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / Polymeric materials having good mechanical properties combined with flexibility are requirements to meet changing needs of the industry. These requirements can be met with the production of dynamically vulcanized/crosslinked elastomers (TPVs). TPVs are generally produced from blends between immiscible polymers. In this study, was evaluated the production of TPVs from polyamide 6-12 (PA-612) and random copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA) using dicumyl peroxide (DCP) as crosslinking agent (1, 4 and 8 phr in relation to the elastomeric phase) prepared in a batch mixer. The polymer blends were processed using the PA6-12/EVA 50/50 wt. %/wt.% in a torque rheometer (120 rpm, 15 min and 200 °C). The addition of higher DCP contents in the blends results in increase of the stabilized torque values, torque rate due to the crosslink formation, which results in a gel contents from 2,6 to 17 wt.%. The blend PA 6-12/EVA 50/50 has ~99% of interconnected phase, for the blends with in smaller EVA contents are formed disperse phase morphology with sizes from 0.64 to 1.57 μm. For the polymers systems dynamically crosslinked, the morphology was dependent on DCP addition, due to reduced mobility of the EVA phase. This system has morphology with well-defined contours and an interfacial thickness of 7.3-7.6 nm. The mechanical forces action during melt processing resulted in partial fragmentation of the EVA phase. The PA6-12/EVA blends are immiscible, since the DMTA experiments two glass transitions were observed, characteristics of each pure polymer, and also by the interfacial tension value of the system (4.62 mN/m). The crystallinity index remains constant for blends, however, an increase was observed in the lamellar long period (Lp), this effect associated with the increase of the amorphous fraction of the system. This occurs because the EVA chains being located adjacent to the amorphous portion of PA 6-12 due to the presence of secondary interactions between amide and acetate groups. The dynamic crosslinking of the PA612/EVA system, results in increases of the stiffness, on the other hand not able to promote increases in mechanical properties as well as improvement in elastic recovery due to the formation of phase morphology with partial fragmentation of the EVA.

O uso de aditivos de fontes alternativas aos petroquímicos tem atraído o interesse de muitas pesquisas acadêmicas e aplicadas. Os insumos como óleo de soja possuem grande potencialidade na modificação de polímeros. No entanto, muitas vezes é necessário a realização de reações de modificações desses insumos para aumentar o grau de compatibilidade ou realizar alguma reação específica. Neste trabalho, foi avaliado o processamento reativo da poliamida 6 (PA 6) com óleo de soja modificado com anidrido maleico (SOMA). As misturas foram processadas utilizando as proporções mássicas de PA6/SOMA 100/0, 99/1 e 95/5 em extrusora de duplo fuso (L/D 32) em uma faixa de temperatura de 230-260ºC. Os experimentos espectroscópicos, químico, cromatográfico e titulométricos mostraram que aproximadamente 1 mol de anidrido maleico reagiu com 1 mol de óleo de soja. O número de grupos terminais aminas reduziu com a adição de SOMA de 2,38x10-5 para 1,37x10-5, já o índice de viscosidade aumentou de 220,0 para 276,9, o que indica que ocorreu a reação entre o SOMA e PA6 que pode ser comprovada pelas novas bandas de FTIR (1769, 1742 e 1716 cm-1) e também pela não extração seletiva do óleo modificado. A adição de óleo de soja modificado aumentou significativamente a cristalinidade da PA6 contribuindo para aumento da fração de fase . No entanto, a adição de SOMA não aumentou o tamanho da lamela da PA6, mas somente a quantidade de lamelas formadas. Esse aditivo contribuiu para aumento da região de transição entre a porção amorfa e cristalina que passou de 1,23 para 1,33nm com 5% de SOMA. O óleo de soja modificado atua tanto como plastificante quanto como lubrificante da PA6, pois causa pequena redução na temperatura de transição vítrea (de -60 para -64ºC) e o módulo de armazenamento. Em relação ao comportamento reológico, as amostras possuem um comportamento pseudoplástico. Em taxas de cisalhamento acima de 100s-1 ocorre uma redução abrupta de viscosidade com um aumento da quantidade de óleo de soja modificado. A tensão máxima de tração (seca e hidratada) diminui linearmente com a adição de SOMA. As propriedades mecânicas mostram um aumento muito expressivo na deformação e na tenacidade para amostra com 1% de SOMA, obtendo-se valores até quatro vezes maiores em relação ao material não aditivado. O material desenvolvido a partir de uma poliamida 6 e óleo de soja modificado apresentou propriedades muito interessantes, que estão relacionadas com a quantidade de fase organizada que é formada em elevadas temperaturas pela redução local de viscosidade do sistema. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-01T18:29:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano Roberto Ernzen.pdf: 5203398 bytes, checksum: c7d1a8d59a9208b5a35137bfbe8d529e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-01T18:29:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano Roberto Ernzen.pdf: 5203398 bytes, checksum: c7d1a8d59a9208b5a35137bfbe8d529e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / The use of additives from alternative sources to petrochemical has attracted the interest of many academic researches and applications. The inputs as soybean oil have great potential in the polymer modification. However, it is often necessary to carry out reactions of modifications of these inputs to increase the degree of compatibility or perform some specific reaction. In this study, it was evaluated the reactive processing of polyamide 6 (PA6) with soybean oil modified with maleic anhydride (SOMA). The mixtures were processed using the mass proportions of PA6/SOMA: 100/0, 99/1 and 95/5 in twin-screw extruder (L/D 32) in a temperature range of 230-260ºC. The spectroscopic, chemical, chromatographic and titration experiments showed that about 1 mole of maleic anhydride reacted with 1 mole of soybean oil. The number of terminal amine groups reduced by adding SOMA of 2.38x10-5 to 1.37x10-5, the viscosity index increased from 220.0 to 276.9 indicating that the reaction occurred between SOMA and PA6 that can be proven by new bands in the FTIR (1769, 1742 and 1716 cm-1) and also by the non-selective extraction of the modified oil. The addition of modified soybean oil significantly increased the crystallinity of PA6 contributing to the increase of the phase α fraction. However, the addition of SOMA has not increased the size of the lamella of PA6, but only the amount of lamellas formed. This additive contributed to increase the transition region between the amorphous and crystalline portion from 1.23 to 1.33nm with 5wt.% of SOMA. The modified soybean oil acts as a plasticizer and as a lubricant of the PA6, because it causes little reduction in glass transition temperature (from -60 to -64ºC) and storage modulus. Regarding the rheological behavior, the samples have a pseudoplastic behavior. At shear rates above 100s-1 occurs an abrupt reduction in viscosity with an increasing amount of modified soybean oil. The maximum tensile strength (dry and hydrated) decreases linearly with the addition of SOMA. The mechanical properties show a very significant increase in deformation and tenacity for sample with 1wt.% of SOMA yielding values up to four times higher when compared to the material without additive. The material developed from a modified polyamide 6 and soybean oil showed very interesting properties, which are related to the amount of organized phase which is formed at elevated temperatures by local reduction of viscosity.

Orientador: João Carlos Silos Moraes / Coorientador: Luis Humberto da Cunha Andrade / Banca: Keizo Yukimitu / Banca: Eudes Borges de Araújo / Banca: Lino Misoguti / Banca: Antonio Medina Neto / Resumo: O objetivo deste trabalho foi induzir a anisotropia óptica via polarização termoelétrica em vidros baseados em TeO2 para geração de segundo harmônico (GSH). Foram preparadas amostras de vidros teluritos do sistema 60TeO2+40LiNbO3 pelo método tradicional de fusão/resfriamento em atmosfera ambiente. Com o intuito de induzir uma susceptibilidade óptica não-linear de segunda ordem c(2), as amostras vítreas foram submetidas ao tratamento de polarização termoelétrica, em diferentes condições de temperatura (TP), campo (Edc) e tempo de polarização (tP). As amostras como preparadas apresentaram um difratograma de raios-x característico de material amorfo. No entanto, após o tratamento de polarização termoelétrico a difração de raios-x revelou a presença da fase g-TeO2, composto metaestável de vidros teluritos. Espectros de espalhamento Raman revelaram também uma mudança estrutural em pontos localizados da superfície polarizada. Em concordância com as mudanças estruturais, micrografias de força atômica evidenciaram uma mudança estrutural na superfície das amostras tratadas. Para as amostras dopadas com prata a absorção óptica no visível mostra uma mudança no coeficiente de extinção do vidro dopado quando submetido à polarização termoelétrica, bem como da absorbância. Via interferometria de luz branca, identificou-se que as amostras polarizadas apresentam um padrão de interferência com três comprimentos de onda de equalização, indicando a formação de uma camada birrefringente na superfície polarizada das amostras. A geração de segundo harmônico (GSH) foi realizado com a amostra inclinada em ~ 40° com relação a incidência da radiação fundamental de 1300 nm. Com um espectrômetro portátil verificamos a GSH em 650 nm, que apresentou uma banda estreita característica deste... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this work was induced the optical anisotropy by thermal poling treatment in TeO2 based glasses from second harmonic generation (SHG). Tellurite glasses samples of the system 60TeO2+40LiNbO3 were prepared by traditional melt/quenching method in air. In order to induce non-linear optical susceptibility of second order c(2), the vitreous samples were submitted to thermal poling treatment, in different temperature condition (TP), dc field (Edc), and polarization time (tP). As prepared samples present diffraction pattern characteristics of amorphous materials. However, after thermal poling treatment, the x-ray diffraction shows the appearance of the g-TeO2 phase, metastable compound of tellurite glasses. Raman scattering show that structural change is observed after thermal poling, however, this change can be seen in a modest black spot of the electrode region. Despite, by atomic force microscopy is viewed that thermal poling really induces a change in the surface of the sample. For samples of Ag doped tellurite glasses, the visible optical absorption shows a change of extinction coefficient of doped glass when submitted a thermal poling, and absorbance. By white light interferometry was identified that intereference pattern show three equalization wavelength, indicating that a birefrigent layer is formed in poled surface of samples. Second Harmonic Generation (SHG) was performed to sample inclined ~ 40° with respect incidence of the fundamental radiation of 1300 nm. With a portable spectrometer found SHG at 650 nm, which showed a narrow band characteristic of this phenomenon. SHG in function of incidence angle showed the increase in the intensity up to a maximum in ~ 40°, and after decrease up to 60°. These results, present concordance with Maker theory and other works of literature. Polarimetric method allowed... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este trabalho consistiu no estudo da síntese química do polipirrol (Ppy) pelo emprego de agentes oxidantes (FeCb) em meio aquoso. É apresentada a influência da adição de dopantes adicionais na condutividade do polímero é apresentada. O Ppy foi caracterizado por espectroscopia de infra-vermelho, voltametria cíclica, microscopia eletrônica de varredura e medidas de condutividade. Um novo processo de metalização de polímeros convencionais é proposto. Algumas vantagens deste processo alternativo são a eliminação do uso de metais preciosos caros e dos banhos tóxicos de cobre químico, ambos presentes no processo de metalização convencional. / This work describes a study of polypyrrol (Ppy) chemical synthesis by using oxidation agents (FeCl3) in aqueous medium.The influence of the additional dopant on the polymer conductivity was presented. Ppy was characterized by spectroscopic infra-red, cyclic voltammetry, scanning electron rnicroscopy and conductivity measurements. A novel process of metallization of conventional polymers was suggested. Some advantages of this alternative method are the elimination of using expensive precious metal solutions and toxic electroless copper baths, both essential in the conventional metallization process.

Filmes de nitreto de cromo foram depositados por magnetron sputtering desbalanceado, em atmosferas contendo N2 puro. Foram utilizados como substratos wafers de SiO2 amorfo e de MgO (001). Os filmes sobre Si02 foram depositados a 250 °C, e os filmes sobre MgO a 500 °C. A energia da partícula bombardeando a superficie durante a deposição e o fluxo dessas partículas para o substrato foram variados independentemente um do outro, permitindo que sua influência sobre a microestrutura resultante fosse determinada. A caracterização do plasma foi feita com o uso de sondas eletrostáticas. Para a caracterização dos filmes foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de transmissão de vista de topo e de seção transversal, microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-x convencional e de alta resolução, difração de elétrons, espectrometria de Rutherford back-scattering e espectroscopia eletrônica Auger. Os filmes depositados sobre SO2 mostraram ser policristalinos monofãsicos com estrutura cristalina correspondente a do CrN, e apresentaram forte orientação preferencial na direção (111). Um aumento no bombardeamento iônico sobre o substrato causou uma sensível densificação do filme, com diminuição da porosidade inter- e intra-colunar. Os filmes obtidos sobre MgO (001) eram epitaxiais, com estrutura do CrN. O parâmetro de rede na direção do crescimento desses filmes aumentou em relação aos valores bulk, indicando a presença de tensão residual compressiva. Os filmes depositados com o uso de alta taxa de fluxo iônico para fluxo metálico J/JMc eram completamente densos, enquanto que aqueles nos quais foi usado baixo fluxo ocorreu a formação de vazios de dimensões nanoscópicas. A resistividade elétrica dos filmes epitaxiais foi influenciada por degraus existentes na superficie dos wafers, formados durante a etapa de clivagem. A nanodureza dos filmes epitaxiais apresentou um valor de cerca de 1300 kgfmm-2 . / Chromium nitride films, tipically 1 μm thick, were grown on amorphous SiO2 at 250 °C and on MgO (001) at 500 °C by ultra-high-vacuum reactive unbalancing magnetron sputter deposition in pure N2 discharges. The effects o f incident ion/metal flux ratio and ion energy on the film microstructure, texture, composition, morphology and stress state were examined using x-ray diffraction, transmission electron diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, Rutherford back-scattering spectrometry and Auger electron spectroscopy. Films grown on SiO2 presented a single-phase polycrystalline strongly (111)-oriented Bl NaCl-structure corresponding to CrN. In the absence of ion bombardment films deposited on Si02 were underdense and exhibited high inter- and intra-grain porosity. A high-flux low-energy ion irradiation during deposition leads to film densification with a sharp decrease in porosity. Films deposited on MgO (001) with low and high flux were epitaxiaL demonstrating that epitaxiality was mainly determiued by the temperature. Films deposited using high flux, however, showed a completely dense structure while those ones obtained using low flux presented some nanoscopic voids. Electrical resistivity of the epitaxial films was influenced by cleavage-induced steps in the substrate. Hardness of the epitaxial films, determiued with a pyramidal nanoindenter, was about 1300 kgfmm-2.

A preparação de superfícies de silício na indústria microeletrônica é feita por processos que, geralmente, envolvem uma etapa por via úmida com soluções alcalinas ou contendo fluoretos. Tais sistemas produzem acabamentos diferenciados: a partir da dissolução em presença de bases fortes, ocorre a dissolução por meio de reações de natureza anisotrópica e com o uso de soluções contendo fluoretos, a maior aplicação tecnológica é devida ao ataque químico isotrópico. O presente trabalho investigou o comportamento de superfícies de p-Si (100) em condições de circuito aberto e de polarização anódica em meios contendo fluoretos. Foram utilizadas soluções de NH4F de diferentes concentrações, pH e tipo de solvente (água e metanol). A partir dos testes realizados avaliou-se a taxa de dissolução do silício e a morfologia resultante foi observada. Os resultados obtidos mostram que a taxa de dissolução aumenta com a concentração de fluoretos na solução. Com relação ao pH, foi observado que o ataque em meios ácidos é mais intenso em profundidade, produzindo superfícies porosas para qualquer condição testada. O efeito do solvente foi mais pronunciado nos ensaios em que a amostra foi polarizada. Evidenciando-se, assim, a possibilidade de obtenção de diferentes acabamentos superficiais pelo controle das condições adequadas de composição do meio (concentração de fluoretos, pH e solvente). / The silicon surfaces preparation in microelectronical industry is carried out generally by processes involving one wet step with alcaline or fluoride solutions. Such systems cause different superficial structures: by dissolution in presence of strong alcalis involving reactions of anisotropic nature or by the use of fluoride solutions, whose the largest technological application is due to isotropic chemical etching. The present work investigated the behavior of p-Si (100) under open circuit and anodic polarization conditions in solutions containing fluoride. NH4F solutions with different concentrations, pH and solvent (water and methanol) were used. The silicon dissolution rate was evaluated based on the tests carried out and the surface morphology was observed. The results obtained shown that the silicon dissolution rate increases with the fluoride concentration in the solution. Regarding to pH, we noted that the etching in acid solutions is deeper than in alcaline solutions, this kind of etching resulting in the formation of porous layers on the surface to any condition investigated. The solvent effect was observed when the samples were polarized. The results become evident, therefore, the possibility to obtain different superficial structures by the contrai of suitable conditions of solution composition (fluoride concentration, solution pH and solvent).

Com o objetivo de produzir óxidos barreira mais estáveis e óxidos porosos de Nb em eletrólitos menos agressivos, estudou-se a anodização barreira e porosa de Nb. Para tanto alguns parâmetros do processo foram variados, tais como eletrólito, potencial e tempo de anodização. Os óxidos formados por anodização barreira foram analisados quanto a sua estabilidade durante o fenômeno de quebra do dielétrico, à morfologia, às fases formadas e à quantidade de defeitos. Os óxidos barreira podem crescer amorfos quando anodizados até potenciais abaixo do potencial em que ocorre a quebra do dielétrico, no qual ocorre cristalização dos mesmos, degradando suas propriedades dielétricas. O óxido formado em 1M H2SO4 apresentou menor potencial de quebra do dielétrico, enquanto que o formado em 1M H3PO4 apresentou o maior. Isto foi atribuído a maior quantidade de defeitos no óxido formado no primeiro e à incorporação de P no segundo eletrólito. Nos eletrólitos 1M H2C2O4 e 0,5M NbO-Oxalato observou-se comportamento semelhante, o que foi atribuído à formação de complexos nestes óxidos. O fenômeno de quebra do dielétrico durante a anodização pode produzir diferentes morfologias na superfície dos óxidos. Observou-se a ocorrência de pites aleatoriamente na superfície do óxido ou por um processo “em linha” em que a ocorrência do primeiro pite induz à ocorrência do segundo pite e assim sucessivamente. Além dos pites, observou-se a formação de ramificações na superfície do óxido. Além da superfície do óxido, a ocorrência de quebra do dielétrico provoca cristalização ao longo da espessura do mesmo. O início do fenômeno caracteriza-se pela produção de cristais menores. Após intenso breakdown observa-se a formação de cristais maiores os quais dão origem a duas camadas bem definidas de óxido cristalino. Os óxidos porosos de Nb foram analisados quanto ao eletrólito de anodização, à morfologia e à nucleação de poros. Alguns estudos já foram realizados com relação à anodização porosa de Nb, todos utilizando HF como eletrólito. No entanto, até o presente momento, nenhum estudo foi feito a respeito da anodização porosa de Nb em eletrólito orgânico. Com base nisso, neste trabalho estudou-se a anodização porosa de Nb nos eletrólitos HF e HCOOH. Observou-se que a formação de poros durante a anodização é influenciada pelo eletrólito de anodização. Em eletrólitos contendo HF houve maior dissolução do óxido, com a formação de poros regulares, enquanto que em eletrólitos contendo HCOOH a dissolução não foi considerada significativa, ocorrendo a formação de poros irregulares. Para os dois eletrólitos, HF e HCOOC foi verificada a ocorrência de lâminas no óxido. Em HF, a formação de lâminas foi induzida pelo tempo de anodização, enquanto que em HCOOH, a formação de lâminas foi influenciada pela quantidade de eletrólito. Neste trabalho verificou-se que é possível a obtenção de óxido poroso de Nb em eletrólitos menos agressivos, os quais não provoquem intensa dissolução do óxido. Isso torna possível a formação de óxidos porosos mais espessos. No entanto é necessária a continuidade deste estudo, pois os óxidos formados em eletrólitos orgânicos apresentaram estrutura irregular. / In this work we studied the Nb anodization, aiming to develop more stable barrier oxide and poros oxide layers in less aggressive electrolytes. For that, some process parameters were varied, as electrolyte comositions, potential and time. The oxides obtained by “barrier anodization” were analyzed concerning its stability during breakdown phenomenon, morphology, phases present and defects. The barrier oxides are amorphous when anodization is performed at potentials below the breakdown potential. The oxide formed in the breakdown potential is crystalline, degrading its dielectric properties. The oxide obtained in 1M H2SO4 presents the lowest breakdown potential, while the oxide obtained in 1M H3PO4 shows the highest one. This is explained by a higher defect density in the oxide obtained in 1M H2SO4 and by P incorporation in the oxide obtained in 1M H3PO4. A similar behavior was observed for the oxides obtained in 1M oxalic acid and in 0,5M NbO-Oxalate. This was explained by the complex development during the anodization of these oxides. The breakdown phenomenon can produce different morphologies of oxide surfaces. It was observed that pits can occur randomly or by association in a line. In this process the first pit occurrence induces the formation of a second pit in the near neighborhood occurrence and than successively. Besides pits, the development of some “ramifications” in the oxide surface was observed. Besides the oxide surface, the breakdown induced the crystallization by along the oxide thickness. The beginning of the phenomenon is characterized by nucleation of small crystals. After prolonged breakdown, it was observed the formation of big crystals, which originated two layers of crystalline oxide. The porous oxide were analyzed as its anodization electrolyte, morphology and porous nucleation. In this work the first result concerning anodizing in organic electrolytes to produce porous layers are presented, to more specifically in oxalic acid solutions containing HF and HCOOH. The poros development is influenced by the used electrolyte. HF-containing electrolytes, poros is obtained, with intense oxide dissolution. HCOOH-containing electrolytes, however, dissolution of the oxide is not pronounced and the formed pores are irregular. During the porous anodization in both electrolytes, HF and HCOOC solutions, the occurrence of laminas in the oxide are observed. In HF-containing solutions, the occurrence of a laminas is induced by the anodization time, while in HCOOH electrolyte, it was induced by the electrolyte concentration. In this work, it was showed that the obtaining of porous Nb oxide layer are possible oxide in less aggressive electrolytes, which don’t induce intense oxide dissolution. This makes possible to produced thicker oxides. However, it is necessary to continue this study, because the oxides formed in organic electrolytes presented irregular structure.