Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-28T21:18:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Claudio Abreu de França.pdf: 3659561 bytes, checksum: 7ad470806ffa587a44b3ecdb113d9273 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-20T20:41:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Claudio Abreu de França.pdf: 3659561 bytes, checksum: 7ad470806ffa587a44b3ecdb113d9273 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T20:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Claudio Abreu de França.pdf: 3659561 bytes, checksum: 7ad470806ffa587a44b3ecdb113d9273 (MD5) Previous issue date: 2017-07-25 / FACEPE / O comportamento magnético de arranjos extensos de nanofios ferromagnéticos, fabricados a partir de um processo de eletrodeposição em membranas de alumina porosa, tem sido, de forma crescente, o objeto de estudo de diversos grupos de pesquisa devido ao seu elevado potencial de uso em aplicações tecnológicas. Neste trabalho de doutorado, o objetivo principal foi contribuir no aperfeiçoamento dos modelos que visam explicar o comportamento magnético em arranjos deste tipo. A utilização do microscópio eletrônico de transmissão (TEM) como a principal ferramenta para esta finalidade, surge como o elemento inovador deste trabalho. Diferentes modos de operação do equipamento foram utilizados (HRTEM, weak beam, Dark Field) e as informações extraídas da análise de suas imagens serviram de base para a formulação do modelo de estrutura dos nanofios, individualmente. Nesta proposta, os nanofios de níquel são compostos por uma cadeia não uniaxial de grãos cujos formatos são cuboctaedros. A maneira como os átomos, e consequentemente os dipolos magnéticos, estão dispostos nas regiões de fronteira desses nanofios (superfície, contornos de grão, etc.) também é objeto de estudo, na medida em que esta disposição atômica acaba por influenciar na composição do Campo Efetivo total do sistema, determinando o seu comportamento magnético global. Para analisar e quantificar desordem atômica na rede cristalina dos nanofios de níquel, foram realizadas medidas de campos de tensão e de deslocamento atômico por meio de imagens HRTEM, utilizando os métodos de GPA (Geometric Phase Analysis) e PPA (Peak Pairs Analysis). A presença de zonas de tensão na nanoestrutura dos fios contribui para o aparecimento de defeitos do tipo lineares (discordâncias) e superficiais (contornos de grãos, stacking faults, twins), os quais foram observados a partir de imagens HRTEM e relacionados ao processo de crescimento e preenchimento dos fios no interior dos poros da membrana de alumina. Das medidas de deslocamento atômico e de distâncias interplanares, foram obtidos deslocamentos de ±1,5% a ±3%, em média, para as famílias (111) e (200) para o eixo de zona [011]. Medidas de DRX foram utilizadas, principalmente, para a obtenção da direção de crescimento preferencial dos nanofios. Através de simulações computacionais, foram obtidas curvas de histerese, em diferentes ângulos, a partir das quais foram descritos o comportamento da coercividade e da remanência para o modelo proposto e, em seguida, estas foram comparadas com os resultados experimentais. Os resultados alcançados apresentaram um grau de concordância bastante satisfatório, indicando o modelo proposto como uma boa alternativa a ser adotada em trabalhos futuros. Um estudo do comportamento magnético das amostras após um tratamento térmico à 400 K foi realizado a fim de relacioná-lo à uma possível mudança na estrutura dos nanofios decorrentes desse tratamento. Imagens simuladas de HRTEM, da superfície dos grãos que compõem o modelo do nanofio proposto, foram obtidas a fim de compará-las com as imagens experimentais e, com isso, fomentar a validação do modelo. Os tipos de interações magnéticas que predominam dentro do arranjo também foram alvo de investigação a partir de medidas magnéticas por plots de Henkel e curvas dm X H. / The magnetic behavior of extensive arrangements of ferromagnetic nanowires, made from an electrodeposition process in porous alumina membranes, has increasingly been the object of study of several research groups due to their high potential of use in technological applications . In this doctoral work, the main objective was to contribute in the improvement of the models that aim to explain the magnetic behavior in arrangements of this type. The use of the transmission electron microscope (TEM) as the main tool for this purpose appears as the innovative element of this work. Different modes of operation of the equipment were used (HRTEM, weak beam, Dark Field) and the information extracted from the analysis of its images served as a basis for the formulation of the structure model of the nanowires, individually. In this proposal, nickel nanowires are composed of a non-uniaxial chain of grains whose shapes are cuboctahedra.The way the atoms, and consequently the magnetic dipoles, are arranged in the border regions of these nanowires (surface, grain contours, etc.) is also object of study, since this atomic disposition influences in the composition of the Field Total effective system, determining its overall magnetic behavior. To analyze and quantify atomic disorder in the crystalline network of nickel nanowires, voltage field and atomic displacement measurements were performed using HRTEM images using GPA (Geometric Phase Analysis) and PPA (Peak Pairs Analysis) methods. The presence of stress zones in the nanostructure of the wires contributes to the appearance of defects of the linear type (dislocations) and surface (grain contours, stacking faults, twins), which were observed from HRTEM images and related to the growth process and filling the wires within the pores of the alumina membrane. From the measurements of atomic displacement and interplanar distances, displacements from ± 1.5% to ± 3% on average were obtained for families (111) and (200) for the zone axis [011]. XRD measurements were used, mainly, to obtain the direction of preferential growth of nanowires. Through computational simulations, hysteresis curves were obtained, at different angles, from which the behavior of coercivity and remanence for the proposed model were described, and then these were compared with the experimental results. The results obtained showed a satisfactory degree of agreement, indicating the proposed model as a good alternative to be adopted in future works. A study of the magnetic behavior of the samples after a thermal treatment at 400 K was carried out in order to relate it to a possible change in the structure of nanowires resulting from this treatment. Simulated HRTEM images of the surface of the grains that make up the proposed model of the nanowire were obtained in order to compare them with the experimental images and, with this, to promote the validation of the model. The types of magnetic interactions that predominate within the array were also investigated from magnetic measurements by plots of Henkel and curves dm X H.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Banca: Newton Luiz Dias Filho / Banca: Carla dos Santos Riccardi / Resumo: Neste trabalho, novos compostos a base de silsesquioxano, nitroprussiato de cobre e nitroprussiato de níquel foram preparados apartir do octa(aminopropil)silsesquioxano seguindo uma nova rota de síntese. Os compósitos preparados descritos como ACCuN e ACNiN, foram caracterizados preliminarmente pelas seguintes técnicas: Espectroscopia na Região do Infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), Espectrometria de Dispersiva de Raios-X (EDS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Ressonância Magnética Nuclear (RMN), Difração de Raios-X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG), Reflectância Difusa UV/Vis, além de estudar o comportamento voltamétrico, através de técnicas eletroquímicas, tais como: Voltametria Cíclica (VC), Voltametria Onda Quadrada (VOQ) e Voltametria de Pulso Diferencial (VPD). Os espectros de FTIR apresentaram bandas de absorção em 1106 cm -1 devido ao estiramento simétrico Si-O-Si (Si-O-Si), característico da estrutura do octa(aminopropil)silsesquioxano e bandas de absorção em 2063 cm -1 atribuída ao estiramento NO (N-O) e em 2192 cm -1 atribuída ao estiramento C≡N (C≡N) . Por MEV e EDS observou-se aglomerados de partículas cúbicas, com tamanho médio de aproximadamente 241 nm e 265 nm, contendo Si, O, N, Cu, Ni e Fe. Os voltamogramas cíclico do eletrodo de pasta de grafite com ACCuN e ACNiN apresentaram uma boa estabilidade eletroquímica, uma excelente reprodutibilidade e um par redox com potencial médio (E θ' )= 0,73 V e 0,54 V (vs Ag/AgCl (sat.) ), atribuídos ao par redox Fe (II) (CN) 5 NO/Fe (III) (CN) 5 NO, respectivamente (vs Ag/AgCl (sat.) ; KCl 1,0 mol L -1 ; pH = 7,0; v = 20mV s -1 ). O nanocompósito ACCuN foi sensível a concentração de L-cisteína, apresentando uma resposta linear 2,0×10 -4 a 2,0×10 -3 mol L -1 (R = 0,998), desvio padrão relativo de ± 2% (n=3), um limite de... / Abstract: In this work, the novel compounds based silsesquioxane copper nitroprusside and nickel nitroprusside were prepared starting from octa(aminopropyl)silsesquioxane following a new synthesis route. The composites prepared as described ACCuN and ACNiN were preliminarily characterized by spectroscopic techniques, such Fourier Transform- Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy coupled with Energy X-Ray (SEM- EDS), Transmission Electron Microscopy (TEM), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), X- ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TG), Diffuse Reflectance UV/Vis, and study of the voltammetric behavior through electrochemical techniques such as cyclic voltammetry (CV), square wave voltammetry (SWV) and differential pulse voltammetry (DPV). The FTIR spectra showed absorption bands at 1106 cm -1 due to symmetric stretching Si-O-Si (Si-O-Si) characteristic of the structure of octa(aminopropyl)silsesquioxane and absorption bands at 2063 cm -1 ascribed to stratching (NO) and 2192 cm -1 attributed to C≡N (C≡N) . SEM and EDS observed clusters of cubic particles with an average size of approximately 241 nm and 265 nm, containing Si, O, N, Cu, Ni and Fe. The cyclic voltammetry of carbon paste electrode with ACCuN and ACNiN presented a good electrochemical stability, excellent reproducibility, and a redox pair with a formal potential (E θ ' ) = 0.73 V and 0.54 V (vs Ag/AgCl (sat.) ) assigned to the redox couple Fe (II) (CN) 5 NO/Fe (III) (CN) 5 NO, respectively (vs Ag/AgCl (sat.), KCl 1.0 mol L -1, pH = 7.0; v = 20mV s -1 ). The nanocomposite ACCuN was sensitive to concentration of L-cysteine, with a linear response 2.0 × 10 -4 to 2.0×10 -3 mol L -1 (R = 0.998), relative standard deviation of ± 2% (n = 3), to a limit of sensitivity of amperometric detection and 1.25×10 -4 mol L -1 and 10.66 mA / mol L -1, respectively for cyclic voltammetry. For differential pulse ... / Mestre

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Banca: Maria Angela de Moraes Cordeiro / Banca: Regina Massako Takeuchi / Banca: Leonardo Lararo Paim / Banca: Elen Julcileia Romao sartori Braz / Resumo: O presente trabalho descreve a preparação e posterior organofuncionalização do octa-(3- cloropropil)octasilsesquioxano (SS) com grupos 4,5-difenil-2-imidazoltiol (DIT), 4-amino-5- fenil-4H-1,2,4-triazol-3-tiol (APhTT) e Dendrímero PAMAM de geração 0 (DP). Em seguida, os materiais obtidos foram caracterizados empregando diferentes técnicas, tais como: Espectroscopia Eletrônica na Região do Ultravioleta e Visível (UV-Vis), Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear para 13 C e 29 Si no estado sólido (RMN-sólido), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios- X (EDX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Termogravimetria (TGA). Em uma segunda etapa, após a formação dos compósitos híbridos com complexos metálicos de hexacianoferrato, realizou-se um estudo sistemático sobre as propriedades analíticas destes materiais, especificamente aqueles obtidos da interação do silsesquioxano cúbico formado com cobre e hexacianoferrato de potássio, empregando para esta finalidade diferentes técnicas eletroquímicas (Voltametria Cíclica - VC, Voltametria de Pulso Diferencial - VPD e Cronoamperometria - CA) utilizando eletrodos de pasta de grafite. Após testes de eletrooxidação catalítica de várias substâncias de interesse biológico, médico e ambiental, os eletrodos de pasta de grafite contendo CuHSA e CuHSP foram sensíveis ao neurotransmissor L-Dopamina e ao Ácido ascórbico / Abstract: The present work describes the preparation and organofunctionalization of octa-(3- chloropropyl)octasilsesquioxane (SS) with 4,5-diphenyl-2-imidazolethiol (DIT), 4-amino-5- phenyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol (APhTT) groups and PAMAM dendrimer generation 0 (DP). The materials were characterized using different techniques, such as: Electronic Spectroscopy in the Ultraviolet and Visible Region (UV-Vis), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), 13 C and 29 Si Nuclear Magnetic Resonance in the Solid State (NMR-solid), X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Thermogravimetric Analysis (TGA). On a second stage, after the formation of hybrid composites with metal hexacyanoferrate complexes, there was a systematic study of the analytical properties of these materials, specifically those obtained from the interaction of cubic silsesquioxane formed with copper and potassium hexacyanoferrate, using different electrochemical techniques for this purpose (Cyclic Voltammetry - CV, Differential Pulse Voltammetry - DPV and Chronoamperometry - CA) using graphite paste electrodes. After catalytic electrooxidation tests on various substances of biological, medical and environmental interest, the graphite paste electrodes containing CuHSA and CuHSP were sensitive to the neurotransmitter L- Dopamine and Ascorbic Acid / 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).

Orientador: Luís Augusto Sousa Marques da Rocha / Bauru: Diego Rafael Nespeque Corrêa / Bauru: José Humberto Dias da Silva / Resumo: O titânio e suas ligas são amplamente utilizados na fabricação de implantes dentários e ortopédicos, devido às suas propriedades mecânicas, eletroquímicas e biológicas superiores. As ligas Ti-15Zr-xMo foram desenvolvidas com elementos beta estabilizadores não citotóxicos, a fim de diminuir o módulo de Young (evitando o efeito de blindagem óssea) e reações adversas com os tecidos ósseos. No entanto, muito esforço foi feito para incluir propriedades bioativas em superfícies metálicas, tornando possível reduzir o tempo de cicatrização dos tecidos danificados, favorecendo o processo de osseointegração. Neste cenário, a oxidação por micro- arco (MAO) tem sido um tratamento de modificação de superfície de baixo custo, usado para alterar a morfologia e a composição de superfícies metálicas para aplicações biomédicas. Neste estudo, o tratamento MAO foi usado para criar um filme de óxido rico em Ca, P e Mg em ligas Ti-15Zr-xMo (x = 0, 5, 10 e 15% em peso), antes e após tratamentos térmicos, para uso como biomateriais. O tamanho e distribuição dos poros foram analisados ​​por imagens SEM, análises de composição química da superfície foram realizadas por meio de medidas de XPS. Os resultados mostraram que os filmes de óxidos formados foram porosos, tendo que aspectos microestruturais (tamanho de grão e fases secundárias) afetadaram ligeiramente as características do filme (tamanho dos poros). Análises químicas indicaram que os filmes foram compostos preferencialmente por Ti e Zr, com in... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Titanium and its alloys are widely used for the manufacture of dental and orthopaedical implants, due their superior mechanical, electrochemical and biological properties. Ti-15Zr-xMo alloys have been developed with non-cytotoxic β-stabilizers elements, in order to decrease the Young's modulus (avoiding the stress shielding effect) and adverse reactions with bone tissues. However, much efforts have been taken to include bioactive properties in metallic surfaces, in order to reduce the healing time of damaged tissues, thus fasten the osseointegration process. In this scenery, micro-arc oxidation (MAO) has been a low-cost surface modification treatment, which is used to change the morphology and composition of metallic surfaces for biomedical applications. In this study, MAO treatment was used to create a Ca, Mg and P-rich oxide film in Ti-15Zr-xMo (x = 0, 5, 10 and 15 wt%), before and after heat treatment of the alloys for use as biomaterials. Surface chemical composition of the films was evaluated by XPS and EDS measurements. Morphology was analyzed by SEM images. The results showed that the oxide films were thick and porous, with microstructural aspects (grain size and secondary phases) slightly affecting the characteristics of the film (pore size, thickness and roughness). The heat treatment did not influence the microstructure of the film. Chemical analysis indicated that the films were composed mainly by Ti and Zr, with the incorporation of ions of Ca, P and Mg. Oxide fil... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-02-24Bitstream added on 2014-06-13T19:55:27Z : No. of bitstreams: 1 costa_raa_me_guara.pdf: 2052235 bytes, checksum: a7679d1faabaecae7d1f08931905e615 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A pesquisa desenvolvida para reconhecimento de padrões estatísticos com base nas informações de textura, ainda possui muitos desafios a serem superados. Um deles é a extração de características a partir de imagens que apresentam pouca variação de contraste. Este trabalho propõe um algoritmo de seleção de características de textura baseado nas característica de Haralick como a correlação e a entropia. A proposta dessa abordagem é tornar possível classificar os dados, linearmente separáveis ou não, em duas ou mais classes levando em conta um pequeno subespaço de características. Foram estudadas técnicas estatísticas para obtenção da textura, para análise e quantificação de colônias A e a fração volumétrica de Widmanstatten, presentes na liga Ti-6Al-4v. A pesquisa culminou no desenvolvimento de um algoritmo e na realização de testes de caracterização baseadas na textura das imagens. No primeiro teste utilizou-se a correlação entre duas áreas, de dimensões diferentes, de uma mesma imagem para identificação de pontos homólogos entre essas imagens onde foi possível a obtenção da fração volumétrica das fases A e B, onde a variação tonal é evidente. Para o segundo teste utilizou-se a correlação entre os mapas de entropia, seguindo o mesmo procedimento anterior para obter os pontos homólogos entre as imagens. A metodologia proposta pode ser aplicada a outros tipos de materiais. A partir dos resultados da fração de área A e a fração de área das colônias A, poderão ser feito ensaios nos quais será possível relacionar as porcentagens citadas com as propriedades mecânicas da liga. / The research developed for recognition of statistical patterns based on texture information has still many challenges to be overcome. One of them is characteristics extraction from images which display little contrast variation. This work proposes and algorithm of texture characteristics selection based on Haralick characteristics as correlation and entropy. This iniciation proposal is to make possible to classify data, linearly separable or not, in two or more ranges taking in account a little area of characteristics. It has been studied statistical techniques to obtain texture, for analysis and amount of A colony and Widmanstatten volumeter fraction, present in Ti-6Al-4V alloy. This research has culminated in an algorithm development and in characterization tests accomplishment based on image texture. In the first test there has been used correlation between two areas of different dimension, from the same picture for similar points identification between these images where it has been possible to obtain volumetric fraction of phases A and B where to tonal variation is evident. For the second test it has used correlation between entropy maps, following the previous procedure in order to obtain similar points between the images. The proposed methodology can be applied to other material types. From results of area fraction and A colonies area fraction it can be made tests in which it will be possible to relate the percentages cited with the alloy mechanical properties.

Orientador: Fernando Rogério de Paula / Banca: Luiz Francisco Malmonge / Banca: Michael Jones da Silva / Resumo: Membranas poliméricas de PVDF, PVDF/TiO 2 e PVDF/TiP foram obtidas com êxito pela técnica de fiação por sopro em solução. Inicialmente foi realizado um estudo sobre a influência da concentração de PVDF em solução de DMF, na obtenção de membranas de PVDF puras. As micrografias obtidas destas membranas mostraram que a variação da concentração do PVDF influencia a morfologia e o diâmetro das nanofibras. Os resultados obtidos por difratometria de raios X mostraram a presença da fase β polar do PVDF. A influência da incorporação de TiO 2 em solução de PVDF/DMF também foi estudada. As micrografias obtidas das nanofibras de PVDF/TiO 2 mostraram que as incorporações não afetam a morfologia. As nanofibras, se apresentaram aleatoriamente dispersas, homogêneas e sem uma orientação preferencial. As análises por difratometria de raios X realizadas nas nanofibras identificaram a fase β do PVDF e a fase anatase do TiO 2 . As micrografias das nanofibras puras de PVDF/TiP apresentaram morfologias homogêneas, rugosas e sem o aparecimento de contas. Também foram obtidas nanofibras puras de TiO 2 . Essas nanofibras foram obtidas após o processo de queima das mantas de PVDF/TiP. As nanofibras puras de TiO 2 apresentaram uma morfologia que varia de acordo com o tratamento térmico recebido. Para as nanofibras tratadas termicamente a 400, 600 e 800 °C, as morfologias apresentadas são formadas pela união dos grãos de TiO 2 . As nanofibras tratadas a 1000 °C apresentaram uma morfologia lisa e a formação de nanofibras ocas. A difratometria de raios X das nanofibras de TiO 2 identificou picos característicos da fase cristalográfica anatase nas amostras tratadas a 400 e 600 °C. Para o tratamento a 800 °C é observado além da fase anatase a fase rutilo em menor proporção. No entanto, nas nanofibras tratadas a 1000 °C é observado apenas a fase rutilo. As mantas de PVDF obtidas neste trabalho podem ser utilizadas na área... / Abstract: PVDF, PVDF/TiO 2 and PVDF/TiP membrane of were successfully prepared by solution blow spinning method. A study on the influence of concentration of PVDF in DMF, to obtain PVDF nanofibers without incorporation of nanoparticles was performed. The micrographs show that the variation of PVDF concentration influences the morphology and the diameter of the nanofibers. The results obtained by diffraction X-ray showed the presence of the β-phase of PVDF. The influence of TiO 2 incorporated in the PVDF/DMF solution was studied. The micrographs PVDF/TiO 2 nanofibers showed that the incorporation do not affect the morphology, they present randomly dispersed, homogeneous and without a preferred orientation. X-ray diffraction identified the β phase of PVDF and the anatase phase of TiO 2 . The micrographs PVDF/TiP nanofibers showed homogeneous morphology, and without the appearance of beads. Also obtained were pure TiO 2 nanofibers. The TiO 2 nanofibers were obtained after the burning of PVDF/TiP nanofibers. The nanofibers produced presented a morphology dependent of heat treatment. Nanofibers heat treated at 400, 600 and 800 °C are formed by the union of TiO 2 grains. However, the nanofibers obtained at 1000 °C are smooth and hollow. The X-ray diffraction of TiO 2 nanofibers identified the anatase phase in the samples obtained at 400 and 600 °C. The sample obtained at 800 °C was observed anatase and rutile in lower proportion. In nanofibers obtained at 1000 °C was observed only rutile phase. PVDF blankets those obtained in this work can be used as filters and the TiO 2 incorporation can add the photocatalytic property. The pure TiO 2 nanofibers can also be used in photocatalysis and in hybrid cells using the TiO 2 as electron acceptor / Mestre