This work presents a study of the mechanical and tribological properties of niobium-reinforced alumina composites obtained by the spark plasma sintering (SPS) technique. Alumina and niobium powders were characterized regarding the size distribution and morphology of particles by laser diffraction and scanning electron microscopy, respectively. These particulates materials were mixed and simultaneously pressed and sintered by SPS with a uniaxial pressure of 50 MPa at 1400oC. The microstructure and crystalline phases of sintered materials were determined by scanning electron microscopy and X-ray diffraction, respectively. Mechanical properties of the samples related to the stiffness, hardness and fracture toughness were determined by means of the instrumented indentation test and the Vickers indention test. For the tribological study of the ceramic materials, sliding wear tests were performed using the experimental design statistics technique. A factorial design at two levels was used in order to evaluate the main and the interaction effects of three factors – Nb concentration, normal load and counterbody – on friction and wear responses. Empirical relationships between the responses and the interest factors were obtained by means of the factorial design at three levels. Sliding wear tests were conducted in dry environment at room temperature using a ball-on-disc configuration, three levels of normal load (5 N, 10 N and 15 N), ceramic disks with three compositions (alumina, alumina-15%Nb e alumina-25%Nb), metallic (AISI 52100 steel) and ceramic (Al2O3) balls as well. The tribological behavior of the materials was evaluated with regard to friction coefficient, wear coefficient and wear mechanisms. The results showed that composites exhibited an increase in mechanical resistance because they had higher fracture toughness values than the monolithic alumina. In addition, the brittleness index that correlates the stiffness, hardness and the fracture toughness was lower for the composite with a higher niobium content. Statistical results indicated that the main and interactions effects involving niobium concentration and counterbody were significant. The friction coeficiente for the composites was slightly lower for the steel counterbody. When sliding against the steel counterbody composites exhibited a wear resistance two orders of magnitude higher than that of the monolithic alumina and specific wear coefficient values characteristic of the mild wear regime. The higher wear resistance of composites was related to the tribofilm formation over worn surfaces, due to material transfer from the counterbody. Monolithic alumina showed a higher wear in relation to the composites, due to brittle fracture, mostly when sliding against the Al2O3 counterbody at higher loads. The good strength of matrix/reinforce interface contributed to increase the fracture toughness of composites, as well as to prevent the pull out of niobium particles from alumina matrix and to increase the sliding wear resistance of alumina – niobium composites. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-07-05T16:43:15Z No. of bitstreams: 1 Tese Aline Luisa Bandeira Dotta.pdf: 5541332 bytes, checksum: 3bb17bb92c14588556cefe1ca0b899dc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-05T16:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Aline Luisa Bandeira Dotta.pdf: 5541332 bytes, checksum: 3bb17bb92c14588556cefe1ca0b899dc (MD5) Previous issue date: 2017-07-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq / Este trabalho apresenta um estudo das propriedades mecânicas e tribológicas de compósitos de alumina reforçados com partículas de nióbio obtidos pela técnica de sinterização por plasma pulsado (Spark Plasma Sintering – SPS). Os pós de alumina e nióbio foram caracterizados quanto à distribuição de tamanho e morfologia das partículas por difração laser e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. Esses materiais particulados foram misturados e simultaneamente compactados e sinterizados via SPS com pressão uniaxial de 50 MPa a 1400oC. A microestrutura e as fases cristalinas dos materiais sinterizados foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura e por difração de raios X, respectivamente. As propriedades mecânicas das amostras relacionadas com rigidez, dureza e tenacidade à fratura foram determinadas por meio dos ensaios de indentação instrumentada e de indentação Vickers. Para o estudo tribológico dos materiais cerâmicos foram realizados ensaios de desgaste por deslizamento aplicando a técnica estatística de planejamento de experimentos. Foi utilizado o planejamento fatorial de dois níveis para avaliar os efeitos principais e de interação de três fatores – concentração de Nb, carga normal e contracorpo – sobre as respostas atrito e desgaste. As relações empíricas entre as respostas e os fatores de interesse foram obtidas por meio do planejamento fatorial de três níveis. Os ensaios de desgaste por deslizamento foram conduzidos a seco, a temperatura ambiente utilizando a configuração de esfera-sobre-disco, três níveis de carga normal (5 N, 10 N e 15 N), discos cerâmicos com três composições (alumina, alumina-15%Nb e alumina-25%Nb), bem como esferas metálicas (aço AISI 52100) e cerâmicas (Al2O3). O comportamento tribológico dos materiais foi avaliado quanto ao coeficiente de atrito, coeficiente de desgaste e mecanismos de desgaste. Os resultados indicaram que os compósitos apresentaram um aumento de sua resistência mecânica por terem valores de tenacidade à fratura superiores aos da alumina monolítica. Além disso, o índice de fragilidade, que correlaciona a rigidez, dureza e tenacidade à fratura foi menor para o compósito com maior teor de nióbio. Os resultados estatísticos indicaram que os efeitos principais e de interação da concentração de nióbio e do contracorpo foram significativos. O coeficiente de atrito para os compósitos foram ligeiramente menor para o contracorpo de aço. Os compósitos, quando em contato com o contracorpo de aço apresentaram resistência ao desgaste duas ordens de grandeza maior que a da alumina monolítica e valores de coeficiente de desgaste especifico característicos do regime de desgaste moderado. A maior resistência ao desgaste dos compósitos foi relacionada com a formação de um tribofilme nas superfícies desgastadas, devido à transferência de material do contracorpo. A alumina monolítica apresentou maior desgaste em relação aos compósitos, devido à fratura frágil, principalmente quando em contato com o contracorpo de Al2O3 e sob maiores cargas. A boa resistência da interface matriz/reforço contribuiu para aumentar a tenacidade à fratura, bem como para impedir o arrancamento das partículas de nióbio da matriz de alumina e aumentar a resistência ao desgaste por deslizamento dos compósitos alumina – nióbio.

A modificação superficial de materiais poliméricos tem levado a importantes avanços para a geração de novas aplicações industriais, além de permitir a substituição de polímeros de engenharia por materiais de custo menos elevado. Neste sentido, foi conduzida no presente trabalho a modificação superficial dos compostos PVC-DOA e PVC-DEHP por tratamento por plasma de N2O2, a fim de melhorar a adesão de uma camada metálica de alumínio, depositada por evaporação térmica resistiva, para aplicação em componentes da indústria calçadista [1]. O composto PVC-DOA apresentou maior perda de massa (1,07% p.) do que o composto PVC-DEHP (0,30% p.), além disso, após teste de envelhecimento UV-Vis, em ambos os sistemas metalizados, o sistema PVC-DOA teve a sua superfície alterada, apresentando perda do brilho metálico, tornando-se fosca. Por microscopia ótica percebe-se a alteração da topografia com o aumento da rugosidade. Baseado nestes resultados, somente para o composto PVC-DEHP foram avaliados diferentes de tempos de tratamento por plasma. Análises por ATR-FTIR não revelaram alterações químicas significativas na superfície do composto, além da indicação da presença de hidroxilas (3200-3500 cm-1) e alterações na região das carbonilas (1720 cm-1), após a exposição ao plasma. Por outro lado, análises por AFM revelaram que a rugosidade da superfície é aumentada, apresentando-se constante (46,59 ± 9,51 nm) acima de 240 segundos de tratamento. Efeito similar observado em medidas de ângulo de contato com água, que após uma redução em 36% em seu valor, mantém-se constante (39° ± 4º) para tratamentos com tempos acima de 240 segundos, apresentando-se mais hidrofílica [2]. Micrografias obtidas por MEV da superfície tratada não revelaram mudanças significativas na textura superficial das amostras em função do tempo de tratamento, mantendo o mesmo padrão de ondulações do material original. Alterações químicas não foram observadas por titulação do grupo –NCO, uma vez que, não houve diferença significativa no consumo de NCO tanto para as amostras com e sem tratamento. Tais resultados indicam que o tratamento por plasma produziu modificações químicas e físicas na superfície da amostra, como observado pelo aumento da rugosidade, resultando no aumento da molhabilidade do material tratado. Testes de adesão realizados sobre a camada metalizada, de acordo com a norma ASTM D 3359-09, indicam que o tempo de tratamento por plasma de 240 segundos foi o mínimo necessário para atingir uma adesão suficiente para este sistema, apresentando uma área de material removido inferior a 5%. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-07-18T14:18:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eduardo Radaelli Pasqual.pdf: 4111081 bytes, checksum: f7160593e2f788ae8f43842857a78646 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T14:18:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eduardo Radaelli Pasqual.pdf: 4111081 bytes, checksum: f7160593e2f788ae8f43842857a78646 (MD5) Previous issue date: 2017-07-06 / The surface modification of polymeric materials has led to significant design advances of new industrial applications, besides allowing the replacement of engineering polymers by lower cost materials. Thus, in the present work, were performed the surface modification of PVC-DOA and PVC-DEHP compounds by N2O2 plasma treatment in order to improve the adhesion of a metallic aluminum layer, deposited by resistive thermal evaporation, for applications in components for the footwear industry [1]. The PVC-DOA compound presented higher weight loss (1.07% wt.) than the PVC-DEHP compound (0.30% wt.), in addition, after the UV-Vis test in both metallized systems, the PVC-DOA compound had its surface modified, showing a loss of metallic luster becoming it matte. The analysis by optical microscopy reveals a topographical modification in the metallic layer presenting an increase surface roughness. Based on these results, only for the PVC-DEHP compound different plasma treatment times were performed. ATR-FTIR analysis revealed no significant chemical changes in the surface of the PVC-DEHP compound, besides the presence of hydroxyl (3200-3500 cm-1) and changes in the carbonyl region (1720 cm-1) after exposure to plasma treatment. On the other hand, analyzes by AFM revealed that the surface roughness of the PVC-DEHP is increased, being constant (46.59 ± 9.51 nm) after 240 seconds of plasma treatment. Similar effect is observed in water contact angle measurements, which after a 36% reduction in its value, its remains constant (39° ± 4°) for plasma treatments with times greater than 240 seconds, doing the surface more hydrophilic [2]. SEM micrographs of the treated surface revealed no significant changes in the surface texture of the samples as a function of the plasma treatment time, maintaining the same waviness pattern of the original material. Chemical changes were not observed by titration of the -NCO group, since there was no significant difference in NCO consumption for both the untreated and plasma treated samples. These results indicate that the N2O2 plasma treatment produced chemical and physical changes on the surface of the PVC-DEHP compound, as observed by increasing the surface roughness, resulting in increased wettability of the treated material. Adhesion tests performed on the metallized layer according to ASTM D 3359-09 indicate that the 240-second of plasma treatment time was the minimum required to achieve sufficient adhesion for this system, presenting a material area removed less than 5%.

Orientador: Clarissa de Almeida Olivati / Coorientador: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Christine Dagron-Lartigau / Banca: Roberto Koji Onmori / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Henrique de Santana / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Abstract: In the area of organic photovoltaics, there is a continuous effort to improve the efficiency of the devices. In order to reach this goal. it necessary to evaluate the characteristics that influence their performance... / Resumo: Na área de fotovoltaicos orgânicos há um esforço contínuo no aumento da eficiência dos dispositivos. Para alcançar esse objetivo, é necessário a avaliação das características que inflenciam seu desempenho... / Résumé: Dans le domaine du photovoltaique organique il y un effort continu pour améliorer l'efficacité des dispositifs. Afin d'atteindre cet objectif, il est nécessaire d'évaluer les característiques qui influencent leur performance... / Doutor

Orientador: Carlos Alberto Tello Sáenz / Co-orientador: Eduardo Augusto Campos Curvo / Banca: Julio Cesar Hadler Neto / Banca: Silvio Rainho Teixeira / Banca: Sergio Roberto de Paulo / Banca: Neri Alves / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Durante os anos 1970 e 1980 pesquisadores da comunidade de traços de fissão discutiram os problemas relacionados à inclusão do mineral epídoto nesta metodologia, pois haviam discrepâncias significativas entre resultados apresentados pelos laboratórios/pesquisadores. Os debates não levaram a nenhuma definição clara sobre as condições de ataque químico para a revelação dos traços de fissão, bem como, da temperatura de apagamento total dos traços. Por fim, estes problemas culminaram no abandono dos estudos sobre este mineral dentro da metodologia por traços de fissão por um longo período de tempo. A fim de trazer à tona os estudos com este mineral, foram adquiridas 11 amostras de epídotos através de transações comerciais e/ou fornecidas por pesquisadores. Essas amostras formaram o grupo inicial para os estudos de ataque químico, datação e annealing deste trabalho. Após estudos sistemáticos, está sendo sugerido um ataque químico padrão de HF 40% a 15ºC por 80 minutos para epídotos com composição química Ca2Al2(A1, Fe3+)(SiO4)(Si2O7)O(OH). Ainda foram datadas 3 amostras das 11 do grupo inicial de epídoto. Essas amostras são da região do Rio Grande do Norte-Brasil, e as idades obtidas, como resultado, se mostraram compatíveis entre si. Também, foram obtidos 12 pontos de annealing (medidas de densidades superficiais e comprimentos reduzidos), 4 para o tempo de 1 hora (250, 300, 425 e 475ºC), 4 para 10 horas (250, 300, 430 e 510ºC) e mais 4 para 1000 horas (350, 500, 600 e 670ºC). Isto, tanto em densidade como em comprimento reduzidos. No caso da densidade, em cada ponto, foram analisados por volta de 100 campos e no caso do comprimento de traços confinados 100 traços medidos. Com o conjunto de dados de annealing apresentado no mestrado desde doutorando (Nakasuga 2010) mais os obtidos nesta tese pôde-se ajustar as curvas de annealing utilizando os modelos cinéticos de Guedes et. al. (2004) e... / Abstract: During the 70 and 80's researchers of fission tracks is discussed about issues related to inclusion of epidote mineral in this methodology because they had significant discrepancies between results reported by the laboratories/researches. The discussions did not lead to any clear definition of the conditions of etching for the development of fission tracks, as well as the temperature of the total fading of one. Finally, these problems resulted in the abandonment of the studies on this mineral in the method of fission tracks for a long period of time. In order to bring out studies with epidote, 11 samples epidotes were acquired through purchases or provided by researchers. These samples formed the initial group for studies of etching, dating and annealing of this work. After systematic studies, a standard etching has been suggested it is 40% HF at 15ºC for 80 minutes for epidotes with chemical composition Ca2Al2(Al,Fe3+)(SiO4)(Sl2O7)O(OH). Although 3 of the 11 samples of the inicial group of epidote were dated. These samples are from Rio Grande do Norte, Brazil region and the ages obtained, as a result, proved compatible among them. Moreover, 12 points annealing (measured surface densities and reduced length) 4 for 1 hour time (250, 300, 425 and 475ºC), 4 hours for 10 (250, 300, 430 and 510ºC) and another 4 for 1000 hours (350, 500, 600 and 670ºC) were made. This, in both reduced density and length of fission tracks. In case the density at each point, were analyzed around 100 fields and in the case the length of fission tracks 100 are confined measured. In the annealing data set shown in Nakasuga (2010) and the made in this thesis were adjusted annealing curves using the kinetic m odels Guedes et. al. (2004) and Lizandrão-Filho (2014). The result led to zones of Partial Annealing of 190-370ºC for data Nakasuga (2010) and 270-440ºC for the data made in this thesis, both for the period of 1 milion years. Through the Corsini et. al... / Doutor

Orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Leila Aparecida Chivacci / Banca: Katia Jorge Ciuffi / Banca: Eduardo Jose Nassar / Banca: Karim Dahmouche / Resumo: A presente tese teve como propósito preparar e caracterizar nanocompósitos formados por híbridos siloxano-poliéter com a incorporação de argila em diferentes teores, para a utilização no controle da liberação do diclofenaco de sódio. Como fase inorgânica do híbrido foi utilizado o (3-isocianatopropil)trietoxisilano (IsoTreos) e como fase orgânica foi utilizado um polímero modificado, o poli(óxido)etileno de massa molar 1900 g/mol. Foram utilizados 3 tipos de argila comercialmente conhecidas como Cloisite®, Cloisite 20A® e Cloisite 30B®, com o intuito de aproveitar suas propriedades de barreira de difusão no controle do perfil de liberação do fármaco. Tanto a argila como o diclofenaco de sódio foram incorporados durante as etapas de hidrólise e policondensação. A estrutura nanoscópica dos xerogéis foi analisada por espalhamento de raios-X a baixos ângulos (SAXS) e as propriedades de liberação do fármaco por espectroscopia UV-visível. A intercalação ou esfoliação das lamelas das argilas foi investigada por difração de raios X (XRD). As técnicas de calorimetria diferencial de varredura (DSC) e análise termogravimétrica e termodiferencial (TG-DTA) forneceram informações a respeito da estabilidade térmica, do comportamento da cristalização e fusão dos nanocompósitos. Difratogramas de raios X dos nanocompósitos incorporados com a Cloisite® indicam aumento do espaço interlamelar da argila após a formação dos híbridos, levando a estruturas intercaladas, independentemente do teor de argila utilizado. Nanocompósitos contendo a argila Cloisite 30B®, incorporada com um modificador polar, levaram a estruturas esfoliadas, enquanto os que contem a argila Cloisite 20A®, incorporada com um modificador apolar, apresentaram estruturas intercaladas. Pelas curvas de DSC foi possível mostrar que os híbridos contendo argila apresentaram um maior grau de cristalinidade... / Abstract: In this thesis we intended to prepare and characterize nanocomposites that were obtained from syloxane-polyether containing different amounts of clays, aiming to improve the controlled release properties of sodium diclophenac from these matrixes. The (3- isocyanatepropyl)triethoxysilane (IsoTreos) was used as the inorganic phase and the polyethileneoxide modified polymer, MM 1900g/mol as the organic one. Due to their diffusion barrier properties, three different commercial clays, known as Cloisite®, Cloisite 20A® and Cloisite 30B® were used aiming to improve the release profile of diclofenac. Both the clay and the drug were incorporated during the hydrolysis and condensation steps of samples preparation. The nanoscopic structure of xerogels was analysed by Small-Angle X-Ray Scattering (SAXS) while the release properties of diclofenac were followed by UV-Visible spectroscopy. Intercalation or exfoliation properties of the clay lamellae structure were investigated by X-Ray Diffraction (XRD), while the thermal stability, the fusion and crystallization behaviour of nanocomposites were followed by using differential scattering calorimetry (DSC) and thermal analysis (TG-DTA). Irrespective of the clay amount, the XRD patterns of nanocomposites containing Cloisite® show an increase of the clay interlamellae distance, indicating the formation of intercalated structures. For nanocomposites containing the Cloisite 30B® clay, incorporated by means of a polar modifier, exfoliated structures were observed, while for that prepared with the Cloisite 20A® clay, incorporated using an apolar modifier, intercalated structures were observed. DSC curves have shown that hybrids containing clays present higher fusion point and crystallinity degree than hybrids containing clay and drug. Moreover thermal analysis shows that the clays addition improves the thermal properties of hybrids. The swellling of xerogels was... / Doutor

Orientador: Silvio Rainho Teixeira / Banca: Claudio Luiz Carvalho / Banca: Aldo Eloizo Job / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Titanos nanoparticulados vêm sendo exaustivamente estudados devido suas importantes características elétricas, eletromecânicas e eletrotérmicas, possuindo assim, uma grande aplicabilidade no ramo da microeletrônica. Os titanatos com estrutura perovskita (ATiO3) de alcalinos terrosos (A = Ca, Sr, Ba), por exemplo, são materiais cerâmicos de considerável importância tecnológica tendo e vist o comportamento ferroelétrico de muitas de suas composições. Este trabalho teve como objetivo investigar a microestrutura e analisar as propriedades ópticas e, principalmente elétricas de filmes de soluções sólidas de titanatos de bário-estrônico (BaTiO3-SrTiO3) com diferentes estequiometrias (BaxSr1-xTiO3, x = 0,00, 0,25, 0,50, 0,75 e 1,00) afim de otimizar o materia, obtendo uma boa fusão entre propriedades tanto o BaTiO3 quanto do SrTiO3. Os pós de BaxSr1-xTiO3 foram sintetizados pelo método hidrotermal assitindo por micro-ondas e os filmes produzidos por eletroforese. A formação dos filmes ocorreu em eletrodos paralelos, dispostos horizontalmente. A influência dos vários parâmetros de deposição (tipo de susbstrato, tensão aplicada, tempo de deposição e etc), na qualidade final dos filmes, foi estudada. Pastilhas do material também foram confeccionadas a fim de se obter o comportamento do material, quando este é apresentado na forma de bulk. Os pós e os filmes, foram, inicialmente, caracterizados por difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura,UV-Vis, emissão fotoluminescente, análise de impedância e análise termodiferencial (termogravimetria e calorimetria exploratória) para o estudo da formação de fase, cristalinidade, microestrutura, resposta óptica e dielétrica. Tratamentos térmicos também foram realizados nos filmes e pastilhas, para melhorias na densidade (eliminação de porosidade). O método hidrotermal se mostrou uma rota de síntese viável e econômica para obtenção das... / bstract: Titanate nanoparticles have been extensively studied because of their important electrical, electromechanical and electrothermal characteristics, thus having a large applicability in the field of microelectronics. Titanates with perovskite structure (ATiO3) alkaline earth (A = Ca, Sr, Ba), for example, are ceramics materials of considerable technological importance in view of the ferroelectric behavior of many of their compositions. This dissertation aims to investigate and analyze the microstructure and optical properties, mainly electrical, of film solid structure of barium-strontium titanate (BaTiO3-SrTio3) with different stoichiometrics (BaxSr1-xTiO3, x = 0,00, 0,25, 0,50, 0,75 and 1) in order to optimize the material, getting a great fusion of both the properties of BaTiO3 as SrTiO3. Powders of BaxSr1-xTiO3 are synthesized by the hydrothermal method assited by microwave and films produced by electrophoresis. The formation of the films occur in parallel electrodes, arranged horizontally. The influence of various deposition parameters (substrate, applied voltage, deposition time, etc.), in the final quality of the films were studied. Pellets of the material are also made to obtain the behavior of the material when it is presented in the form of bulk. The powders and films were initially characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, UV-Vis, photoluminescence emission, impedance analysis and thermal differential analysis for the study of phase formation, crystallinity, microstructure, dielectric and optical response. Thermal treatments were also performed in films and pellets, to improvements in density (densification). The hydrotermal method proved a viable and economical route of synthesis to obtain the electronic ceramics, the tehcnique of electrophoresis showed efficient at producing films. Phases in question were played, reaching a material with high crystallinity and dielectric constant and loss tangente (800 and 0.025) / Mestre

Orientador: Carlos Alberto Tello Sáenz / Coorientador: Peter Christian Hackspacher / Banca: Elton Luiz Dantas / Banca: Eduardo Augusto Campos Curvo / Banca: João Osvaldo Rodrigues Nunes / Banca: Neri Alves / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: O método de traços de fissão (MTF) é amplamente utilizado para obtenção de idades e histórias térmicas relacionadas a eventos termotectônicos ocorridos em temperaturas baixas a moderadas (abaixo de 400ºC para o zircão) comumente não detectáveis por outros métodos radiométricos da datação. A idade traços de fissão (TF) refere-se ao tempo de resfriamento através de um intervalo de temperatura, chamado de zona de annealing parcial (ZAP), enquanto a idade obtida pela sistemática U-Pb refere-se à idade de cristalização (ou recristalização) e por vezes pode indicar a ocorrência de evento metamórfico intenso. Este estudo visa aplicar a metodologia combinada da datação MTF e U-Pb em grãos de zircão individuais, com o intuito de obter informações inéditas sobre as idades de resfriamento correlacionáveis a processos tectônicos de possíveis fontes orogênicas localizadas no segmento sul da Faixa Brasília, que tenham fornecido detritos clásticos para a Bacia do Paraná. O estudo foi realizado em rochas metassedimentares do segmento sul da Faixa Brasília e em rochas sedimentares da Bacia Fanerozoica adjacente, que afloram atualmente. Objetiva-se também investigar a relação do ataque químico, utilizado na revelação dos traços de fissão, com a estrutura cristalina, composição química, morfologia e geoquímica isotópica dos grãos de zircão. Os resultados obtidos a partir das idades TF mostram claramente o sentido da intensidade do metamorfismo associado à Faixa Brasília, ou seja, decrescente rumo ao Cráton São Francisco. Por sua vez, as idades U-Pb distribuídas na faixa de 1,6 a 3,2 Ga, evidenciam que o metamorfismo nas rochas metassedimentares não atingiu temperaturas superiores a 900ºC. Através das idades U-Pb obtidas na Bacia do Paraná infere-se como possíveis fontes, aquelas formadas durante os ciclos orogênicos: Famatiniano; Gondwanides; Brasiliano I, II e III; Toniano(Neoproterozoico... / Abstract: Fission-Track (FT) Method is widely used to obtain apparent age and thermal histories related to intermediate to low temperature thermotectonic events (below 400ºC for zircon) commonly undetectable by other dating methods. The FT age refers to the cooling age within the partial annealing zone (PAZ), while the U-Pb age is related to the mineral formation time - crystallization or recrystallization age - and sometimes can indicate the occurrence of high grade metamorphic events. The use of both methods enables a more comprehensive geochronological study of orogenic sources and sedimentary basins. This paper aims to provide new information about cooling ages related to possible orogenic sources located in the southern portion of the Brasília Belt, which probable provided detrital sediments to the Paraná Basin. The work was conducted in metasedimentary rocks of the southern segment of the Brasília Belt sedimentary rocks of the Paraná Basin which currently arise on the surface. Other purpose of this paper is to investigate the effect of the chemical etching - used to reveal fission tracks - in the lattice, chemical composition, morphology and isotope geochemistry of zircon grains. The obtained results from the FT ages clearly show the metamorphic intensity direction associated within the Brasília Belt, i.e., decreasing towards São Francisco-Congo Craton. While U-Pb ages, distributed in the range from 1.6 to 3.2 Ga, show that the metamorphic temperature associated associated to metasedimentary rocks did not exceed 900ºC. Regarding to U-Pb ages obtained in the Paraná Basin is inferred as possible sources those formed during the orogenic cycles: Famatinian; Gondwanide; Brazilian (I,II,III); Tonian (Lower Neoproteroic); Stenian (Mesoproterozoic); Statherian, Orosirian and Rhyacian (Paleoproterozoic). Among which stand out the Tocantins Province, São Francisco-Congo Cratoon, Mantiqueira System and terranes related to the western margin of the... / Doutor

Orientador: Marystela Ferreira / Coorientador: Neri Alves / Banca: José Alberto Giacometti / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Dante Luis Chinaglia / Banca: Antonio Riul Júnior / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia dos Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Neste trabalho investigou-se o uso de diversos materiais e arquiteturas de filmes finos na produção de dispositivos eletrônico-orgânicos para aplicações sensoriais em meio aquoso. Foram estudados dispositivos orgânicos do tipo capacitor MIS (metal-isolante-semicondutor), transistores de efeito de campocom eletrólito no gate (EGOFETs, na sigla em inglês) e transistores eletroquímicos (OECTs, na sigla em inglês). Diversos dielétricos como poliestireno (PS), poli(metilmetacrilato) (PMMA), poli(vinilideno fluoreto-co-trifluor eltileno) (PVDF-TrFE) e poli(fenil-metilsilsesquioxano) (PSQ) foram avaliados na produção de capacitores MIS contendo poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) como semicondutor com o objetivo final de produzir transitores de efeito de campo sensíveis a íons (ISOFETs, na sigla em inglês). Capacitores MIS com boas propriedades elétricas puderam ser obtidos utilizando PS/P3HT, entretanto, resultados indicaram sua ineficiênciaem água, o que levou ao desenvolvimento de EGOFETSs e OECTs. EGOFETs e OECTs se mostraram alternativas muito mais atuais, atraentes e eficientes para a operação em meio líquido. Foram fabricados EGOFETs de P3HT e pentaceno e OECTs de poli(3,4-elilenodioxitiofeno):poli(estirenofulfonado) (PEDOT:PSS) sobre substratos flexíveis e rígidos. EGOFETs de pentaceno foram utilizados na produção de biossensores para a detecção de biomarcadores (interleucinas 4 e 6) relacionados a processos inflamatórios. Estes biossensores foram produzidos através da modificação do gate do dispositivo por monocamadas automontadas de Proteína G e anticorpos de interleucina 4 e 6. Biossensores EGOFETs se mostraram aptos a detectar, de maneira específica, interleucinas em concentrações em torno 5-7 nano mol/L. Por fim, as características de operação de EGOFETs foram ainda avaliadas mediante o uso de filmes automontados (LbL, na sigla em inglês). Esta tese tem como objetivo colaborar com o desenvolvimento de... / Abstract: In this a number of materials and thin film architectures have been investigated in the production of organic electronic devices for sensing applications in aqueous medium. Organic devices such as MIS ( metal- isulator-semiconductor) capacitors, electrolyte-gated organic field-effect transistors 9EGOFETs) and organic electrochemical transistors (OECTs) have been studied. Several dielectric materials such as polystyrene (PS), poly(methyl methacrylate) (PMMA), poly(vinylidenefluoride-co-trifuoroethylene) (PVDF-TrFE) and poly(phenylmethylsilsesquioxane) (PSQ) have been evaluated in the production of MIS capacitors containing poly(3-hexylthiophene) (P3HT) as semiconducting material for the purpose of the development of an ion-sensitive organic field-effect transistor (ISOFET). PS/P3HT-based MIS capacitors exhibited good electrical, however, results pointed out their inefficiency when operated in water, which led to development of EGOFETs and OECTs have shown to be more modern, attractive and efficiency alternatives for sensing in liquids, thus, P3HT and pentacene-based EGOFETs and poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)-based OECTs have been fabricated onto flexibe and rigid substrates. Pentacene EGOFETs have been used to produce biosensors to detect biomarkers (interleukins 4 and 6) related to inflammation. These bionsensors have been produced exploiting their gate electrode modification by self-assembled monolayers of Protein G and interleukin 4 and 6 anbtibodies. EGOFET biosensors have shown to be able to detect, in a specific manner, interleukins in concentration as low as 5-7 nano mol/L. At last, the operational characteristics of EGOFETs have been assessed using layer-by-layer ultrathin films. This thesis has the main purpose to contribute to the development of new sensors and biosensors based on organic electronic devices / Doutor

Orientador: Antenor Zanardo / Banca: Maria Margarita Torres Moreno / Banca: Carolina Del Roveri / Banca: José Francisco Marciano Motta / Banca: Jairo Roberto Jimenez Rueda / Resumo: Este estudo procurou encontrar subsídios para fomentar inovações e melhorias de produtos cerâmicos com a utilização das rochas sedimentares de diversos estratos da Formação Corumbataí, localizados na região do pólo cerâmico de Santa Gertrudes, mediante estudos químico-mineralógicos associados às propriedades cerâmicas. A qualidade especial dessa matéria-prima conduziu a um grande crescimento produtivo na fabricação de uma única tipologia de revestimentos cerâmicos através da moagem via seca, tendo como consequências: a aceleração da atividade minerária, o aumento da oferta destes produtos no mercado e a diminuição das margens de lucro. A necessidade de se pensar na diversificação e inovação dos produtos cerâmicos é devido ao aumento da competitividade entre as empresas situadas no pólo, e também, com suas concorrentes nacionais e internacionais (China). Outros materiais, como a madeira, o cimento e polímeros, também concorrem com as vendas dos produtos cerâmicos, sendo que as cerâmicas são superiores nas propriedades de inércia química e limpeza, porém perdem na questão da instalação e do peso. A busca por um crescimento sustentável para a fabricação de produtos cerâmicos é muito importante para o pólo de Santa Gertrudes, por estar ligada ao extrativismo mineral e também por ser uma das maiores indústrias empregadoras de recursos humanos da região. A caracterização química e mineralógica explicou as diferenças encontradas nas propriedades cerâmicas medidas, assim como nas distribuições granulométricas e plasticidades, cujas influências são muito importantes para o processamento cerâmico, mostrando a diferença existente entre as amostras de diferentes estratos dos perfis... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study aims to find innovations and improvements of the ceramic products by using the various strata of Corumbataí Formation, which are located in the ceramic region of Santa Gertrudes, and using the information obtained by the association between the chemical-mineralogical analyses and the ceramic properties. The special quality of this raw material has led to a great increase in the production of a single type of ceramic tiles obtained by the dry grinding process, causing some consequences like these: accelerated mining activity, the increase in the supply of these products in the market and the decrease in the profit. The need of thinking about the diversification and the innovation of the ceramic products is due to the increased competition among the companies located in the area and also among their national and international competitors (China). Other materials such as wood, cement and polymers, also compete with the ceramic products in sales, where the ceramics are superior in the chemical properties and cleanliness, but inferior concerning weight and installation. The search for a maintainable growth for the manufacturing of ceramic products is very important to Santa Gertrudes, as this industrial area is one of the biggest employers of human resources in this region and it is related to the mineral extraction. The chemical-mineralogical characterization explained the differences found in the ceramic properties which were measured, as well as in the particle size distributions and plasticities, whose influences are very important to the ceramic process, showing the existing difference among the samples of different strata of the stratigraphic column most used by the ceramic industries. With this information the quality of these raw materials... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Neste trabalho são apresentadas as idades obtidas em 32 amostras de zircão e 4 de apatita coletadas em cinco formações geológicas pertencentes ao Grupo Bauru, localizado ao norte da Bacia do Paraná através do Método de Traços de Fissão (MTF). As médias das idades encontradas nas formações de Presidente Prudente, Santo Anastácio, Caiuá, Vale do Rio do Peixe e Rio Paraná são: (703 ± 70) Ma, (509 ± 58) Ma, (854 ± 58) Ma, (493 ± 28) Ma e (448 ± 16) Ma, respectivamente. A análise destas idades indica que apesar das amostras terem recebido detritos com grãos de zircão com idades no intervalo de 70 milhões de anos até 1,8 bilhões de anos, estas formações são independentes. As medidas da redução relativa (L/L0) dos comprimentos de traços confinados, denominado na literatura como annealing, nas amostras mais profundas nas formações de Presidente Prudente e Santo Anastácio podem estar indicando hidrotermalismo nestas áreas. Cabe destacar que as amostras de zircão ZMAC27, ZUB29 e ZCOB31 da Formação Presidente Prudente apresentam um annealing de até 15%, o que pode estar indicando um hidrotermalismo acentuado, ou seja, esta amostra teria registrado temperaturas da ordem de 220 oC durante alguns milhões de anos. Segundo a literatura, os resultados e as interpretações feitas são geologicamente compatíveis com a região estudada. Para obter os resultados mencionados o Método de Traços de Fissão, MTF, em zircão foi implementado no Laboratório de Microscopia Óptica do DFQB, FCT/UNESP, Presidente Prudente. Também foram realizados alguns estudos teóricos e experimentais usando espalhamento micro-Raman e Microscopia Eletrônica de Varredura, MEV, com a finalidade de aprimorar o MTF em zircão. Estes estudos experimentais se referem a: i) anisotropia do ataque químico no zircão... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Fission tracks ages obtained in 32 zircon and 4 apatite samples collected in five geological formations belonging to the Grupo Bauru, located at north of Paraná Basin, Brazil, are presented. These formations are Presidente Prudente, Santo Anastácio, Caiuá, Vale do Rio do Peixe and Rio Paraná where the ages averages are: (703 ± 70) Ma, (509 ± 58) Ma, (854 ± 58) Ma, (493 ± 28) Ma and (448 ± 16) Ma, respectively. The analysis of these ages indicates that in spite of the samples they have received detritus with zircon grains with ages in the interval of 70 million years up to 1,8 billion years, these formations are independent. The relative reduction (L/L0) of confined tracks, denominated in the literature as annealing, in the deepest samples in Presidente Prudente and Santo Anastácio formations can be indicating hydrothermalism in these areas. The zircon samples ZMAC27, ZUB29 and ZCOB31 of the Presidente Prudente formation presents an average annealing of ~15%. That is, these samples could have registered temperatures around 220 oC during some millions years. According to the literature, the results and the interpretations are geologicaly compatible with the studied area. To obtain these results the Fission Track Method, MTF, in zircon was implemented in the Laboratory of Optical Microscopy of DFQB, FCT/UNESP, P Prudente. Some experimental and theoretical studies also were accomplished using micro-Raman and SEM techniques. These experimental studies are: i) etch anisotropy in zircon grains and a natural monocrystal, ii) the damage of crystalline structure in the C-axis of the zircon in function of etch time and iii) an alternative methodology to avoid the use of the nuclear reactor in zircon FTM. These studies did with that the fission tracks ages results acquire larger accuracy doing with that geological interpretations becomes including of the scientific point of view. / Orientador: Ana Maria Osório Araya Balan / Coorientador: Carlos Alberto Tello Sáenz / Banca: Carlos José Leopoldo Constantino / Banca: Julio César Hadler Neto / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Mestre