abstract: The Programmable Metallization Cell (PMC) is a novel solid-state resistive switching technology. It has a simple metal-insulator-metal “MIM” structure with one metal being electrochemically active (Cu) and the other one being inert (Pt or W), an insulating film (silica) acts as solid electrolyte for ion transport is sandwiched between these two electrodes. PMC’s resistance can be altered by an external electrical stimulus. The change of resistance is attributed to the formation or dissolution of Cu metal filament(s) within the silica layer which is associated with electrochemical redox reactions and ion transportation. In this dissertation, a comprehensive study of microfabrication method and its impacts on performance of PMC device is demonstrated, gamma-ray total ionizing dose (TID) impacts on device reliability is investigated, and the materials properties of doped/undoped silica switching layers are illuminated by impedance spectroscopy (IS). Due to the inherent CMOS compatibility, Cu-silica PMCs have great potential to be adopted in many emerging technologies, such as non-volatile storage cells and selector cells in ultra-dense 3D crosspoint memories, as well as electronic synapses in brain-inspired neuromorphic computing. Cu-silica PMC device performance for these applications is also assessed in this dissertation. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2017

O Cu e suas ligas têm diferentes aplicações na sociedade moderna devido as excelentes propriedades elétricas, condutividade térmica, resistência à corrosão dentre outras propriedades. Estas aplicações podem ser em válvulas, tubulações, panelas para absorção de energia solar, radiadores para automóveis, condutores de corrente e eletrônico, elementos de termostatos e partes estruturais de reatores nucleares, como, por exemplo, bobinas para campo toroidal para um reator de fusão nuclear. Dentre as ligas utilizadas em reatores nucleares, podemos destacar Cu-Be, Cu-Sn e Cu-Pt. O Ni e o Co, freqüentemente são adicionados às ligas de Cu para que a solubilidade seja deslocada para temperaturas mais elevadas com relação aos sistemas binários de Cu-Sn e Cu-Pt. A adição de Ni-Pt ou Ni-Sn ao Cu em porcentagens iguais ou inferiores a 1,5 % aliado a tratamentos termos-mecânico alteram as propriedades do Cu. Estudamos neste trabalho sete diferentes ligas: três ligas de Cu-Ni-Pt 1 (97,99 % Cu - 1,55 % Ni - 0,46 % Pt), 2 (99,33 % Cu - 0,23 % Ni -0,43 % Pt) 3 (98,01 % Cu - 0,48 % Ni - 1,51 % Pt); três ligas de Cu-Ni-Sn 4 (98,31% Cu - 1,12 % Ni - 0,58 % Sn), 5 (98,79 % Cu – 0,57 % Ni - 0,65 % Sn), 6 (98,39% Cu – 0,46 % Ni – 1,16 % Sn) e Cu eletrolítico 0 (0,0058 % Pb - 0,0007 % Fe - 0,0036 % Ni - 0,0024 % Ag). As referentes ligas foram desenvolvidas a partir de um forno a arco voltaico e passaram por tratamentos termo-mecânicos pré-determinados. As microestruturas foram analisadas diretamente por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura / EDS e indiretamente por medidas de dureza Vickers e condutividade elétrica. O objetivo deste trabalho, portanto, foi observar e constatar os efeitos da mudança da microestrutura em relação às propriedades dureza e condutividade elétrica. / The Cu and its alloys have different applications in the owed modern society the excellent electric properties, thermal conductivity, resistance to the corrosion and other properties. These applications can be in valves, pipes, pots for absorption of solar energy, radiators for automobiles, current driver, electronic driver, thermostats elements and structural parts of nuclear reactors, as, for example, reels for field toroidal for a reactor of nuclear coalition. The alloys used in nuclear reactors, we can highlight Cu-Be, Cu-Sn and Cu-Pt. Ni and Co frequently are added to the Cu alloys so that the solubility is moved for temperatures more elevated with relationship to the binary systems of Cu-Sn and Cu-Pt. The addition of Ni-Pt or Ni-Sn to the Cu in the same or inferior percentages to 1,5% plus thermomechanical treatments changes the properties of the copper. We studied the electric conductivity and hardness Vickers of the Cu-Ni-Pt and Cu-Ni-Sn and compared with the electrolytic Cu. In the proposed flowcharts, breaking of the obtaining of the ingot, we proceeded with thermo mechanical treatments.

Submitted by Regina Correa (rehecorrea@gmail.com) on 2016-09-21T18:32:48Z No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:35:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-23T18:35:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-23T18:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseEMM.pdf: 4177729 bytes, checksum: cabb6cb463e42cd06627cfd201d93244 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Shape memory alloys (SMA) have some exceptional properties such as the shape memory effect and the superelasticity. Both are associated with a martensitic/austenitic phase transformation. Alloys of the system Cu-Al-Ni, Cu- Zn-Al and NiTi belong to this class of material. The interest in the study of Cubased SMA arises from the fact that they are cheaper than NiTi and might achieve better properties in specific applications. Considering the presented facts, the aim of the thesis is to understand the phase transformation and its features such as the stabilization and hysteresis using thermoelastic thermodynamics and a theory of the compatibility between the austenite and martensite for the system Cu-Al-Ni. This system attracts attention of the scientific community because it is a good candidate in the application of high temperature shape memory alloys (HTSMA), working above 100 oC. Another aim of the thesis is to evaluate the mechanical and functional properties of one alloy processed by spray forming, which was selected based in on the previous study. Important correlations were observed on the thermodynamics and crystallographic compatibility with the phase transformation characteristics of the system Cu-Al-Ni, which also enabled the production of an alloy with good functional properties regarding the shape memory effect. / As ligas com memória de forma (LMF) possuem propriedades interessantes, como o efeito de memória de forma e o efeito da pseudoelasticidade, que são advindas de uma transformação de fase do tipo austenita/martensita. Dentre as ligas que apresentam estas propriedades, encontram-se as dos sistemas Cu-Al-Ni, Cu-Zn-Al e NiTi. O interesse em estudar as ligas a base de Cu vem do fato de que estas podem apresentar certas vantagens em relação às ligas a base de NiTi, tanto pelo custo reduzido dos elementos da liga e de processamento, como pela alto potencial de atingir melhores propriedades funcionais em aplicações específicas. Considerando essas questões, o objetivo da presente tese é o entendimento das transformações de fase martensíticas termoelásticas e suas características como estabilização e histerese, através de teorias de concentração de elétrons de valência, termodinâmica de transformação termoelástica e teorias de compatibilidade das fases austeníticas e martensíticas para as ligas do sistema Cu-Al-Ni com adições de outros elementos. Este sistema é de interesse da comunidade científica pelo fato de ser um bom candidato na utilização de ligas com memória de forma a altas temperaturas (acima de 100 oC). Um segundo objetivo desta tese é a avaliação das propriedades mecânicas e funcionais de uma liga processada por conformação por spray e que foi selecionada baseando-se nos critérios estudados anteriormente. Foram observadas importantes correlações entre os fatores termodinâmicos e de compatibilidade cristalográfica aqui estudados e as características de transformação de fase em ligas do sistema Cu-Al-Ni, o que permitiu também a produção de uma liga com boas propriedades funcionais no que tange o efeito com memória de forma.

Submitted by Kilvya Braga (kilvyabraga@hotmail.com) on 2018-04-19T11:38:41Z No. of bitstreams: 1 MIKARLA BAÍA DE SOUSA - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2015.pdf: 2853939 bytes, checksum: 73cb4a3ae1a6f5afdefa786c3032de07 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T11:38:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MIKARLA BAÍA DE SOUSA - DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2015.pdf: 2853939 bytes, checksum: 73cb4a3ae1a6f5afdefa786c3032de07 (MD5) Previous issue date: 2015-09-29 / CNPq / O processo de corrosão está constantemente transformando os materiais metálicos de modo que a durabilidade e o desempenho dos mesmos deixam de satisfazer os fins a que se destinam. Uma forma de se minimizar a corrosão em materiais metálicos é revesti-los com outros materiais. A eletrodeposição é um método muito utilizado na obtenção de revestimentos metálicos resistentes à corrosão e ao desgaste mecânico. Através da eletrodeposição é possível obter ligas metálicas, as quais são geralmente preparadas com o intuito de melhorar as propriedades dos seus constituintes iniciais. O estudo proposto tem como objetivo otimizar as variáveis de entrada (densidade de corrente e pH) e obter a liga CuZn-Ni resistente à corrosão, caracterizando-a quanto à morfologia, eficiência de corrente catódica, composição da liga, microdureza e resistência à corrosão. Para a otimização do processo de eletrodeposição da liga foi realizado um planejamento fatorial completo 32. Avaliou-se quantitativamente a influência das variáveis de entrada bem como suas possíveis interações com a realização mínima de experimentos. Estudou-se o processo de eletrodeposição de liga Cu-Zn-Ni sobre um cátodo, utilizando um banho contendo sulfato de cobre, sulfato de zinco, sulfato de níquel e citrato de sódio. Todos os experimentos foram realizados em temperatura ambiente e em triplicata, os valores ótimos encontrados através da polarização potenciodinâmica linear foram: densidade de corrente catódica de 30 mA/cm2 e pH 6,0; com esses parâmetros foi possível alcançar um potencial de corrosão de -0,31949 V, uma resistência à polarização de 948090 Ω e uma corrente de corrosão de 6,4265 nA. Os ensaios de impedância eletroquímica confirmaram os resultados obtidos pelos ensaios de polarização potenciodinâmica linear. A composição média deste depósito foi 56 w.t.% de Cu, 38 w.t.% de Zn e 6 w.t. % de Ni. As ligas encontradas apresentaram brilho, aderência e boa resistência à polarização e através da difração de raios-x concluiu-se que a liga obtida é cristalina. O estudo da morfologia acusou a presença de nódulos esféricos de vários tamanhos na superfície da liga. A composição química dos revestimentos parece ser o fator mais importante para a microdureza dos revestimentos, já que o experimento com maior conteúdo de zinco apresentou o valor mais elevado de microdureza, que foi de 571 HV. Estas ligas podem ter grande utilidade em várias aplicações nas indústrias químicas, petrolíferas, petroquímicas, navais, de construções civis e automobilísticas em decorrência de algumas características especiais, como alta resistência à corrosão e ao desgaste e ao baixo sobrepotencial de evolução do hidrogênio da liga Cu-Zn-Ni. / The corrosion process is constantly transforming metallic materials, so that their durability and behavior no longer satisfy their goals. One way to minimize corrosion in metallic materials is to coat them with other materials. Electrodeposition is a widely used method in obtaining metallic coatings resistant to corrosion and mechanic wear. Through electrodeposition, it is possible to obtain alloys, which are generally prepared in order to improve the characteristics of their initial constituents. The proposed study has, as a goal, to optimize the input variables (current density and pH), and obtain the Cu-Zn-Ni alloy resistant to corrosion. A 32 experimental design was used to optimize the electrodeposition process. Both the input variable influence, and their possible interactions, performing less experiments as possible, were quantitatively evaluated. The electrodeposition process of the Cu-Zn-Ni on a cathode was studied, using a bath containing copper sulfate, zinc sulfate, nickel sulfate and sodium citrate. All experiments were conducted at room temperature and in triplicate. The best reached values, through linear potentiodynamic polarization, were: cathode current density of 30 mA/cm2 and pH 6.0; with those parameters, it was possible to reach a potential of -0.31949 V, a 948090 Ω polarization resistance, and a 6.4265 nA current density. Electrochemical impedance spectroscopy confirms the linear potentiodynamic polarization results. Its chemical composition, in average, was 56 w.t. % of Cu, 38 w.t.% of Zn, and 6 w.t.% of Ni. Those found alloys showed bright, adherence and good resistance to polarization, and, through X-ray diffraction, it is concluded that the alloy is crystalline. The morphology study pointed out the presence of spherical nodules with different sizes on the alloy surface. The chemical composition of the coatings seems to be the most important factor for the coatings microhardness, since the experiment with the highest zinc content showed the highest microhardness value, which was 571 HV. Those alloys may have great utility in many applications in chemical, oil, petrochemical, naval industries, civil construction and automobile industries, because of some special characteristics, such as high resistance to corrosion and wear, and low overpotential for hydrogen evolution reaction of the Cu-Zn-Ni alloy.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-12T13:28:19Z No. of bitstreams: 1 RenanSavioDeAlmeidaCoelho_DISSERT.pdf: 6989070 bytes, checksum: 02ffff122848bc43e7d1a9ef1bef5171 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-14T19:12:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RenanSavioDeAlmeidaCoelho_DISSERT.pdf: 6989070 bytes, checksum: 02ffff122848bc43e7d1a9ef1bef5171 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T19:12:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RenanSavioDeAlmeidaCoelho_DISSERT.pdf: 6989070 bytes, checksum: 02ffff122848bc43e7d1a9ef1bef5171 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / As propriedades ?nicas do comp?sito de matriz met?lica de cobre (Cu) refor?ada por dispers?o de part?culas de carboneto de tungst?nio (WC) s?o de grande import?ncia para v?rias aplica??es industriais, devido a sua excelente resist?ncia sob alta temperatura, boa resist?ncia ? corros?o e ? fratura. O comp?sito Cu-WC ? quimicamente e termicamente est?vel, al?m de possuir excelentes propriedades de condutividade t?rmica e el?trica. Tais caracter?sticas o tornam um promissor material para fabrica??o de contato el?trico de alta pot?ncia, eletrodos para soldagem, condutores de campo magn?tico pulsado, dispositivos de gerenciamento t?rmico e el?trico. Este trabalho investiga o efeito da moagem de alta energia na densifica??o e microestrutura dos comp?sitos WC-20%Cu e WC-18%Cu-2%Nb, bem como a influ?ncia da adi??o do ni?bio como inibidor de crescimento de gr?o. O efeito da press?o de compacta??o e da temperatura de sinteriza??o dos p?s preparados por moagem e mistura mec?nica na densidade tamb?m foram estudados. P?s de WC, Cu e Nb, na raz?o de 80, 20 e 2 por cento em massa, respectivamente, foram preparados por moagem e, tamb?m, por mistura mec?nica. A moagem dos p?s comp?sitos foi realizada a seco sob atmosfera ambiente com um recipiente e bolas de metal duro em um moinho attritor. Os p?s foram mo?dos a 900 rpm durante 90 minutos e sob uma raz?o de massa p? para bolas de 1:100. Compactos de p?s com forma cil?ndricas foram prensados a 200, 400 e 600 MPa em uma matriz de a?o uniaxial de 8 mm de di?metro. Os corpos verdes foram sinterizados nas temperaturas de 1030 ?C e 1150 ?C por 60 min. em forno tubular resistivo sob atmosfera de nitrog?nio. A microestrutura dos corpos sinterizados foi analisada por microscopia eletr?nica de varredura. Para analisar a presen?a de impurezas nos p?s elementares e mo?dos, an?lises qu?micas de FRX e EDS foram realizadas. A an?lise de DRX foi usada para detectar as fases presentes. Uma significativa diminui??o dos cristalinos e amorfiza??o das fases Cu e WC foi exibida pelos p?s mo?dos. Assim como, um menor tamanho de gr?o foi alcan?ado pelas microestruturas sinterizadas dos p?s comp?sitos Cu-WC com adi??o de Nb. Os compactos de p?s submetidos a maior press?o de compacta??o e temperatura de sinteriza??o tamb?m alcan?aram as maiores densifica??es. / The unique properties of copper metal matrix composite reinforced by dispersion tungsten carbide particles (WC) are of great importance for several industrial applications, due to their excellent high temperature strength and good corrosion and fracture resistance. This composite is chemically and thermally very stable at high temperatures, as well as having excellent thermal and electrical conductivity properties. These promising features make for the manufacture of high-power electrical contact parts, welding electrodes, magnetic field conductors, thermal and electrical management devices. This work investigates the effect of high energy milling on the densification and microstructure of the composites WC-20% Cu and WC-18% Cu-2% Nb as well as an influence of the addition of niobium as a grain growth inhibitor. The effect of the compacting pressure and the sintering temperature of the powders prepared by milling and mechanical mixing in the density were also studied. WC, Cu and Nb powders in the ratio of 80, 20 and 2 percent by mass, respectively, were prepared by milling and also mechanical mixing. The powder mixture were mechanically alloyed in a attritor ball mil in a dry environment. The powders were milled at 900 rpm, with a mass to powder ratio of 1: 100 balls for 1.5 hours, and pressed at 200, 400 and 600 MPa in a uniaxial matrix with 8mm diameter. The green bodies were sintered at temperatures of 1030 ?C and 1150 ? C for 60 min in a resistive tubular oven under a nitrogen atmosphere. A microstructure of sintered bodies for analysis by scanning electron microscopy. To analyze a presence of impurities in the initial powder and the as-milled powders, chemical analyzes of XRF and EDS were performed. A XRD analysis was used to detect as structure of crystalline. Amortization of the Cu and WC phases occurred, with a decrease in the crystalline phase due to milling, and inhibition of grain growth, both at temperatures, in the samples with Nb. Higher compaction pressure and higher sintering temperature show better results for densification of the material.

O presente trabalho possui como objetivo analisar as propriedades do composto que apresenta em sua composição Fe-Cu-C com adição da cinza leve em percentuais de 4,8% classificado como composto A; 9,8% classificado como composto B; e 14.8% classificado como composto C, processados por metalurgia do pó convencional. Outro objetivo foi analisar o percentual desses compostos e compará-los a liga Fe-Cu-C, classificado como composto Sem Cinza (SC), que não apresenta cinza em sua composição. O composto que não apresenta cinza é utilizado na fabricação de anéis de selos mecânicos. Buscou-se nesse trabalho a melhor condição de cinza em balanço como sendo uma possível alternativa na fabricação desses componentes. A cinza leve foi adicionada ao composto SC já citado (Fe-Cu-C). O carbono presente no composto sem cinza, que tem por finalidade apresentar uma melhor condição de lubrificação nos anéis de selos mecânicos, foi mantido e balanceado junto aos três novos que apresentaram a adição de cinza. Foi analisada no microscópio eletrônico de varredura a distribuição dos elementos ferro, cobre, grafite e cinza leve após a sinterização. Já o tamanho das partículas dos constituintes dos compostos, foram analisados ainda em estado pulvurulento. Determinou-se a massa específica aparente, a curva de compressibilidade e foram compactadas as amostras dos compostos Fe-Cu-C com e sem cinza. Foi realizada a sinterização em atmosfera controlada por argônio em temperatura de 1150ºC com taxa de resfriamento constante. Para a análise da eficiência da mistura, foram realizados ensaios de densidade das amostras sinterizadas, dureza, microdureza e metalografia. Ensaio de micrografia, Dispersão de Energia por Espectroscopia (EDS), ensaio de desgaste pelo método tribológico, análise perfilométrica 2D e 3D e análise dimensional (variações de altura e diâmetro). Foi realizada também a análise da resistividade elétrica dos compostos balanceados com cinza e sem cinza. Para mensurar a possibilidade do uso dos compostos com cinza foram avaliados os resultados obtidos e comparados com os resultados do composto Fe-Cu-C sem adição de cinza. Os resultados indicaram a possiblidade do emprego do composto A (4,8% de cinza) para fabricação de anéis de selo mecânico. / This work aims to analyze the properties of the compound having in its composition Fe-Cu-C with the addition of fly ash in 4,8% percentage classified as compound A, 9,8% classified as compound B, and 14,8% classified as compound C, processed by conventional powder metallurgy. Another objective was to analyze the percentage of these compounds and compare them to Fe-Cu-C, classified as compound No fly ash (SC), which has no gray in their composition. The compound that has no ash is used in the manufacture of mechanical seals rings. We sought in this work the best condition of gray balance as a possible alternative in the manufacture of these components. The fly ash was added to the compound SC (Fe-Cu-C). The addition of carbon in the compounds was to reduce the friction in process compression. Was examined in a scanning electron microscope the distribution of the elements iron, copper, graphite, and fly ash after sintering. The size of the compounds particles were analyzed in powdery state. It was determined the apparent density, compressibility curve of the compounds Fe-Cu-C and Fe-Cu-C with fly ash. Sintering was performed in a controlled atmosphere with argon at a temperature of 1150 ° C with a constant rate of cooling. To analyze the efficiency of mixing of test samples of sintered density, hardness, hardness and metallography were performed. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), tribological wear test method, analysis perfilométrica 2D and 3D dimensional analysis (variations in height and diameter). Analysis of the electrical resistivity of the compounds with and without fly ash was also performed. To measure the possible use of the compounds with fly ash, results were evaluated and compared with results of the compound Fe-Cu-C without adding ash. The results indicated the possibility of employment of compound A (4,8% ash) for the manufacture of mechanical seal rings.

abstract: In this dissertation, remote plasma interactions with the surfaces of low-k interlayer dielectric (ILD), Cu and Cu adhesion layers are investigated. The first part of the study focuses on the simultaneous plasma treatment of ILD and chemical mechanical polishing (CMP) Cu surfaces using N2/H2 plasma processes. H atoms and radicals in the plasma react with the carbon groups leading to carbon removal for the ILD films. Results indicate that an N2 plasma forms an amide-like layer on the surface which apparently leads to reduced carbon abstraction from an H2 plasma process. In addition, FTIR spectra indicate the formation of hydroxyl (Si-OH) groups following the plasma exposure. Increased temperature (380 °C) processing leads to a reduction of the hydroxyl group formation compared to ambient temperature processes, resulting in reduced changes of the dielectric constant. For CMP Cu surfaces, the carbonate contamination was removed by an H2 plasma process at elevated temperature while the C-C and C-H contamination was removed by an N2 plasma process at elevated temperature. The second part of this study examined oxide stability and cleaning of Ru surfaces as well as consequent Cu film thermal stability with the Ru layers. The ~2 monolayer native Ru oxide was reduced after H-plasma processing. The thermal stability or islanding of the Cu film on the Ru substrate was characterized by in-situ XPS. After plasma cleaning of the Ru adhesion layer, the deposited Cu exhibited full coverage. In contrast, for Cu deposition on the Ru native oxide substrate, Cu islanding was detected and was described in terms of grain boundary grooving and surface and interface energies. The thermal stability of 7 nm Ti, Pt and Ru ii interfacial adhesion layers between a Cu film (10 nm) and a Ta barrier layer (4 nm) have been investigated in the third part. The barrier properties and interfacial stability have been evaluated by Rutherford backscattering spectrometry (RBS). Atomic force microscopy (AFM) was used to measure the surfaces before and after annealing, and all the surfaces are relatively smooth excluding islanding or de-wetting phenomena as a cause of the instability. The RBS showed no discernible diffusion across the adhesion layer/Ta and Ta/Si interfaces which provides a stable underlying layer. For a Ti interfacial layer RBS indicates that during 400 °C annealing Ti interdiffuses through the Cu film and accumulates at the surface. For the Pt/Cu system Pt interdiffuion is detected which is less evident than Ti. Among the three adhesion layer candidates, Ru shows negligible diffusion into the Cu film indicating thermal stability at 400 °C. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Physics 2012

O presente trabalho possui como objetivo analisar as propriedades do composto que apresenta em sua composição Fe-Cu-C com adição da cinza leve em percentuais de 4,8% classificado como composto A; 9,8% classificado como composto B; e 14.8% classificado como composto C, processados por metalurgia do pó convencional. Outro objetivo foi analisar o percentual desses compostos e compará-los a liga Fe-Cu-C, classificado como composto Sem Cinza (SC), que não apresenta cinza em sua composição. O composto que não apresenta cinza é utilizado na fabricação de anéis de selos mecânicos. Buscou-se nesse trabalho a melhor condição de cinza em balanço como sendo uma possível alternativa na fabricação desses componentes. A cinza leve foi adicionada ao composto SC já citado (Fe-Cu-C). O carbono presente no composto sem cinza, que tem por finalidade apresentar uma melhor condição de lubrificação nos anéis de selos mecânicos, foi mantido e balanceado junto aos três novos que apresentaram a adição de cinza. Foi analisada no microscópio eletrônico de varredura a distribuição dos elementos ferro, cobre, grafite e cinza leve após a sinterização. Já o tamanho das partículas dos constituintes dos compostos, foram analisados ainda em estado pulvurulento. Determinou-se a massa específica aparente, a curva de compressibilidade e foram compactadas as amostras dos compostos Fe-Cu-C com e sem cinza. Foi realizada a sinterização em atmosfera controlada por argônio em temperatura de 1150ºC com taxa de resfriamento constante. Para a análise da eficiência da mistura, foram realizados ensaios de densidade das amostras sinterizadas, dureza, microdureza e metalografia. Ensaio de micrografia, Dispersão de Energia por Espectroscopia (EDS), ensaio de desgaste pelo método tribológico, análise perfilométrica 2D e 3D e análise dimensional (variações de altura e diâmetro). Foi realizada também a análise da resistividade elétrica dos compostos balanceados com cinza e sem cinza. Para mensurar a possibilidade do uso dos compostos com cinza foram avaliados os resultados obtidos e comparados com os resultados do composto Fe-Cu-C sem adição de cinza. Os resultados indicaram a possiblidade do emprego do composto A (4,8% de cinza) para fabricação de anéis de selo mecânico. / This work aims to analyze the properties of the compound having in its composition Fe-Cu-C with the addition of fly ash in 4,8% percentage classified as compound A, 9,8% classified as compound B, and 14,8% classified as compound C, processed by conventional powder metallurgy. Another objective was to analyze the percentage of these compounds and compare them to Fe-Cu-C, classified as compound No fly ash (SC), which has no gray in their composition. The compound that has no ash is used in the manufacture of mechanical seals rings. We sought in this work the best condition of gray balance as a possible alternative in the manufacture of these components. The fly ash was added to the compound SC (Fe-Cu-C). The addition of carbon in the compounds was to reduce the friction in process compression. Was examined in a scanning electron microscope the distribution of the elements iron, copper, graphite, and fly ash after sintering. The size of the compounds particles were analyzed in powdery state. It was determined the apparent density, compressibility curve of the compounds Fe-Cu-C and Fe-Cu-C with fly ash. Sintering was performed in a controlled atmosphere with argon at a temperature of 1150 ° C with a constant rate of cooling. To analyze the efficiency of mixing of test samples of sintered density, hardness, hardness and metallography were performed. Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), tribological wear test method, analysis perfilométrica 2D and 3D dimensional analysis (variations in height and diameter). Analysis of the electrical resistivity of the compounds with and without fly ash was also performed. To measure the possible use of the compounds with fly ash, results were evaluated and compared with results of the compound Fe-Cu-C without adding ash. The results indicated the possibility of employment of compound A (4,8% ash) for the manufacture of mechanical seal rings.

As estruturas do tri(hidroximetil) amino metano complexado com cobre Cu(II), Cu[NH2C(COH3)3]2+H2O e do tri(hidroximetil)amino metano dopado com prata Ag(I), Ag[NH2C(COH3)3] foram determinados por difração de raios-x. O complexo contendo íons de cobre refinou até um R de 0.034 e foram encontradas as seguintes características principais: sistema cristalino monoclínico; grupo espacial C2/c, a=12.955(2)Å b=10.793(1)Å c=10.091(2)Å &#946=116.62° V=1261.3(6)޵ Z=4; xDc=1.694(2)g/cm-3; &#955(K&#945Mo)=0.71073Å das reflexões medidas 1441 tinham I&#62 3&#948 (I). O íon de cobre está coordenado por pares de átomos de oxigênio e nitrogênio os quais formam uma pirâmide de base quadrada, o oxigênio da molécula de água ocupa o outro vértice da pirâmide. A determinação dessa estrutura é utilizada na interpretação da formação de complexos de cobre com tri(hidroximetil) amino metano em função do pH. A estrutura do tri(hidroximetil) amino metano dopado com prata apresentou as seguintes características: sistema cristalino ortorrômbico; grupo espacial Pna21; a=7.800(2)Å b=8.810(3)Å c=8.850(2)Å V=608.85(4)޵ Dc=1.329g/cm-3; Dm=1.337g/cm-3; 435 reflexões com I&#62 3&#948 (I); R=0.13; o carbono central é coordenado tetraedricamente por três átomos de carbono do tri(hidroximetil) e um nitrogênio do grupo amino. As estruturas do tris dopado com níquel, e do tris dopado com zinco apresentam-se isomorfa com a estrutura do tris dopado com prata. / The crystal structures of the tri(hydroxymethyl) amine methane complexed with cooper Cu[NH2C(COH3)3]2+H2O and the silver Ag[NH2C(COH3)3] doped into the tri(hydroxymethyl) amine methane have been determined by x-ray diffraction. The complex involving Cu++ refined to final R-factor of 0.034, and the following main features were found: the crystal system is monoclinic and its space group is C2/c, a=12.955(2)Å b=10.793(1)Å c=10.091(2)Å &#946=116.62° V=1261.3(6)޵ Z=4; Dc=1.694(2)g/cm-3; &#955(K&#945Mo)=0.71073Å from measures done, 1441 had I&#62 3&#948 (I). The Cu++ is coordinated by couples of atoms of oxygen and nytrogen, which form a base of a quadrangular pyramid, the pyramid vertex is formed by the oxygen of the water molecule. The determination of this structure is used to interpret the rise of tri(hydroxymethyl) amine methane and complexed with Cooper varying the pH. The silver doped into the structures of tris(hydroxymethyl) amine methane presented the following features: crystal system is orthorrombic; space group is Pna21; a=7.800(2)Å b=8.810(3)Å c=8.850(2)Å V=608.85(4)޵ Dc=1.329 g/cm-3; Dm=1.337 g/cm-3; R=0.13; 435 reflections with I&#62 3&#948 (I) the central carbon is coordinated tetrahedrally by three atoms of carbon from tri(hydroxymethyl) and a nitrogen from the amine group.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreia Peiter.pdf: 1366062 bytes, checksum: e0b82884da5c768cb61affcb50cffecf (MD5) Previous issue date: 2015-07-27 / According on the demand for processes that minimize the environmental impact generated by waste, efficient systems that make possible the degradation of these compounds and allow its use as an alternative source for renewable energy generation are increasingly required. The increasing food production to meet the needs of the world population has encouraged the use of agrochemicals in order to ensure productivity in crops. The use of insecticides is increasing to control pests and herbicides for weed control, because there is a lack of effective control that includes new production strategies. Techniques such as crop rotation, no-till system introduction and use of green pesticides (natural insecticides) provide a more sustainable agriculture and reduce impacts to the environment. In this context, this work presents an alternative development of an integrated system for remediation of environments contaminated with simultaneous generation of electricity. The materials were prepared from reagents and accessible metals, which reduce costs and contribute to a clean process, without the addition of organic additives. Due to the high oxidizing potential of hydroxyl radicals generated by the pair electron-hole (e+ + h+) in the semiconductors, was possible to degrade the organic compounds used in the system. The results showed that the generation of current in an area of 6,9 cm2 was 193,37 uA in potassium hydrogen phthalate degradation, using Cu/CuO electrode as a photocatalyst. The Aminol® and Connect® pesticides have been degraded at a percentage of 54,46% and 21,02%, respectively, after 1 hour and 30 minutes in the system, under ultraviolet radiation. The degradation of organic contaminants and simultaneous power generation of energy in integrated system provides a self-sustaining form of wastewater treatment and energy recovery, being possible its use on a large scale. / Em função da demanda por processos que minimizem os impactos ambientais gerados por resíduos, sistemas eficientes que possibilitem a degradação desses compostos e permitam sua utilização como fonte alternativa para geração de energia renovável são cada vez mais requeridos. A crescente produção de alimentos para suprir as necessidades da população mundial tem incentivado o emprego de agroquímicos com o objetivo de assegurar a produtividade nas lavouras. Cada vez mais aumenta o uso de inseticidas para o controle de pragas e herbicidas para o controle de ervas daninhas, pois há carência de um controle efetivo que inclua novas estratégias de produção. Técnicas como rotação de cultura, introdução do sistema de plantio direto e utilização de inseticidas verdes (inseticidas naturais) propiciam uma agricultura mais sustentável e reduzem os impactos causados ao ambiente. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta uma alternativa de desenvolvimento de um sistema integrado para remediação de ambientes contaminados com geração simultânea de energia elétrica. Os materiais foram preparados a partir de reagentes e metais acessíveis, os quais reduzem os custos e contribuem para um processo mais limpo, sem a ação de aditivos orgânicos. Devido ao alto potencial oxidante dos radicais hidroxila gerados por meio do par elétron-lacuna (e- + h+) em semicondutores, foi possível degradar os compostos orgânicos utilizados no sistema. Os resultados mostraram que a geração de corrente em uma área de 6,9 cm2 foi de 193,37 µA na degradação do padrão hidrogenoftalato de potássio, utilizando eletrodo de Cu/CuO como fotocatalisador. Os agrotóxicos Aminol 806® e Connect® foram degradados com percentual de 54,46% e 21,02%, respectivamente, após 1 hora e 30 minutos no sistema, sob radiação ultravioleta. A degradação de contaminantes orgânicos e simultânea geração de energia no sistema integrado prevê uma forma autossustentável de tratamento de efluentes e recuperação de energia, sendo possível sua utilização em grande escala.