Orientador: Paulo Noronha Lisboa Filho / Co-orientador: Otávio Peña / Banca: Dominique Givord / Banca: Octavio Pena / Banca: Valmor Roberto Mastelaro / Banca: José Varalda / Resumo: As propriedades estruturais e magnéticas do composto Co2MnO4, uma estrutura espinélio inversa de grupo espacial Fd3m e simetria cúbica, foram investigadas por difração de raios X e usando um magnetômetro SQUID. Co2MnO4 é um composto multiferróico, exibindo propriedades elétrica e magnética devido à presença dos elementos Co e Mn, distribuídos nos sítios tetraédricos e octaédricos da estrutura AB2O4. A flutuação das valências Co2+/Co3+ e Mn2+/Mn3+/Mn4+ podem ocorrer facilmente e estão sujeitas aos processos de síntese e efeitos térmicos, sendo associados a estes, variações nos estados de oxidação de Co e Mn devido às substituições parciais destes elementos. Neste trabalho foram sintetizadas amostras BixCo2-xMnO4 (0,0<x<0,3), sendo o Bi um elemento não magnético. Para tal, uma rota de síntese química, o método dos precursores poliméricos modificado, foi utilizada. Todas as amostras foram submetidas a tratamentos térmicos em condições idênticas, na temperatura de estabilização da fase BixCo2-xMnO4 igual a 1000ºC (24h). Os resultados de DRX e refinamentos de Rietveld mostraram que o método MPPM produziu amostras cristalinas com informações cristalográficas idênticas, exceto no caso do parâmetro de rede que aumentou em dependência ao percentual de Bi. As imagens morfológicas destes materiais mostraram que o Bi alterou a forma e o tamanho dos grãos variando entre (~0,5 - 1,7 um). Devido ao limite de solubilidade do Bi dentro da rede espinélio e à diferença entre as densidades eletrônicas do Co (0,65A) e Bi(1,17A), a formação de uma fase espúria rica em Bi ocorreu. No sentido de solucionar tais questões, a síntese do sistema CoxBi2-xMnO4(0,0<x<1,7) e de BixCo2-xMnO4 (0,0<x<0,3) por método mecânico foram realizadas. Os resultados magnéticos, curvas MxT (Zero Field - Cooled ZFC e Field - Cooled FC); 1/x versus T e MxH, revelaram informações sobre a disposição dos cátions presentes... / Abstract: Structural and magnetic properties of Co2MnO4, an inverse spinel structure with spatial group Fd3m and cubic symmetry, were investigated by X-Ray Diffraction (DRX) and using a SQUID magnetometer. Co2MnO4 is a multiferroic compound presenting electrical and magnetic properties due to the presence of the Co and Mn elements, which are distributed on tetrahedral and octahedral sites of the AB2O4 structure. Valence fluctuations of Co and Mn (Co2+/Co3+ and Mn2+/Mn3+/Mn4+) can easily occur and depend on the synthesis procedures and thermal procedures, which can change the oxidation states of the metallic cations. In this work, samples of BixCo2-xMnO4 (0,0<x<0,3) were synthesized partially replacing Co by Bi, a non magnetic element. A soft chemical route, the modified polymeric precursors method (MPPM) was used. All samples were heat-treated in similar conditions, under a temperature of 1000ºC (24h). DRX results, associated with Rietveld refinements, showed crystalline materials with similar crystallographic data. The cell parameter of the cubic structure increased with the Bi content. SEM imagens showed that Bi presence altered the grins sizes (~1 - 10 um). A spurious phase, rich in Bi, was formed due to both the solubility limit of Bi and the ionic radii of Co (0,64A) and Bi (1,17A). In order to solve these questions, synthesis of a new solid solution, the CoxBi2-xMnO4(0.0<x<1.7), by the MPPM route was attempted. In parallel, a novel elaboration method, the mechanochemical route (MS), was used to synthesize the BixCo2-xMnO4 (0.0<x<0.3) series. The magnetic results, MxT (Zero-Field-Cooled/Field-Cooled) cycles, 1/x-versus-T curves and MxH hysteresis loops, revealed important information about the magnetic nature and oxidation states of the Co and Mn cations. The ferrimagnetic behavior of Co2MnO4 was preserved, with the ZFC/FC curves exhibiting well-defined magnetic transitions and strong irreversibility below Tc. Several magnetic parameters, such... / Resumé: Ce travail traite de l'étude des propriétés structurales et magnétiques de Co2MnO4, une spinelle à symétrie cubique inversée et de groupe spatial Fd3m. Co2MnO4 est un composé multiferroïque dont les propriétés électriques et magnétiques sont dues à la présence des éléments Co et Mn, à valence mixte, distribués sur les sites tétraédriques et octaédriques de la structure AB2O4. La présence des états d'oxydation du Co et du Mn, Co2+/Co3+ et Mn2+/Mn4+, est en étroite relation avec les conditions de synthèse et traitements thermiques. La substitution partielle des cations par un élément non-magnétique, le Bi, dans la série BixCo2MnO4 (0.0<x<0.3) permet également de modifier les propriétés physiques de la spinelle. Les composés ont été synthétisés par une variante de la méthode de précurseurs polymériques, MPPM, et calcinés à 1000ºC pedant 24 h. La diffraction des rayons-X (DRX), associée à l'affinement structural par la méthode Rietveld, ont montré pour ces matériaux cristallisés, une même structure cristallographique dont les paramètres de maille augmentent avec la quantité de Bi. Le observations par microscopie électronique à balayage (MEB) ont permis d'observer une variation de la forme et de la taille des grains, cette dernière variant entre 1 et 10 um. L'insertion du bismuth atteint une limite de solubilité due à la différence notable entre les rayons ioniques du Co (0,65A) et du Bi (1,17A), conduisant alors à la formation d'une phase secondaire riche en Bi. Afin d'éviter la formation des phases secondaires, deux stratégies de synthèse on été mises en place: l'unes, substituer le Bi par du Co dans le systéme CoxBi2-xMnO4 (0.0<x<1.7) et l'autre, utiliser une méthode originale de synthése la mécanoactivation MS, pour la série CoxBi2-xMnO4 (0.0<x<1.7). Les propriétes magnétiques ont été étudiees par susceptibilité x(T) et cycle d'aimantation en fonction de la température... / Doutor

Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Maria Aparecida Z. Bertochi / Banca: Alexandre José de Castro Lanfredi / Banca: Alexandre Reily Rocha / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Resumo: Atualmente, grande atenção tem sido dedicada ao desenvolvimento de uma nova classe de estruturas potencialmente importantes, os chamados nanofios monocristalinos baseados em óxidos, que podem tornar-se partes dos dispositivos eletrônicos ou constituir-se como novos dispositivos completos, com propriedades mecânicas, eletrônicas e ópticas bem definidas e controláveis. Particularmente, estes nanofios podem apresentar características semicondutoras ou metálicas por construção tendo a dopagem como um parâmetro controlável durante o processo de crescimento. O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo dos mecanismos de transporte elétrico elétrico em nanofios de óxido de índio dopado com estanho - ITO. Para isto, primeiramente o material foi sintetizado e caracterizado estrutural e morfologicamente. Posteriormente foram preparados os dispositivos para a caracterização individual dos nanofios por meio de litografia óptica e, por fim, devidamente caracterizado eletricamente. A síntese resultou em nanofios de óxido de índio dopados com estanho crescido pelo mecanismo vapor-líquido-sólido (VLS). A caracterização individual dos nanofios permitiu concluir que a maioria dos nanofios em uma grande faixa de temperatura possuem comportamento elétrico metálico, uma vez que a resistividade aumenta com o aumento da temperatura. As análises indicaram que alguns nanofios apresentam transição metal-isolante e que essa transição aumenta com a diminuição da largura dos nanofios. Com os resultados obtidos a partir dos ajustes realizados com os modelos de transporte pode-se concluir que vários mecanismos são responsáveis pela condução nos nanofios de ITO, dependendo dad largura e da concentração de portadores dos mesmos. Em relação aos modelos de transição metal isolante, alguns nanofios apresentam transição metal isolante de Mott e outros, transição metal isolante de Anderson. Os resultados com nanofios... / Abstract: Nowadays, considerable attention has been devoted to the development of a new class of potentially important structures, called monocrystalline nanowires based on oxides, which may become parts of electronic devices or form themselves into complete new devices with mechanical, electronic and optical properties well defined and controllable. Particularly, these nanowires may have a metal or semiconductor construction, with the doping characteristics as a controllable parameter during the growth process. In the present work, the main objective is study the mechanisms os electrical transport in tin doped indium oxide nanowires - ITO. For this, firstly the material was synthesized, and structurally and morphologically characterized. Subsequently devices for individual characterization by optical ithography were prepared and, finally, characterized suitably electrically. The synthesis resulted in nanowires of tin doped indium oxide that grow-up by the mechanism of vapor-liquid-solid growth (VLS). The characterization of individual nanowires showed that the majority of nanowires in a wide temperature range have a metallic electrical behavior, since the resistivity increases with increasing temperature. The analysis also indicated that some nanowires presented metal-insultor transition, and this transition increases with decreasing width of the nanowires. With the results obtained from the setting made with the transport models can conclude that several mechanisms are responsible for conducting the ITO nanowires, depending on the width and the carrier concentration of the same. Regarding the insulator transition models, some nanowires have Mott insulator transition metal and other metal insulator transition Anderson. The results with nanowires of different width showed that width between 155 nm and 126 nm there is a change in the dimensionality of driving from 3D to 1D / Doutor

Orientador: Neri Alves / Banca: Ivo Alexandre Hummelgen / Banca: Clarissa de Almeida Olivati / Resumo: O transistor orgânico de efeito de campo com arquitetura vertical (VOFET) possibilita contornar as principais limitações de um transistor orgânico de efeito de campo (OFET) convencional. Nesta estrutura, as camadas são empilhadas verticalmente, de modo que os eletrodos de fonte e dreno são separados pela camada semicondutora e o comprimento do canal definido pela espessura do filme semicondutor. Para o VOFET proposto, utilizou-se Al e Al2O3 (obtido por anodização) como eletrodo e dielétrico de gate, respectivamente. O filme semicondutor foi obtido pela deposição por spincoating de P3HT dissolvido em clorofórmio. Os eletrodos de fonte e dreno foram obtidos por evaporação térmica a vácuo. Ao utilizar Al e Au como fonte e dreno, respectivamente, foi possível estudar os dispositivos de dois terminais que compõe o VOFET. Com base nesses dispositivos, importantes parâmetros da estrutura vertical foram determinados, como capacitância do dielétrico (~265 nF/cm2), densidade de portadores e mobilidade do P3HT (NA = 9,2 x 1016 cm-3 e μ = 1,5x10-4 cm2V-1s-1). Para utilizar Sn como eletrodo de fonte, o filme foi avaliado por meio de medidas de resistência e capacitância, aliadas à analise morfológica por AFM. Observa-se que a adição de uma camada de PMMA sobre o Al2O3 melhora o desempenho do VOFET. Para o VOFET formado por Al2O3/PMMA (20 nm/14 nm), com Sn e Al como fonte e dreno, foram calculados os valores de densidade de corrente (Jeff = 7x10-3 mA/cm2), voltagem e campo limiar (VTH = -... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: A way of circumvent the limitations of conventional organic field-effect (OFET), is by using the vertical organic field-effect transistor (VOFET). Inn tbis structure, with layers stacked vertically, the semiconductor is sandwiched between source and drain electrodes, where the channel length is determined by the thickness of the semiconductor film. In this study, we report a VOFET with Al and Al3O3 (obtained by anodization) as electrode and dielectric of gate, respectively. The semiconductor film was obtained by spin-coating of the P3HT in chloroform. We obtained the source and drain electrodes by vacuum thermal evaporation. The use of Al and Au as source and drain, respectively, enabled the investigation of the two devices contained in the vofet (MIM capacitor, Schotky diode and MIS capacitor). Important parameters were determinate, as dielectric capacitance (~265 nF/cm2), charrier density and mobility of P3HT (Na=9,2 x 1016 cm-3 e u = 1,5x10-4 c2V-1s-1), etc. To use Sn as source electrode, the film (by evaporation) was investigated by measurements of resistance and capacitance, combined with morphological analysis by AFM. We observed that the addiction of PMMA layer on Al2O3 improves the performance of VOFET. For VOFET obtained by using Al2O3/PMMA (20 nm/14 nm) as dielectric layer, with Sn and Al as source and drain, respectively, were calculate the values of current density (Jeff=7x10-3 mA/cm2), threshold voltage and electric field (Vth=-8V e Eth=330MV/m). Thereat, we obtained a VOFET by evaporation of a thin film of Sn as perforated source electrode / Mestre

Orientador: Clarissa de Almeida Olivati / Banca: Deuber Lincon da Silva Agostini / Banca: Roberto Mendonça Faria / Resumo: O diodo Schottky orgânico permite o estudo da camada ativa e de efeitos de interfaces dos contatos elétricos, além da aplicação em estudos mais avançados, como por exemplo, em células solares, transistores e diodos orgânicos emissores de luz (OLEDs). Nestes dispositivos, dentre os parâmetros chave no funcionamento dos dispositivos destaca-se os tipos de eletrodos, a morfologia e a organização da camada ativa no estado sólido. Os politiofenos por apresentarem fácil processabilidade e notáveis propriedades do estado sólido, como aumento de condutividade elétrica, possuem grande utilização como camada ativa na forma de filmes finos. Assim a técnica de Langmuir-Schaefer (LS) se destaca, pois proporciona maior organização a nível molecular e controle na espessura e uniformidade nos filmes finos de politiofeno. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi fabricar filmes LS de poli(3-hexiltiofeno) (P3HT) acrescido com ácido esteárico (SA), visando uma aplicação como camada ativa em diodos Schottky orgânicos para um estudo tanto das propriedades elétricas da camada ativa quanto das diferentes interfaces através das caracterizações elétricas. Para fabricação dos filmes finos e estudos das isotermas de pressão superficial (π-A) foi utilizada uma cuba de Langmuir KSV 5000. Os eletrodos inferiores (ITO, alumínio e ouro) e superiores (alumínio e ouro) foram obtidos por evaporação térmica a vácuo. As medidas de absorção, crescimento dos filmes e morfologia foram realizadas através... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The organic Schottky diode allows the study of the active layer and effects at interfaces of electric contacts, besides the application in advanced studies, such as solar cells, transistors and organic light emitting diodes (OLEDs). In these devices, among the key parameters of the operation of the devices, stand out the electrode types, the morphology and the active layer organization in the solid state. The polythiophenes have wide use as active layer of organic devices in the form of thin films because of their easy processability and remarkable properties in solid state, such as increased electrical conductivity. The Langmuir-Schaefer (LS) technique is highlighted because it provides molecular organization and control in the thickness and uniformity in the fabrication of polythiophene thin films. In this context, the aim of this work was to fabricate LS films of poly (3-hexylthiophene) (P3HT) mixed with stearic acid (SA), to apply as an active layer in organic Schottky diodes in order to study the electrical properties of active layers and different interfaces through electrical characterization. A Langmuir trough KSV 5000 was used to fabricate the thin films (active layers) and to realize studies of pressure isotherms (π-A). By physical vapor deposition the bottom electrodes (ITO, aluminum and gold) and top electrodes (aluminum and gold) were obtained... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Neste trabalho apresenta-se um método para a geração computacional de estruturas amorfas de carbono com vínculos estruturais arbitrários. O método utiliza o algoritmo de Simulated Annealing para encontrar o mínimo global de uma Função Custo simples, mas cuidadosamente proposta para a geração de carbono amorfo. Essa Função Custo consiste em um primeiro termo que penaliza configurações de alta energia, e em um segundo que dificulta a formação de materiais que possuam átomos de carbono em hibridizações indesejáveis. Um terceiro termo opcional que segrega átomos com coordenações distintas também foi implementado, de forma a proporcionar um controle no grau de homogeneidade da estrutura final. Utilizando essa abordagem, um conjunto de 90 estruturas amorfas de carbono foi gerado, preenchendo quase todas as possíveis combinações de carbono nas hibridizações sp, sp2 e sp3. O módulo volumétrico dos materiais foi subsequentemente calculado através do potencial empírico de Brenner. Com base na aproximação de campo médio de Phillips e Thorpe, o módulo volumétrico foi ajustado em uma lei de potência, e a transição de fase de estruturas flexíveis para rígidas ocorreu para uma coordenação média zp = 2;10_0;11 com um expoente V = 1;51_0;17. Os resultados obtidos sugerem que o módulo volumétrico depende fortemente da coordenação média, o que vai de acordo com dados da literatura. No entanto, para estruturas heterogêneas, a correlação entre o módulo volumétrico e a coordenação média diminui. Utilizando as 90 estruturas geradas, construiu-se também um banco de dados de funções de distribuição radial (RDFs), e as RDFs das estruturas geradas foram comparadas com a literatura. Porém, mostrou-se que o método deste trabalho pode ser facilmente modificado para incluir efeitos como a presença de hidrogênio e defeitos químicos, e características estruturas como a presença ou não de anéis de carbono. / In this work a method to generate amorphous structures with arbitrary structural constraints is described. This method employs the Simulated Annealing algorithm to minimize a simple yet carefully tailored Cost Function (CF). The Cost Function is composed of two parts: a simple harmonic approximation for the energy-related terms and a cost that penalizes con gurations that do not have atoms in the desired coordinations. Using this approach, a set of 90 amorphous carbon structures was generated, spawning nearly all the possible combinations of sp, sp2 and sp3 hybridizations. The bulk moduli of this set of amorphous carbons structures was calculated using Brenner's potential. Following Phillips' and Thorpe's mean eld approximation, the bulk modulus for homogeneous structures was adjusted to a power law, and the oppy to rigid phase transition was found to occur at a mean coordination zp = 2;10 0;11 with an exponent = 1;51 0;17. A modi ed Cost Function that segregates carbon with di erent hybridizations is also presented, and another set of structures was generated. With this new set of amorphous materials, the correlation between the bulk modulus and the mean coordination weakens. Using the 90 generated structures, a database of radial distribution functions (RDFs) was also built, and the structures' RDFs were compared with the literature. Finally, it is shown that the method proposed can be easily modi ed to explore the e ects on physical properties of the presence hydrogen, dangling bonds, and structural features such as carbon rings.

Os compostos de concreto polímero vem se tornando, em países desenvolvidos, uma boa opção para a construção civil, especialmente onde se necessita resistência elevada, cura rápida e boa durabilidade. Grande parte destes compostos são produzidos com as resinas epóxi e poliéster, em especial, a isoftálica. No Brasil, entretanto, não se tem conhecimento da aplicação e nem mesmo de grupos de pesquisa e desenvolvimento sistematizados, atuando na área, possivelmente devido ao desconhecimento das propriedades, da metodologia de produção e do alto custo do concreto polímero. Diante deste panorama, o presente trabalho tem como objetivo produzir e analisar composições de concreto polímero de custos reduzidos, utilizando como aglomerante a resina poliéster ortoftálica, em função de seu custo, e a resina poliéster isoftálica, que tem sido tradicionalmente utilizada. Inicialmente foram determinadas a resistência à compressão axial e absorção de água em composições de concreto polímero, com variados teores de resina, visando a escolha de um teor de aglomerante mínimo. Na segunda parte do programa experimental foi analisada a influência do teor de cinza volante (fíler) e do tipo de resina na resistência à compressão axial, na resistência à tração na flexão, no comportamento frente ao ataque químico, no módulo de elasticidade e no desgaste por abrasão. A microestrutura das amostras que sofreram ataque químico foi analisada em microscópio eletrônico de varredura. Os resultados mostraram que os concretos polímeros de resina poliéster isoftálica e ortoftálica exibiram bom comportamento mecânico e químico. A cinza volante contribui tanto no aspecto mecânico, quanto no químico. Constatou-se que a resina ortoftálica, quando utilizada simultaneamente com areia e cinza volante, exibe comportamento semelhante à resina isoftálica no concreto polímero, apesar das propriedades da resina poliéster ortoftálica serem inferiores as da isoftálica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-27T03:06:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335762.pdf: 3903030 bytes, checksum: e2d9016ce81effa053940d9143555e48 (MD5) Previous issue date: 2015 / Nanoaluminato de magnésio (MgAl2O4) foi sintetizado com sucesso por reação de combustão em solução, utilizando como combustíveis glicerinas loira e bruta, provenientes do biodiesel. O aluminato de magnésio obtido, em pó, foi preparado utilizando?se duas rotas de processamento denominadas de aquecimento convencional e aquecimento rápido. As etapas iniciais foram as mesmas, isto é, os precursores, Al(NO3)3.9H2O e Mg(NO3)2.6H2O, em proporção molar de 2:1, foram dissolvidos em 20% (em massa) de água deionizada e submetidos a agitação magnética, com aquecimento a 70 °C até o início da reação, com a adição dos combustíveis. No aquecimento convencional foram utilizados como combustíveis sacarose, glicerina pura, glicerina loira, glicerina loira seca por 24h, glicerina loira seca por 24h +gel, gel e glicerina bruta. No aquecimento rápido, os combustíveis utilizados foram glicerina loira e bruta. As espumas cerâmicas foram produzidas por dois métodos, isto é, a termoespumação e a réplica polimérica, utilizando a mesma suspensão base. Os pós e as espumas produzidas foram caracterizados do ponto de vista de suas propriedades macro e microestruturais e de suas propriedades mecânicas e térmicas. Os resultados mostraram que somente o pó produzido por aquecimento rápido, utilizando glicerina loira como combustível, apresentou fase única formada de MgAl2O4. Este pó apresentou tamanhos (diâmetros) de partículas primárias ou cristalitos de 9 nm e área superficial de 112 m2.g-1. As espumas de MgAl2O4 produzidas por réplica e termoespumação (queimadas a 1600 °C/120 min, usando pó calcinado a 900 °C/120 min) apresentaram porosidades de 94% e 97% e resistência mecânica de 1,0 e 0,10 MPa, respectivamente. Estas espumas, aplicadas como queimadores porosos, operaram em condições semelhantes à queimadores porosos de Al2O3 para um único ciclo térmico.<br> / Abstract : Nanosized magnesium aluminate (MgAl2O4) was successfully synthesized by combustion reaction in solution using as fuels crude and blonde glycerin from the biodiesel. The magnesium aluminate powder obtained was prepared using two processing routes called conventional heating and fast heating. The initial steps are the same, i.e., precursors, Al(NO3)3.9H2Oand Mg(NO3)2.6H2O in molar ratio of 2:1 were dissolved in 20% (by weight) of deionized water and subjected to magnetic stirring with heating at 70°C until the reaction has started with the addition of fuels. In conventional heating saccharose, pure glycerin, blonde glycerin, blonde glycerin dried for 24 hours, blonde glycerin dried for 24 hours + glycerin gel, gel and crude glycerin were used as fuels. In the fast heating, the blonde and crude glycerins were used as fuels. Ceramic foams were produced by two methods, i.e., thermal foaming and by the replication method using the same base suspension. The powders and the ceramic foams produced were characterized from the point of view of their macro and microstructural properties and their mechanical and thermal properties. The results showed that only the powder produced by fast heating using blonde glycerin as fuel, showed the MgAl2O4 single phase. This powder had sizes (diameters) of primary particles or crystallites of 9 nm and surface area of 112 m2.g-1. The MgAl2O4 foams produced by the thermal foaming and the replication method (fired at 1600°C/120 min using powders calcined at 900°C/120min) had porosity of 94% and 97% and mechanical strength of 1.0 to 0.10Mpa, respectively. These ceramic foams, applied as porous burners, operated under conditions similar to porousAl2O3burnersfor a single thermal cycle.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-27T03:07:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335763.pdf: 3050797 bytes, checksum: 4de0c9487803bc2871096a0677946bbd (MD5) Previous issue date: 2015 / Espumas vitrocerâmicas pertencentes ao sistema Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) foram preparadas com sucesso pelo método de gelcasting. Este método associado à aeração das suspensões cerâmicas contendo um agente espumante (Alkolan CP 30 EG) permitiu a produção de estruturas com elevada porosidade aberta (? 90%), com poros tendendo à forma esférica, elevada interconectividade celular e boa resistência mecânica à verde. Alguns parâmetros de processo, como por exemplo, variação no teor de sólidos da suspensão cerâmica, quantidade de monômeros orgânicos e de agente espumante, foram estudados a fim de se estabelecer correlações destes com as características do produto final. As espumas vitrocerâmicas obtidas foram impregnadas (com nitrato de níquel e nitrato de cobalto hexahidratados), calcinadas, reduzidas e avaliadas como suportes catalíticos frente à reação de decomposição de etanol, nas temperaturas de 550 e 700 °C. Os produtos gasosos e líquidos das reações foram analisados por cromatografia gasosa e os materiais sólidos (materiais carbonáceos) foram analisados por TG/DSC, Raman e MET. Os resultados mostraram que os materiais estudados foram ativos para a produção de hidrogênio. O aumento do teor metálico e/ou temperatura resultou em maior conversão do etanol e maior produção de hidrogênio. Este resultado foi maior para as reações usando o Ni como fase ativa, indicando ser melhor catalisador para a reação de decomposição do etanol. Todas as reações levaram a deposição de carbono nanoestruturado (nanofibras e/ou nanotubos de carbono).<br> / Abstract : Glass-ceramics foams belonging to the Li2O-ZrO2-SiO2-Al2O3 (LZSA) were successfully prepared by gelcasting method. This method associated with the aeration of ceramic suspensions containing a foaming agent (30 EG Alkolan CP) allowed the production of structures with a high open porosity (> 90%), with spherical pores, high cellular interconnectivity and good green mechanical strength. Some process parameters, such as changes in the solid content of the ceramic suspensions, the amount of organic monomers and foaming agent were studied in order to establish correlations with the characteristics of the final product. The obtained glass-ceramic foams were impregnated (with nickel nitrate and cobalt nitrate hexahydrated), calcined, reduced and evaluated as catalyst supports in the ethanol decomposition reaction at temperatures of 550 to 700 °C. Gaseous and liquid products of the reactions were analyzed by gas chromatography and solid materials (carbonaceous materials) were analyzed by TG/DSC, Raman and TEM. The results showed that the studied materials were active for hydrogen production. By increasing the metal content and/or temperature resulted in higher conversion of ethanol and hydrogen production. This result was higher for the reactions using Ni as active phase, indicating that it is a better catalyst for the decomposition reaction of ethanol. All reactions lead to deposition of nanostructured carbon (nanofibers and/or carbon nanotubes).

MARTINS, R. H. P. Avaliação da formação de hidretos metálicos em ligas de zircônio. 2014. 103 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-10-29T17:24:14Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhpmartins.pdf: 9161011 bytes, checksum: dfd6187a4f91fa88c31031385aa2cfe2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-11-03T17:19:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhpmartins.pdf: 9161011 bytes, checksum: dfd6187a4f91fa88c31031385aa2cfe2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-03T17:19:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rhpmartins.pdf: 9161011 bytes, checksum: dfd6187a4f91fa88c31031385aa2cfe2 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / Zirconium alloys have greater applicability in the nuclear industry are used in the manufacture of tubes that make up a metal structure , called the fuel element , and form the core of nuclear reactors . Such tubes are used in the coating of ceramic pellets of enriched uranium dioxide and precipitation of hydrides can undergo in operating conditions . This effect is detrimental to the aforementioned alloys , with a view to reducing the ductility depending on the morphology of hydrides . The morphology of hydrides and their respective susceptibility to formation were evaluated in samples of commercial zirconium alloys Zircaloy - 4 ®, ZIRLO ® and M5 ™ . The samples were hydrogenated in an autoclave under the conditions of pressure and temperature of a nuclear reactor . Later microstructural analysis and verification of alloy metal hydrides formed morphology , were made by optical microscopy and scanning electron as well as the technique of X-ray diffraction was used to identify the presence of hydrides. Circumferential hydrides were formed, by hydrogenation condition that only the radial hydrides and M5 ™ alloy, which are undesirable to be more deleterious to mechanical properties, the alloy is formed Zirlo™ M5®, and for more severe hydrogenation conditions. For both types of hydrogenation was not observed in the presence of hydrides Zircaloy-4 ® / As ligas de Zircônio têm maior aplicabilidade na indústria nuclear, são utilizadas na fabricação de tubos que compõem uma estrutura metálica, denominada de elemento combustível, que forma o núcleo dos reatores nucleares. Os referidos tubos são utilizados no revestimento de pastilhas cerâmicas de dióxido de urânio enriquecido e podem sofrer precipitação de hidretos em condições operacionais. Esse efeito é deletério às citadas ligas, tendo em vista a redução da ductibilidade a depender da morfologia dos hidretos formados. A morfologia dos hidretos e a sua respectiva susceptibilidade à formação foram avaliados em amostras de ligas de comerciais de zircônio Zircaloy–4®, Zirlo® e M5™. As amostras foram hidrogenadas em autoclave, nas condições de pressão e temperatura de um reator nuclear. Posteriormente foram feitas análises microestruturais das ligas e verificação da morfologia hidretos metálicos formados, por microscopia óptica e de varredura eletrônica, bem como foi utilizada a técnica de difração de Raios X, a fim de identificar a presença de hidretos. Hidretos circunferenciais, foram formados, pela referida condição de hidrogenação, somente na liga M5™ e hidretos radiais, que são indesejáveis por serem pontos nucleadores de trincas, formaram-se nas liga Zirlo® e M5™ para condições mais severas de hidrogenação. Para ambos os tipos de hidrogenação não se verificou, nas micrografias, a presença de hidretos no Zircaloy–4®, no entanto, picos de hidretos foram evidenciados por difração de raios X, para a condição de hidrogenação mais severa.

CORDEIRO, E. R. Moldagem por injeção a baixas pressões de pó residual proveniente da extração do granito branco savana. 2004. 88 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-12-10T17:18:13Z No. of bitstreams: 1 2004_dis_ercordeiro.pdf: 7095391 bytes, checksum: 1dbfff7475a3ed56c608a581c634df0b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-12-15T18:32:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2004_dis_ercordeiro.pdf: 7095391 bytes, checksum: 1dbfff7475a3ed56c608a581c634df0b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-15T18:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2004_dis_ercordeiro.pdf: 7095391 bytes, checksum: 1dbfff7475a3ed56c608a581c634df0b (MD5) Previous issue date: 2004-02-27 / The present work describes the use of a grinding dust almost granite raw feedstock to the process of ceramic injection molding at low pressures. The main objective was to demonstrate the technical feasibility of using a low-cost raw material for parts for applications where these were not subjected to large mechanical stresses. Initially it selected a powder from the extraction of a granite commercial value called White Savannah. The material was characterized by chemical and petrographic analysis (for microprobe), and microscopy Scanning electron diffraction and X-ray. After several unsuccessful attempts to use the powder in the raw state, it was subjected to a simple procedure for comminution by grinding and subsequent selection by sieving. The obtained fines were mixed with binder to carnauba wax base, developed in previous research. Rheological studies helped determine the optimum amount of binder and powder in the mixture to be injected. Thermogravimetric analysis was used to establish a ramp for removal of the binder by thermal degradation after injection. The binder removal step was performed without introducing macrodefeitos. The parts were sintered in air in a muffle furnace at temperatures between 1200 0 C to 1280 0 C. Next, the pieces were evaluated in terms of density, porosity, shrinkage and hardness. The best results in terms of appearance, shape maintenance and combination of physical and mechanical properties were obtained with the parts sintered at 1250 0 C. The values ​​obtained for these properties were deemed reasonable when compared to results obtained with previously manufactured parts using other granite waste. / O presente trabalho descreve a utilização de um pó residual de granito em estado quase bruto como matéria-prima para o processo de moldagem cerâmica por injeção a baixas pressões. O objetivo principal era demonstrar a viabilidade técnica de se utilizar uma matéria-prima de baixo custo para obter peças para aplicações em que essas não fossem submetidas a grandes esforços mecânicos. Inicialmente foi selecionado um pó proveniente da extração de um granito de valor comercial denominado Branco Savana. O material foi caracterizado por análises petrográfica e quı́mica (por microssonda), além de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Após algumas tentativas infrutı́feras de se utilizar o pó no estado bruto, o mesmo foi submetido a um procedimento simples de cominuição por moagem e posterior seleção por peneiramento. Os finos obtidos foram misturados ao ligante à base de cera de carnaúba, desenvolvido em pesquisas anteriores. Estudos reológicos ajudaram a determinar a quantidade ótima de ligante e pó na mistura a ser injetada. A análise termogravimétrica foi utilizada para se estabelecer uma rampa para a retirada do ligante por degradação térmica, após a injeção. A etapa de retirada do ligante foi realizada sem introdução de macrodefeitos. As peças foram sinterizadas ao ar, em forno mufla, a temperaturas entre 1200 0 C e 1280 0 C. Em seguida as peças foram caracterizadas quanto à densidade, porosidade, contração, e microdureza. Os melhores resultados em termos de aparência, manutenção do formato e combinação de propriedades fı́sicas e mecânicas foram obtidos com as peças sinterizadas a 1250 0 C. Os valores obtidos para essas propriedades foram considerados razoáveis, quando comparados aos resultados atingidos com peças fabricadas anteriormente, utilizando outros resı́duos granı́ticos.