No estudo do movimento da água na zona não saturada do perfil do solo, um dos parâmetros mais importantes para a sua compreensão é a condutividade hidráulica. Estimativas confiáveis são difíceis de serem obtidas, uma vez que a condutividadehidráulica do solo é reconhecidamente uma das propriedades físicas do solo de mais alta variabilidade. O trabalho foi desenvolvido em uma Terra Roxa Estruturada Latossólica, em uma área localizada dentro do Campus da Escola Superior deAgricultura \"Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo. A condutividade hidráulica do solo em função da umidade foi determinada por meio de dois métodos, um direto e outro indireto, sendo que no método direto de campo a umidade do solo foiobtida por meio de dois procedimentos: pela curva de retenção de água no solo e pela sonda de nêutrons. Descreveu-se o método do perfil instantâneo, resolvendo-se a equação de Richards para a determinação do parâmetro condutividade hidráulica efunção da umidade do solo, utilizando-se de tensiômetros para determinação do potencial total da água no solo, e para a determinação da umidade, a sonda de nêutrons e a curva de retenção para cada horizonte do solo estudado. A sonda de nêutronsé pouco sensível a variação de umidade no solo estudado. Apesar da curva de retenção apresentar valores de correlação melhores para a umidade ao longo do tempo de drenagem da água, o solo apresenta uma tendência para pouca variação de umidadeaté 50 cm de profundidade, refletindo a presença do horizonte Bt. Como método indireto, utilizou-se o modelo de van Genuchten, que ajustou bem a curva de retenção. Os valores obtidos para a condutividade hidráulica relativa tiveram uma boacorrelação em relação a condutividade hidráulica relativa experimental obtida pelo método do perfil instantâneo. Entretanto, os valores estimados pelo modelo sempre foram menores do que os obtidos experimentalmente. / The hydraulic conductivity is one of the most important parameters to understand the movement of water in the unsaturated zone. Reliable estimations are difficult to obtain, once the hydraulic conductivity is highly variable. This study was carried out at \"Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo, in a Kandiudalfic Eutrudox soil. The hydraulic conductivity was determined by a direct and an indirect method. The instantaneous profile method was described and the hydraulic conductivity as a function of soil water content was determined by solving the Richards equation. Tensiometers were used to estimate the total soil water potential, and the neutron probe and the soil retention curve were used to estimate soil water content in the direct method. The neutron probe showed to be not adequately sensible to the changes of soil water content in this soil. Despite of the soil retention curve provides best correlation values to soil water content as a function of water redistribution time, the soil water content in this soil did not vary too much till the depth of 50 cm, reflecting the influence of the presence of a Bt horizon. The soil retention curve was well fitted by the van Genuchten model used as an indirect method. The values of the van Genuchten and the experimental relative hydraulic conductivity obtained by the instantaneous profile method provided a good correlation. However, the values estimated by the model were always lower than that ones obtained experimentally.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2012. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2012-11-06T15:42:04Z No. of bitstreams: 1 2012_NizamaraSimenremisPereira_Parcial.pdf: 3504025 bytes, checksum: b349b64e0aca336c651311d3ca47f113 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-11-22T12:12:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_NizamaraSimenremisPereira_Parcial.pdf: 3504025 bytes, checksum: b349b64e0aca336c651311d3ca47f113 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-22T12:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_NizamaraSimenremisPereira_Parcial.pdf: 3504025 bytes, checksum: b349b64e0aca336c651311d3ca47f113 (MD5) / Os polímeros condutores (PCs) têm recebido a atenção de muitos pesquisadores, devido às suas propriedades. É possível que, no futuro, os PCs substituam os metais inorgânicos em diversas aplicações como radares, sensores, dispositivos fotovoltaicos, diodos emissores de luz e células eletroquímicas. Dentre os PCs, a polianilina (PANI) é a mais estudada, pois possui boas propriedades elétricas e estabilidade química, após a dopagem. A desvantagem da PANI é sua baixa solubilidade em solventes orgânicos. Uma alternativa para minimizar essa questão é introduzir grupos substituintes (alquila, alcoxila) na sua cadeia, produzindo derivados da PANI. O processo de síntese da poli(o-metoxianilina) (POMA) é similar ao da PANI, via polimerização oxidativa do monômero. O avanço das pesquisas tem permitido o surgimento de várias linhas de pesquisas, entre elas, as blendas poliméricas condutoras e a fabricação de dispositivos eletrônicos. O desenvolvimento de pesquisas, utilizando misturas de dois ou mais polímeros, permite criar estratégias para produzir materiais com características diferenciadas dos polímeros que constituem as blendas. Nesse trabalho, foram preparadas blendas poliméricas da POMA com o poli(metracrilato de metila) (PMAM), nas concentrações de 5, 10, 25 e 50% (m/m). Os materiais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas (IV e UV-Vis), morfológicas (MFA) e medidas elétricas. Antes da mistura dos polímeros, foi realizada uma hibridização do PC com um corante fotoluminescente, a 2,1,3 benzotiadizola. Nos materiais sem a presença do corante, a POMA manteve sua capacidade de absorção dentro da matriz isolante. A presença do corante na composição dos materiais poliméricos mudou suas propriedades ópticas, incluindo o surgimento de fotoluminescência, modificou as propriedades morfológicas e afetou as propriedades elétricas. Os materiais não hbridos mostraram, por medidas elétricas, capacidade de discriminar soluções alcoólicas puras e soluções alcoólicas com pesticida atrazina, em diferentes concentrações; enquanto, os materiais híbridos apresentaram capacidade de diferenciar variações nas concentrações do íon mercúrio. Esse reconhecimento do meio através de sinais elétricos cria expectativas para que esses materiais possam ter aplicações como sensores químicos. Entretanto, são necessários mais estudos para melhor compreensão das interações entre os polímeros e os analitos, para que os materiais possam ter reais aplicações. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Conducting polymers (CPs) have called the attention of many researchers due to their properties. It is possible that in future the CPs replace metals in many applications such as inorganic radars, sensors, photovoltaic devices, light emitting diodes and electrochemical cells. Among the CPs, polyaniline (PANI) is the most studied because it has good electrical properties and chemical stability after doping. The disadvantage of the PANI is its low solubility in organic solvents. An alternative to minimize this issue is to introduce substituent (alkyl, alkoxyl) in its chain, producing PANI derivatives. The process of synthesis of poly(o methoxyaniline) (POMA) is similar to PANI, through oxidative polymerization of the monomer. The progress of research has allowed the emergence of several lines of research including CP blends and manufacture of electronic devices. The development of materials using mixtures of two or more polymers can create new strategies to produce materials with different characteristics from the polymers that constitute the blends. In this study polymer blends were prepared from POMA with poly(methyl methacrylate) (PMMA) at concentrations of 5, 10, 25 and 50 wt/wt%. The materials were characterized by spectroscopic (IR and UV-Vis), morphological (MFA) and electrical measurements. However, before the mixture of polymers, CP hybridization with a photoluminescent dye was carried out. In materials prepared without the presence of dye, POMA maintained its absorption capacity within the insulator matrix. The presence of the dye in the composition of polymeric materials changed their optical properties, including the emergence of photoluminescence, modified the morphological properties and besides affected the electrical properties. The material prepared without the presence of dye, showed by electrical measurements capacity to discriminate pure alcoholic solutions from alcoholic solutions with different concentrations of pesticide atrazine, while the hybrid materials were able to distinguish mercury ions at different concentrations. This sensitivity of the environment through electrical signals can create expectations that these materials may have applications as chemical sensor. However, further studies are needed to better understand the interactions between polymers and analytes, so these materials can have real applications.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-09-20T12:54:35Z No. of bitstreams: 1 2013_DanielaVasconcelosdeOliveira.pdf: 1468140 bytes, checksum: d61f16bd08d47022385c0aeedfffb5be (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-20T14:45:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DanielaVasconcelosdeOliveira.pdf: 1468140 bytes, checksum: d61f16bd08d47022385c0aeedfffb5be (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-20T14:45:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DanielaVasconcelosdeOliveira.pdf: 1468140 bytes, checksum: d61f16bd08d47022385c0aeedfffb5be (MD5) / A avaliação do vigor de sementes permite a detecção de diferenças na qualidade fisiológica de lotes, os quais apresentam poder germinativo semelhante, e que podem exibir comportamentos distintos em condição de campo ou durante o armazenamento. Pesquisas têm atuado no sentido de desenvolver métodos que permitam a avaliação do potencial fisiológico das sementes. O objetivo deste trabalho consiste em avaliar a qualidade de sementes de Dalbergia miscolobium Benth. e Jacaranda mimosifolia D. Don através do teste de envelhecimento acelerado e atestá-la através dos testes de condutividade elétrica e de germinação. No teste de EA foram adotados seis tempos de exposição das sementes ao envelhecimento; três soluções distintas e duas temperaturas. Após o teste de EA as sementes foram submetidas ao teste de Condutividade Elétrica e de Germinação. A análise estatística dos dados foi efetuada por meio de análise de variância dos tratamentos aplicados, seguido pelo teste de Tukey e pela regressão polinomial. Verificou-se que para a espécie Dalbergia miscolobium na temperatura de 40°C, a solução GA3 apresentou o maior R², com o modelo cúbico; para a temperatura de 50°C a solução água destilada foi o que apresentou maior R², com o modelo linear. Com relação ao teste de condutividade elétrica, para temperatura de 40°C, a solução de ácido giberélico no tempo de 1h é mais eficiente para avaliação do vigor das sementes; para temperatura 50°C nos tempos 1h e 6h a solução água destilada é significativa com relação às demais soluções. Para a espécie Jacaranda mimosifolia para a temperatura de 40°C, na solução GA3 o modelo que mais se ajustou foi o cúbico; para a temperatura de 50°C, na água destilada o modelo adotado que melhor se ajustou foi o linear. No tempo 6h a solução água destilada é superior estatisticamente com relação as demais soluções. No tempo 1h e 48h não houve diferença estatística para efeito de temperatura. Para efeito de condutividade elétrica, observou-se que nos tempos 1h, 6h e 14h a solução com água destilada é superior com relação às demais soluções, não há efeito significativo de temperatura. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The evaluation of seed vigor allows detection of differences in the physiological quality of batches that have similar germination and can display different behaviors in field conditions or during storage. Research has worked to develop methods for the evaluation of seed vigor. The aim of this study is to assess the quality of seeds of Dalbergia miscolobium Benth. and Jacaranda mimosifolia D. Don through accelerated aging test and certify it through the electrical conductivity and germination. In the test of EA were adopted six periods of exposition to aging, three different solutions and two temperatures. After the test EA seeds were tested with Electrical Conductivity and Germination. The statistical analysis was performed by analysis of variance of the treatments, followed by Tukey test and the polynomial regression. It was found that for the species Dalbergia miscolobium at 40 ° C the solution GA3 showed the highest R ², with the cubic; to 50 ° C the solution distilled water showed the largest R ², with the model linear. With regard to electrical conductivity, for a temperature of 40 ° C, gibberellic acid at time 1h is more efficient to assess seed vigor; temperature to 50 ° C at the times 1h and 6h the solution distilled water is significant with respect to other solutions. For the species Jacaranda mimosifolia to 40 ° C, GA3 solution in the model that best fit was cubic; to 50 ° C, in distilled water the model adopted best fit was linear. At the time 6h distilled water solution is superior statistically compared with the other solutions. In time 1h and 48h no statistical difference for the effect of temperature. To effect the electrical conductivity was observed at the times 1h, 6h and 14h the solution with distilled water is greater with respect to other solutions, there is no significant effect of temperature.

Made available in DSpace on 2018-08-01T21:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4564_.pdf: 618050 bytes, checksum: 602ed4befed443703ee89ffdcc1d9469 (MD5) Previous issue date: 2010-07-08 / Este trabalho teve o objetivo de desenvolver expressões para o cálculo das tensões principais biaxial e triaxial em materiais policristalinos anisotrópicos. Com as equações proposta foi possível determinar constantes elásticas usando a Teoria da Elasticidade dos Meios Contínuos para pequenas deformações. A relação constitutiva entre deformação e tensão foi considerada ortotrópica, obedecendo a lei de Hooke generalizada. Uma das técnicas que podem ser aplicada na obtenção das tensões e das constantes elásticas é a difração de raios X, pois as condições experimentais são análogas as hipóteses do modelo, ou seja, medem pequenas deformações em comparação as dimensões da amostra e a ordem de grandeza das tensões envolvidas está no regime elástico. Sendo assim, baseado nas equações obtidas, foi possível usar a técnica de sin2 ψ de difração de raios X para materiais com textura e anisotrópicos, fazendo, em primeiro lugar, uma caracterização da textura através das figuras de pólos para definir os possíveis ângulos ψ que podem ser usados na equação. Em seguida, determinou-se a deformação para cada pico de difração com os ângulos ψ obtidos com as figuras de pólo. Conhecendo as constantes elásticas do material, pode-se usar a equação no cálculo da tensão residual em um material. É apresentado um teste da coerência das equações obtidas comparando com as equações existentes na literatura para materiais isotrópicos e aplicando o modelo para tensão principal biaxial junto com os dados experimentais do trabalho de D. Faurie e colaboradores possibilitou encontrar e comparar as constantes elásticas do nosso modelo com o trabalho citado.

No estudo do movimento da água na zona não saturada do perfil do solo, um dos parâmetros mais importantes para a sua compreensão é a condutividade hidráulica. Estimativas confiáveis são difíceis de serem obtidas, uma vez que a condutividadehidráulica do solo é reconhecidamente uma das propriedades físicas do solo de mais alta variabilidade. O trabalho foi desenvolvido em uma Terra Roxa Estruturada Latossólica, em uma área localizada dentro do Campus da Escola Superior deAgricultura \"Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo. A condutividade hidráulica do solo em função da umidade foi determinada por meio de dois métodos, um direto e outro indireto, sendo que no método direto de campo a umidade do solo foiobtida por meio de dois procedimentos: pela curva de retenção de água no solo e pela sonda de nêutrons. Descreveu-se o método do perfil instantâneo, resolvendo-se a equação de Richards para a determinação do parâmetro condutividade hidráulica efunção da umidade do solo, utilizando-se de tensiômetros para determinação do potencial total da água no solo, e para a determinação da umidade, a sonda de nêutrons e a curva de retenção para cada horizonte do solo estudado. A sonda de nêutronsé pouco sensível a variação de umidade no solo estudado. Apesar da curva de retenção apresentar valores de correlação melhores para a umidade ao longo do tempo de drenagem da água, o solo apresenta uma tendência para pouca variação de umidadeaté 50 cm de profundidade, refletindo a presença do horizonte Bt. Como método indireto, utilizou-se o modelo de van Genuchten, que ajustou bem a curva de retenção. Os valores obtidos para a condutividade hidráulica relativa tiveram uma boacorrelação em relação a condutividade hidráulica relativa experimental obtida pelo método do perfil instantâneo. Entretanto, os valores estimados pelo modelo sempre foram menores do que os obtidos experimentalmente. / The hydraulic conductivity is one of the most important parameters to understand the movement of water in the unsaturated zone. Reliable estimations are difficult to obtain, once the hydraulic conductivity is highly variable. This study was carried out at \"Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz\", Universidade de São Paulo, in a Kandiudalfic Eutrudox soil. The hydraulic conductivity was determined by a direct and an indirect method. The instantaneous profile method was described and the hydraulic conductivity as a function of soil water content was determined by solving the Richards equation. Tensiometers were used to estimate the total soil water potential, and the neutron probe and the soil retention curve were used to estimate soil water content in the direct method. The neutron probe showed to be not adequately sensible to the changes of soil water content in this soil. Despite of the soil retention curve provides best correlation values to soil water content as a function of water redistribution time, the soil water content in this soil did not vary too much till the depth of 50 cm, reflecting the influence of the presence of a Bt horizon. The soil retention curve was well fitted by the van Genuchten model used as an indirect method. The values of the van Genuchten and the experimental relative hydraulic conductivity obtained by the instantaneous profile method provided a good correlation. However, the values estimated by the model were always lower than that ones obtained experimentally.

Orientador: Daltro Garcia Pinatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T00:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sandim_MariaJoseRamos_M.pdf: 4630072 bytes, checksum: c731e0dea06f3532f3cfc36deb27f321 (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Carlos Henrique Brito Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-16T20:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Szpigel_Sergio_M.pdf: 13330603 bytes, checksum: 25a8468a4c7e11103d8c4352ae48522f (MD5) Previous issue date: 1988 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo a construção e caracterização de uma chave optoeletrônica a semicondutor para chaveamento de pulsos elétricos de alta tensão (> 500 V). Os semicondutores utilizados foram GaAs e InP semi-isolantes que apresentam alta resistividade (> 107 W.cm). Para a ativação das chaves foi construído um laser de nitrogênio que fornece pulsos com duração da ordem de 2 ns no comprimento de onda de 337.1 nm .Foram estudados os efeitos de potência do laser e do campo elétrico aplicado na performance dos dispositivos. Pulsos com duração subnanosegundo e amplitude até 800 V foram obtidos com o InP e até 450 V com o GaAs. Também foi construída uma chave com resposta rápida (@ 100 PS) para medidas dos tempos de recombinação dos cristais. O dispositivo foi ativado utilizando-se pulsos ultracurtos (100 fs) fornecidos por um laser de corante (l = 610 nm) com acoplamento de modos passivo e cavidade em anel em regime de pulsos contrapropagantes / Abstract: In this work we have studied a semiconductor optoelectronic device to switch high-voltage electrical pulses ( > 500 V). The semiconductors used were semi-isolant GaAs and InP that show high-resistivity (> 107 W.cm) To switch activation we have built a nitrogen laser that gives pulses of 337.1 nm radiation and duration of 2 ns. We have studied the effects of laser power and applied electrical field on the device performance. Subnanosecond electrical pulses with amplitudes as high as 800 V for InP and 450 V for GaAs were obtained. We also have built a fast response switch (@ 100 PS) to measure the crystal recombination time The device was activated by ultrashort light pulses (100 fs) of a colliding pulse mode-locked ring dye laser (l = 610 nm) / Mestrado / Física / Mestre em Física

Esta Tese de Doutorado teve como objetivo geral estudar alguns aspectos da microestrutura de cerâmicas condutoras preparadas a partir de nanopartículas, e sua relação com a condutividade elétrica no material sinterizado. Para isto, foi escolhida a céria-samária, cuja principal aplicação potencial é como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido (SOFC) de temperaturas intermediárias de operação. A principal propriedade de interesse para fins de aplicação destas cerâmicas é sua condutividade elétrica, que é também dependente da microestrutura do material sinterizado. Assim, os principais objetivos específicos deste trabalho foram: 1) preparação e caracterização física de nanopartículas de céria contendo o íon Sm3+ como aditivo (Ce1-xSmxO2-x/2 com 0 x 0,3), 2) estudo da densificação e do crescimento de grãos na céria-samária, e 3) estudo da influência do tamanho médio de grãos nos componentes iônico e eletrônico da condutividade elétrica total. Para a obtenção de nanopartículas foram utilizadas técnicas de síntese que empregam soluções dos cátions de interesse, além da técnica convencional de mistura de óxidos, para fins comparativos. Diversas técnicas foram utilizadas para a caracterização, tais como a difração de raios X e a espectroscopia Raman, para a caracterização estrutural e determinação do tamanho de cristalito; a microscopia eletrônica para observação de alguns aspectos da microestrutura, e a espectroscopia de impedância para medida da condutividade elétrica. Os resultados mostraram que o método da precipitação homogênea é efetivo para a síntese de nanopartículas com tamanho e forma homogêneos e com estreita distribuição de tamanhos. O uso de solvente misto (água/álcool) favoreceu a obtenção de pós nanométricos com alta sinterabilidade, maior rendimento e maior condutividade elétrica do que aqueles preparados pelo método convencional. A condutividade elétrica e a densificação são maximizadas na céria-samária sintetizada em etanol/água. Os compactos preparados com esses pós atingiram 95% da densidade teórica quando sinterizados a 1200 ºC por 5 h. A condutividade elétrica da céria-samária é predominantemente iônica, e o componente eletrônico se torna significativo apenas para pressão parcial de oxigênio igual ou inferior a 10-20 atm a 600 ºC. Para fins de utilização em células a combustível como eletrólito sólido, a céria-samária sintetizada pode ser empregada em temperaturas de operação de até 550 ºC. A céria-samária comercial com alta área superficial apresenta boa densificação para temperaturas de sinterização de apenas 800 ºC. A condutividade intergranular de amostras com tamanho médio de grãos de ~ 30 nm é inferior e o potencial de carga espacial é superior ao das amostras com maior tamanho médio de grãos. Para a céria-samária nanoestruturada, a condutividade eletrônica praticamente independe do tamanho de grãos em temperaturas de até 550 ºC. / The general proposal of this Doctorate Thesis was to study some aspects of the microstructure of electrical conducting ceramics prepared from nanoparticles and its relationship with the electrical conductivity in the sintered material. For this purpose, samarium doped ceria, a potential candidate for application as solid electrolyte in intermediate temperature solid oxide fuel cells (SOFC) was selected. The main property of interest for this application is its electrical conductivity, which is dependent on the microstructure of the sintered material. Therefore, the main specific objectives of this work were: 1) preparation and physical characterization of ceria nanoparticles containing Sm3+ as additive (Ce1-xSmxO2-x/2 with 0 x 0.3), 2) study of densification and grain growth in these materials, and 3) study of the influence of average grain size on the ionic and electronic components of the overall electrical conductivity. Solution synthesis techniques were used for obtaining powder materials, and the conventional mixing of starting oxides was also used for comparison purposes. Several techniques were used for characterization like X-ray diffraction and Raman spectroscopy for phase characterization and crystallite size calculation; electron microscopy for microstructure observation, and impedance spectroscopy for electrical conductivity determination. The homogeneous precipitation method was found to be suitable for the synthesis of nanoparticles with homogeneous size and shape along with sharp distribution of particle sizes. The use of a mixed solvent (water/alcohol) was quite effective for obtaining nanosized powders with high yield and higher electrical conductivity than those for powders prepared by the conventional method of synthesis. The densification and the electrical conductivity were maximized when water/ethanol mixture was used as solvent. Powder compacts prepared with these powders attained 95% of the theoretical density after sintering at 1200 ºC for 5 h. The electrical conductivity is predominantly ionic in samaria-doped ceria, and the electronic component of the total electrical conductivity becomes significant only at oxygen partial pressures equal or lower than 10-20 atm at 600 ºC. For application of samaria-doped ceria as solid electrolyte in SOFC the maximum operation temperature is ~ 500 ºC. Commercial samaria-doped ceria with high specific surface area may attain good densification at only 800 ºC. The grain boundary conductivity in specimens with ~ 30 nm of average grain size is lower and the space charge potential is higher than those of specimens with higher grain sizes. The electronic conductivity in nanostructured samaria-doped ceria is almost independent on the grain size for temperatures lower than 500 ºC.

Esta Tese de Doutorado teve como objetivo geral estudar alguns aspectos da microestrutura de cerâmicas condutoras preparadas a partir de nanopartículas, e sua relação com a condutividade elétrica no material sinterizado. Para isto, foi escolhida a céria-samária, cuja principal aplicação potencial é como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido (SOFC) de temperaturas intermediárias de operação. A principal propriedade de interesse para fins de aplicação destas cerâmicas é sua condutividade elétrica, que é também dependente da microestrutura do material sinterizado. Assim, os principais objetivos específicos deste trabalho foram: 1) preparação e caracterização física de nanopartículas de céria contendo o íon Sm3+ como aditivo (Ce1-xSmxO2-x/2 com 0 x 0,3), 2) estudo da densificação e do crescimento de grãos na céria-samária, e 3) estudo da influência do tamanho médio de grãos nos componentes iônico e eletrônico da condutividade elétrica total. Para a obtenção de nanopartículas foram utilizadas técnicas de síntese que empregam soluções dos cátions de interesse, além da técnica convencional de mistura de óxidos, para fins comparativos. Diversas técnicas foram utilizadas para a caracterização, tais como a difração de raios X e a espectroscopia Raman, para a caracterização estrutural e determinação do tamanho de cristalito; a microscopia eletrônica para observação de alguns aspectos da microestrutura, e a espectroscopia de impedância para medida da condutividade elétrica. Os resultados mostraram que o método da precipitação homogênea é efetivo para a síntese de nanopartículas com tamanho e forma homogêneos e com estreita distribuição de tamanhos. O uso de solvente misto (água/álcool) favoreceu a obtenção de pós nanométricos com alta sinterabilidade, maior rendimento e maior condutividade elétrica do que aqueles preparados pelo método convencional. A condutividade elétrica e a densificação são maximizadas na céria-samária sintetizada em etanol/água. Os compactos preparados com esses pós atingiram 95% da densidade teórica quando sinterizados a 1200 ºC por 5 h. A condutividade elétrica da céria-samária é predominantemente iônica, e o componente eletrônico se torna significativo apenas para pressão parcial de oxigênio igual ou inferior a 10-20 atm a 600 ºC. Para fins de utilização em células a combustível como eletrólito sólido, a céria-samária sintetizada pode ser empregada em temperaturas de operação de até 550 ºC. A céria-samária comercial com alta área superficial apresenta boa densificação para temperaturas de sinterização de apenas 800 ºC. A condutividade intergranular de amostras com tamanho médio de grãos de ~ 30 nm é inferior e o potencial de carga espacial é superior ao das amostras com maior tamanho médio de grãos. Para a céria-samária nanoestruturada, a condutividade eletrônica praticamente independe do tamanho de grãos em temperaturas de até 550 ºC. / The general proposal of this Doctorate Thesis was to study some aspects of the microstructure of electrical conducting ceramics prepared from nanoparticles and its relationship with the electrical conductivity in the sintered material. For this purpose, samarium doped ceria, a potential candidate for application as solid electrolyte in intermediate temperature solid oxide fuel cells (SOFC) was selected. The main property of interest for this application is its electrical conductivity, which is dependent on the microstructure of the sintered material. Therefore, the main specific objectives of this work were: 1) preparation and physical characterization of ceria nanoparticles containing Sm3+ as additive (Ce1-xSmxO2-x/2 with 0 x 0.3), 2) study of densification and grain growth in these materials, and 3) study of the influence of average grain size on the ionic and electronic components of the overall electrical conductivity. Solution synthesis techniques were used for obtaining powder materials, and the conventional mixing of starting oxides was also used for comparison purposes. Several techniques were used for characterization like X-ray diffraction and Raman spectroscopy for phase characterization and crystallite size calculation; electron microscopy for microstructure observation, and impedance spectroscopy for electrical conductivity determination. The homogeneous precipitation method was found to be suitable for the synthesis of nanoparticles with homogeneous size and shape along with sharp distribution of particle sizes. The use of a mixed solvent (water/alcohol) was quite effective for obtaining nanosized powders with high yield and higher electrical conductivity than those for powders prepared by the conventional method of synthesis. The densification and the electrical conductivity were maximized when water/ethanol mixture was used as solvent. Powder compacts prepared with these powders attained 95% of the theoretical density after sintering at 1200 ºC for 5 h. The electrical conductivity is predominantly ionic in samaria-doped ceria, and the electronic component of the total electrical conductivity becomes significant only at oxygen partial pressures equal or lower than 10-20 atm at 600 ºC. For application of samaria-doped ceria as solid electrolyte in SOFC the maximum operation temperature is ~ 500 ºC. Commercial samaria-doped ceria with high specific surface area may attain good densification at only 800 ºC. The grain boundary conductivity in specimens with ~ 30 nm of average grain size is lower and the space charge potential is higher than those of specimens with higher grain sizes. The electronic conductivity in nanostructured samaria-doped ceria is almost independent on the grain size for temperatures lower than 500 ºC.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2429_1.pdf: 1487438 bytes, checksum: e100f3ae826cc875f7013f6ac8b6b754 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / As interações físicas e químicas de um solo argiloso compactado e percolado com diversos fluidos contaminantes são analisadas através de ensaios de laboratório. Este solo é oriundo da Formação Barreiras, situada na região Metropolitana do Recife, e foi compactado dinamicamente com peso específico aparente seco de campo e máximo, na umidade natural e ótima. Os contaminantes percolados no solo foram a solução saturada de cloreto de sódio, o óleo lubrificante de motor e o chorume. Foi percolado também junto ao óleo lubrificante e ao chorume o composto biossurfactante com o intuito de atenuação da contaminação. Para parâmetro comparativo das interações percolou-se água destilada no solo. No programa de investigação laboratorial foram realizados ensaios físicos e químicos dos solos natural e contaminado, como também dos fluidos percolados. Analisase o solo como barreira natural de retenção e também a atenuação do biossurfactante em relação aos metais pesados contidos no óleo lubrificante e no chorume. Mede-se a condutividade hidráulica com diferentes espessuras da camada argilosa nos percolantes água destilada e solução saturada de cloreto de sódio. Constata-se que a variação da espessura reduz significativamente a condutividade, principalmente na percolação da solução saturada de cloreto de sódio. Constata-se que o composto biossurfactante influencia a condutividade hidráulica, reduzindo seu valor, como também na atenuação e remoção de metais pesados do solo