Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T14:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iano_MarcosChogi_M.pdf: 12731426 bytes, checksum: 662fae0d81de8813d1edefc6157fe126 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A avançada indústria da informação utiliza em larga escala o quartzo sintético na forma de dispositivos eletrônicos como ressonadores, filtros de ondas, osciladores, dispositivos SA W (Surface Acoustic Waves), polarizadores entre outros, que exigem alta qualidade cristalina da matéria-prima. Desta forma, o avanço desta área está ligado ao aprimoramento e desenvolvimento das propriedades do quartzo sintético, que por sua vez está intimamente relacionado as sementes. O objetivo deste projeto é obter através do emprego de geometrias especiais de corte das sementes o aprimoramento do cristais de quartzo sintético de alta perfeição cristalina visando: (i) a diminuição ou mesmo, a eliminação dos defeitos do tipo linhas de discordâncias; (ü) a reconstituição de regiões da semente contendo defeitos do tipo geminado elétrico ("Dauphiné twin"). E neste contexto, aplicar o processo de crescimento rápido na direção X, o que poderá abrir novas perspectivas para a obtenção de sementes de grandes dimensões a partir do quartzo natural. Além do aspecto tecnológico, existe um forte interesse sócio-econômico para o país, uma vez que o Brasil possui a maior reserva mundial de quartzo natural com qualidade e dimensões compatíveis para este fim, que são exportados sem nenhum processo de agregação de tecnologia e valor. Para o desenvolvimento deste estudo foi utilizado uma interface de colaboração científica com a empresa Fine Crystal Co., do Japão que realizou o crescimento hidrotérmico de cristais sintéticos a partir de sementes preparadas no Laboratório Ciclo Integrado do Quartzo, Unicamp/FEM. Neste caso, foram utilizadas barras de quartzo caracterizadas e com especificações bem definidas, por exemplo, com concentração de discordâncias de 400, 100 e 30 linhas/cm 2. Para caracterização e análise dos cristais crescidos hidrotermicamente utilizou-se a técnica de topografia por difração de raios-X, que mostrou um aprimoramento efetivo na eliminação de linhas de discordâncias e no re-crescimento de regiões com defeitos / Abstract: The advanced industry of information technology has been utilizing a large amount of synthetic quartz for electronic devices, such as resonators, wave filters, oscillators, SA W (Surface Acoustic Waves) devices. One important condition for these applications is the high perfection of synthetic quartzo Therefore, the progress of this area is closely related with the development of synthetic quartz properties, and consequently, with seed technology for growing perfect and large crystals. The aim of this research is to obtain through the employment of special geometry cuttings of seed, an improvement of synthetic quartz crystals, in terms of: (i) decreasing or eliminating dislocation lines; (ii) the reconstitution or re-growing seed regions with Dauphiné twins. In this context, the application of fast growth in + X direction will open new perspectives to obtain seeds of great dimensions from natural quartzo Besides the technological aspect, there is a strong social and economical interest for this country, due to the fact that the largest and the best quartz reserve of piezoelectric grade big blocks are situated in Brazil. This strategic quartz resource has been exported in natura with no processing. For the development of this research, a scientific collaboration was conducted between the Laboratory of Integrated Quartz Cyc1e (LIQC), Faculty of Mechanical Engineering, UNICAMP, and Fine Crystal Co., Japan, where the synthetic quartz was hydrothermally grown. The used seed in this experiment was totally prepared in LIQC, using a series of know-how we have developed during the last fifieen years. Very well characterized quartz bars containing 400, 100, and 30 dislocation lines/cm2 where used for the seed preparation. X-ray diffiaction topography used for the characterization of as-grown synthetic quartz crystals shows that the elimination of dislocation lines, and the re-growing of imperfect regions (after cutting out) were very effective / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Luiz Carlos Kretly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T13:43:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerra_ChristianoPereira_M.pdf: 6651851 bytes, checksum: 056aa6396a14b183f6bf2f41db49b247 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O propósito deste trabalho foi estudar a aplicação da técnica de implantação de íons para a modificação de índice de refração em substratos vítreos e cristalinos, possibilitando o guiamento óptico. Foram implantados íons de HE + com energia variando entre 30 e 190 KeV e doses entre 1,0x10 16 e 2,5x10 16 íons/cm 2 em lâminas de sílica vítrea e quartzo cristalino com cortes perpendiculares aos eixos x, y, e z. Para a caracterização óptica foram feitas medidas dos modos de propagação TE (transversal elétrico) e TM (transversal magnético) de um feixe laser AR + sintonizado em ? 488,0 nm, através do método 'dark modes'. Foram estudados os efeitos da variação de dose, energia e recozimento nos modos propagantes na camada modificada. Foram utilizados diferentes técnicas de espectroscopia infravermelho para analisar as modificações estruturais dos silicatos pelo bombardeamento dos íons de hélio. Análises por difração de raio-X também foram utilizadas para analisar a estrutura do cristal de quartzo puro e modificado pela implantação dos íons / Abstract: The purpose of this work was to study the technical application of íon implantation to modify the refraction index on vitreous and crystallines substrates, allowing the optical guidance. We have implanted HE + ions with energies from 30 to 190 KeV and doses from 1.0x10 16 to 2.5x10 16 ions/cm 2 in vitreous silica and crystalline quartz substrates, with perpendicular cut to the X, Y and Z axis. To optical characterization, it have been made refraction index measurements on Transveral Eletric (TE) and Transversal Magnetic propagation modes of an orgon ion laser beam, at ? 488,0 nm, through the Dark Modes method. We have studied the dose variations, energy and annealing effects on the propagation modes in the modified layer. We have also used different techniques on the infrared spectroscopy to analyze the structural modifications on the silicates by the helium ions bombardment. Analysis by X ray diffraction have also been used to analyze the single quartz crystal and modified by the ions implantation / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:37:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerra_ChristianoPereira_D.pdf: 3352295 bytes, checksum: efe1174275c24c1520729d7316d099fe (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A sílica vítrea é um material fundamental para a indústria de alta tecnologia devido as suas propriedades únicas. Dentre estas podemos destacar a sua alta pureza aliada ao elevado ponto de fusão e alta transmitância no ultravioleta. É um material muito usado na indústria de semicondutores e em fotônica. Para aplicações na indústria óptica e de lâmpadas especiais, é necessário que a sílica vítrea tenha alta transmitância na região do ultravioleta médio (200 nm - 300 nm) e do visível e contenha um reduzido teor de bolhas. Tarugos de sílica vítrea foram produzidas pelo método de Verneuil a partir da fusão em chama com gás GLP e O2. Foram utilizados pós de quartzo natural brasileiro de diferentes regiões com variados teores de impurezas e pós de quartzo comerciais nacionais e importados. Foi introduzida uma etapa de lixiviação ácida em um dos pós de quartzo comercial brasileiro com o objetivo de diminuir o teor de bolhas na sílica vítrea. As impurezas nos pós de quartzo foram determinadas através da técnica de ICP-MS. A transmitância óptica entre 190-3200 nm foi determinada por espectroscopia óptica. O teor de OH presente nas amostras de sílica foi determinado através da banda de absorção em 2730 nm na região do infravermelho do espectro. O teor de bolhas foi determinado através de microscopia óptica, considerando bolhas maiores que 0,01 mm. Foi avaliada a relação entre a transmitância das amostras de sílica vítrea e os teores de impurezas presentes nos pós de quartzo. Os resultados de transmitância na região do médio UV das amostras de sílica vítrea produzida com pós de quartzo feitos a partir das lascas de quartzo brasileiro foram comparados com a sílica vítrea produzida com pó de quartzo comercial importado. Os teores de bolhas foram avaliados em relação às condições de processo de fusão e temperatura de fusão do tarugo. Os resultados mostram a excelente viabilidade do quartzo brasileiro para a fabricação de sílica vítrea de elevado valor agregado / Abstract: Due to their unique thermal and optical properties, silica glasses are highly demanded for use in the high technology industry. They are widely used in the semiconductor and optics industries. For most of the applications in optical industry it is necessary to present high optical transmittance in the medium ultraviolet region (200 nm - 300 nm) and visible and low content of bubbles. Silica glass rods were produced by the Verneuil method from flame fusion with LPG and O2 gases by using Brazilian natural quartz from various regions of the country and also imported and national commercial quartz powders. An acid leaching procedure in a commercial Brazilian powder quartz was tested with the purpose of reducing the bubbles content in silica glass. The measurements of impurities concentration in the quartz powders were determined by ICP-MS technique. The optical transmittance from 190-3200 nm was determined by optical spectroscopy. The OH content was determined by the absorption band at 2730 nm in the infrared region of the spectrum. The content of bubbles larger than 0.01 mm was determined by optical microscopy. The relationship between the optical transmittance of the silica glass samples and the level of impurities in the quartz powders was evaluated. The results of the average transmittance in the UV region of the silica glass samples produced from Brazilian quartz lascas were correlated with the silica glass produced using imported commercial quartz powders. The concentration of bubbles was evaluated with respect to the process conditions of fusion and ingot melting temperature. The results show an excellent feasibility of application of Brazilian natural quartz to produce high value added silica glass / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica