Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-24T03:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343611.pdf: 25448372 bytes, checksum: 73bec479d7ff64a193ca927f846c87b1 (MD5) Previous issue date: 2016 / Nesta tese utiliza-se o modelo de Nambu?Jona-Lasinio (NJL) na versão SU(2) para os quarks leves up e down com a finalidade de se estudar a transição quiral na matéria de quarks e suas aplicações no contexto da física de altas energias. Entre as grandezas físicas calculadas estão a tensão superficial na matéria de quarks magnetizada, que é de interesse da física de estrelas compactas, e a correlação entre o número de partículas e antipartículas em temperatura e densidade ?nitas, que é de interesse da física de colisões de íons pesados. O potencial efetivo, ou energia livre de Landau, é calculado na aproximação de campo médio usando-se o formalismo de integrais de trajetória. No regime de baixas temperaturas o modelo prevê uma transição de primeira ordem da matéria hadrônica para a matéria de quarks, o que tem consequências importantes como, por exemplo, a coexistência das duas fases, hadrônica e de quarks, para determinados valores da pressão, temperatura e potencial químico. A tensão superficial entre estas fases é calculada para a matéria de quarks magnetizada através do método geométrico, onde leva-se em conta as instabilidades associadas a` transição de primeira ordem. A formação de estrelas híbridas com fase mista depende de taxa de nucleação de bolhas de quarks em meio a matéria de hádrons, que, por sua vez, depende da tensão superficial. No caso de estrelas com campos magnéticos fortes como as magnetares, o valor da tensão superficial varia em função da intensidade do campo, facilitando (caso a tensão superficial diminua) ou não (caso aumente) a ocorrência de fase mista. Os resultados da tese mostram que, para valores do campo magnético em torno de 4-6m_p^2/e ??10?^19 G, a tensão superficial diminui em relação ao seu valor com campo nulo, favorecendo a formação de estrelas híbridas com fase mista. Entretanto, para valores muito altos de B, a tensão superficial cresce continuamente, o que desfavorece a formação destas estrelas. O modelo NJL também prevê a existência de um ponto crítico no seu diagrama de fases. Nos últimos anos tem-se procurado por evidências experimentais da existência de um ponto crítico no diagrama de fases da QCD em experimentos de colisões de íons pesados. Uma forma de se investigar esta questão consiste em analisar as flutuações e correlações nas distribuições de partículas obtidas nas colisões. Recentemente as equipes responsáveis pelo programa Beam Energy Scan, da colaboração STAR, publicaram informações a respeito de cumulantes das curvas de distribuição do número de prótons e antiprótons detectados nos experimentos. Os resultados sugerem que a produção de prótons e antiprótons ocorre de modo praticamente independente, isto é, quase não há correlação entre o número de prótons e antiprótons. Entretanto, sabe-se que nas proximidades de uma transição de fase, mais precisamente na vizinhança de um ponto crítico, correlações costumam desempenhar um papel importante. A segunda etapa desta tese concentra-se em calcular a correlação entre o número de partículas e antipartículas ao longo do diagrama de fases do modelo NJL e estudar o seu comportamento nas vizinhanças do ponto crítico. Este cálculo permite uma comparação direta com os resultados publicados pela colaboração STAR, responsável pelo programa Beam Energy Scan. Os resultados obtidos mostram que a correlação é levemente diferente de zero perto da temperatura pseudo-crítica de crossover e apresenta um salto abrupto no ponto crítico. No entanto, este comportamento pode ser atenuado quando um acoplamento vetorial repulsivo está presente.<br> / Abstract : This thesis uses the SU(2) Nambu?Jona-Lasinio model for up and down quarks with the aim of studying the chiral transition in quark matter and its application to high energy physics. Among the physical quantities calculated here are the surface tension in magnetized quark matter, relevant to compact star physics, as well as the particle-antiparticle number correlation in ?nite temperature and density, relevant to heavy ion collision physics. The e?ective potential, or Landau?s free energy, is calculated within the mean ?eld approximation by using the path integral formalism. At low temperatures the model predicts a ?rst order phase transition from hadronic matter to quark matter, which has important consequences such as the coexistence of both phases at the same values of temperature, chemical potential and pressure. The surface tension between the two phases in magnetized quark matter is calculated using a geometrical approach that considers the instabilities associated with a ?rst order phase transition. The surface tension has an important role in the context of compact stars, since the formation of hybrid stars with mixed phase depends on the nucleation rate of quark bubbles which, in turn, depends on the surface tension. In the case of stars with strong magnetic ?elds such as magnetars, the value of the surface tension varies as a function of the ?eld strenght, favoring (if the value of the surface tension decreases) or disfavoring (if the value increases) the occurrence of a mixed phase. The results presented here show that, for values of the magnetic ?eld around 4-6 m_p^2/e ??10?^19 G, the surface tension decreases with respect to its value at B = 0, therefore favoring the formation of hybrid stars with mixed phase. However, for very high values of B, the surface tension continuously grows, which disfavors the formation of such stars. The NJL model also predicts the existence of a critical point in the phase diagram. In the last years, heavy ion collision experiments have been looking for evidence of the QCD critical point. One way to approach this problem is to look for ?uctuations and correlations in the particle distributions obtained in these experiments. Recently, the teams responsable for the Beam Energy Scan program, in the STAR collaboration, published data concerning the cumulants of the proton and antiproton distribuction functions obtained in recent experiments. The results suggest that the proton and antiproton production occurs in a practically independent way, with almost no correlation between them. Nevertheless, it is well known that correlations play a important role in the vicinity of a phase transition, specially in the vicinity of a critical point. The second part of this thesis focus in the evaluation of the particle-antiparticle correlation along the phase diagram of the NJL model and in the study of its behavior near the critical point. The results allow for a direct comparison with the data published by the STAR collaboration and show that the correlation is slightly di?erent from zero near the pseudo-critical temperature but presents an abrupt jump at the critical point. However, this behavior may be softened when a repulsive vector coupling is present.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:25:05Z : No. of bitstreams: 1 moraes_jr_dr_guara.pdf: 858058 bytes, checksum: 9d3737c517e6bd0d7841460e47975a70 (MD5) / A crescente demanda por energia aumenta a busca por fontes energéticas alternativas a fim de se desvencilhar daquelas não renováveis. Todavia, a decisão por uma fonte energética leva em conta fatores técnicos, econômicos, sociais, políticos e ambientais. O termo biodiesel aplica-se ao combustível substituto do óleo diesel, constituído de ésteres obtidos a partir de óleos vegetais, por processo de transesterificação com álcoois em meio ácido ou básico. A utilização de óleos vegetais como combustível apresenta vantagens, principalmente, quanto às emissões de gases nocivos. Contudo, apresenta desvantagens como elevada viscosidade e falta de volatilidade, e seu processo de obtenção gera resíduo não totalmente aproveitável. Sistemas microemulsionados aparecem como um tipo de combustível alternativo, pois se ampliam os limites advindos das propriedades de cada componente da mistura. Pode-se intervir na redução das emissões de poluentes e também em suas características. Permite a utilização de substâncias com menor valor econômico e reaproveitamento de resíduos, constituindo-se como substitutos para os derivados de petróleo, propiciando autossuficiência energética, fortalecimento do agronegócio, desenvolvimento regional sustentável, geração de emprego/renda e melhoria da qualidade do ar / The growing demand for energy increases the search for alternatives to replace fossil sources by renewable energy sources. Nevertheless, the decision for an energy source shall consider technical factors, economic, social and environmental aspects as well. The term biodiesel refers to the substitute fuel for the original diesel, obtained from vegetable oil esters, by means of chemical transesterification with alcohols in acid or basic media. The use of vegetable oils as fuel presents many advantages, mainly concerning lower harmful gas emission. Although, they present disadvantages as high viscosity and lack of volatility, and their production process generates residues not completely usable. Micro-emulsion systems appear as alternatives because it is possible to take better advantage of the properties of each component of the system. It is possible to manipulate the system in order to reduce gas emissions and also their characteristics. It allows the use of components with lower economical value and recovery of residual products, becoming valuable substitutes for petrol derivatives, reducing external energy dependence, strengthen the agro-business, providing sustainable regional development, job and revenue generation and air quality improvement

Apesar de ser um líquido comum na natureza, muitas dúvidas ainda pairam sobre várias características da água. A existência de uma relação comum entre o tipo de potencial intermolecular, criticalidade e as várias formas de anomalia existentes nessa substância ainda é uma questão em aberto, apesar da intensa pesquisa que têm-se feito ao longo dos anos sobre esse assunto . Nesta dissertação, propomos a hipótese de que a anomalia na densidade está correlacionada à presença de multicriticalidade, e que ambos os fenômenos surgem de um potencial de duas escalas. Para dar suporte a esta hipótese, além de trabalhos anteriores, usamos e estudamos um gás de rede com interações que competem (primeiros vizinhos V1 repulsivos e segundos vizinhos V2 atrativos). Construímos para este sistema um diagrama de fases µ vs. T usando dois métodos: aproximação de campo médio e simulações. Encontramos na aproximação de campo médio duas linhas críticas, uma das quais encontra a linha de 1a ordem separando duas fases líquidas, e um ponto tricrític Com a aproximação de campo médio não encontramos anomalia na densidade. Os resultados obtidos com as simulações alteram qualitativamente o diagrama de fases. Tanto as linhas críticas quanto os pontos tricríticos tem suas posições modificadas com relação ao campo médio. Neste caso encontramos um comportamento anômalo na densidade. Concluímos que o potencial de duas escalas competitivas é um ingrediente necessário ao aparecimento de anomalia na densidade e coexistência entre duas fases líquidas. Ainda, mostramos que essa anomalia pode estar associada não apenas a dois pontos críticos, como se espera para a água, mas a uma multicriticalidade em geral, tal como linhas críticas.

Orientador: Luiz Roberto Carrocci / Coorientador: Edgard Paz Perez / Banca: Celso Eduardo Tuna / Banca: Eliana Vieira Canettieri / Banca: Daniele Camargo Vernilli / Banca: Valesca Alves Corrêa / Resumo: A crescente demanda por energia aumenta a busca por fontes energéticas alternativas a fim de se desvencilhar daquelas não renováveis. Todavia, a decisão por uma fonte energética leva em conta fatores técnicos, econômicos, sociais, políticos e ambientais. O termo biodiesel aplica-se ao combustível substituto do óleo diesel, constituído de ésteres obtidos a partir de óleos vegetais, por processo de transesterificação com álcoois em meio ácido ou básico. A utilização de óleos vegetais como combustível apresenta vantagens, principalmente, quanto às emissões de gases nocivos. Contudo, apresenta desvantagens como elevada viscosidade e falta de volatilidade, e seu processo de obtenção gera resíduo não totalmente aproveitável. Sistemas microemulsionados aparecem como um tipo de combustível alternativo, pois se ampliam os limites advindos das propriedades de cada componente da mistura. Pode-se intervir na redução das emissões de poluentes e também em suas características. Permite a utilização de substâncias com menor valor econômico e reaproveitamento de resíduos, constituindo-se como substitutos para os derivados de petróleo, propiciando autossuficiência energética, fortalecimento do agronegócio, desenvolvimento regional sustentável, geração de emprego/renda e melhoria da qualidade do ar / Abstract: The growing demand for energy increases the search for alternatives to replace fossil sources by renewable energy sources. Nevertheless, the decision for an energy source shall consider technical factors, economic, social and environmental aspects as well. The term biodiesel refers to the substitute fuel for the original diesel, obtained from vegetable oil esters, by means of chemical transesterification with alcohols in acid or basic media. The use of vegetable oils as fuel presents many advantages, mainly concerning lower harmful gas emission. Although, they present disadvantages as high viscosity and lack of volatility, and their production process generates residues not completely usable. Micro-emulsion systems appear as alternatives because it is possible to take better advantage of the properties of each component of the system. It is possible to manipulate the system in order to reduce gas emissions and also their characteristics. It allows the use of components with lower economical value and recovery of residual products, becoming valuable substitutes for petrol derivatives, reducing external energy dependence, strengthen the agro-business, providing sustainable regional development, job and revenue generation and air quality improvement / Doutor

Nesta Tese de Doutorado se apresenta um estudo teórico das fases anisotrópicas (faixas) em sistemas isotrópicos com interações competitivas. Focamos nosso trabalho em sistemas que apresentam uma interação de curto alcance atrativa e uma interação de longo alcance repulsiva. Sistemas com estas caraterísticas abundam na natureza, por exemplo: filmes magnéticos ultrafinos, sistemas de elétrons fortemente correlacionados e sistemas de copolímeros, só para mencionar alguns. No segundo capítulo estudamos numericamente as propriedades de dois modelos com competição. Mostramos que além de algumas caraterísticas obvias em comum, os dois modelos apresentam propriedades bem diferentes na fase de baixa temperatura, contrario ao que normalmente se assume na literatura. Mediante uma análise de campo médio e campo médio mais pequenas flutuações estudamos os perfis das soluções de faixas. O que permite caracterizar magnitudes como o comprimento de modulação e a amplitude do parâmetro de ordem, em função da temperatura. É importante mencionar como a inclusão das flutuações muda dramaticamente os diagramas de fase, levando a transição da fase de faixas à fase desordenada de continua, em campo médio, a fortemente descontinua quando consideramos flutuações. Também é estudado neste capítulo as propriedades elásticas do sistema de faixas, via o cálculo do módulo de compressibilidade das faixas. Foi observada uma anomalia na compressibilidade para baixas temperaturas em ambos sistemas o que, como é explicado no texto, parece indicar um mecanismo mais geral para a anomalia do módulo de Young. Devido às fortes flutuações presentes em duas dimensões não se observa ordem posicional de longo alcance no limite termodinâmico em sistemas formadores de faixas. No entanto, frequentemente nestas condições se percebe uma certa ordem orientacional das estruturas moduladas. Assim, o terceiro capítulo é dedicado ao estudo da fase nemática em sistemas de faixas com interações competitivas. Aplicamos a Self Consistent Screening Approximation a um modelo genérico com competição e mostramos como a solução nemática aparece em sistemas isotrópicos. Assim também é obtido que para temperaturas menores que uma dada temperatura crítica a solução nemática tem menor energia livre que a solução desordenada. Isto estabelece à fase nemática como a fase termodinamicamente estável para T < Tc. No capítulo 4 esclarecemos e generalizamos alguns dos resultados discutidos até esse momento nesta Tese. O mesmo é dedicado a estudar quais tipos de interações presentes no sistema dão lugar ao estabelecimento de uma fase nemática estável em duas dimensões, no limite termodinâmico. Generalizamos a teoria padrão da fusão (melting) em sistemas de faixas e mostramos que é possível mapear o problema original no estudo de um modelo XY generalizado. Desta forma, considerando resultados prévios da literatura foi possível estabelecer as propriedade críticas do comprimento de correlação orientacional e do parâmetro de ordem nemático. No que se refere à ordem posicional do padrão de faixas é mostrado que, independente do alcance das interações, uma fase com ordem posicional de longo ou quase longo alcance, é proibida em duas dimensões. O capítulo final desta Tese estuda o problema da fusão de sistemas quânticos de faixas. Para isso se generalizam resultados obtidos no capítulo prévio, e novamente é possível mostrar que se pode mapear o problema original em um sistema de rotores quânticos. Tal mapeamento permite, utilizando resultados prévios e outros obtidos pela primeira vez nesta Tese, deduzir a forma qualitativa dos diagramas de fases para a ordem orientacional nos diferentes casos possíveis. Em particular discutem-se as propriedades dos modelos efetivos resultantes, na região crítica quântica. Finalmente é estudado neste capítulo a possível existência de uma fase esmética para sistemas quânticos de faixas. Nossos resultados mostram que tal fase existe no limite termodinâmico apenas a temperatura zero. Considerando então que para flutuações quânticas suficientemente fortes a ordem posicional é perdida, é natural concluir a existência de uma transição, entre a fase esmética e a fase posicionalmente desordenada, para valores intermediários da intensidade das flutuações quânticas. Os resultados obtidos mostraram que esta é de fato uma transição quântica de segunda ordem, cujos exponentes críticos foram calculados mediante as técnicas do grupo de renormalização perturbativo. / This Ph.D. thesis presents a theoretical study of anisotropic phases (stripes) in isotropic systems with competing interactions. We focus our work on systems which present a short range attractive interaction and a long range repulsive interaction. Systems of this type are many in nature, for instance: ultra-thin magnetic films, strongly correlated electron systems and copolymer systems, just to mention some of them. In the second chapter we study numerically the properties of two models with competition. We show that, besides some obvious features in common, both models present very different low temperature behavior, in contrast to what is usually assumed in the literature. By means of a mean field and mean field plus small fluctuations analysis, we study the stripe-solution profile, which allows us to characterize quantities like the modulation length and the amplitude of the order parameter as a function of temperature. It is remarkable how the inclusion of fluctuations changes drastically the phase diagrams, driving the stripe to disorder phase transition from continuous, in the mean field approximation, to strongly discontinuous when fluctuations are considered. Besides, we characterize the elastic properties of the stripe system by calculating the compressibility modulus. We observe an anomaly in the compressibility for low temperatures in both systems, which as explained in the text, seems to indicate a more general mechanism than that one recently proposed for the anomaly of the Young modulus in these systems. Due to the strong fluctuations present in two dimensions, is not observed long range positional order, at moderate temperatures, in stripes systems. However, in this conditions it is usual to observe some degree of orientational order for the modulated structures. In this context, the third chapter is dedicated to study the nematic phase in stripe systems with competing interactions. We show by applying the Self Consistent Screening Approximation (SCSA) to a generic model with competition, how the nematic solution appears in isotropic systems, and how, for temperatures lower than the critical temperature, the nematic solution has lower free energy than the disordered solution. This establishes the nematic phase as the thermodynamically stable phase for T < Tc. Chapter 4 of this work clarifies and generalizes some of the results discussed until then in the thesis. It is dedicated to study which types of interactions gives rise to a stable nematic phase in two dimensions in the thermodynamic limit. We provided a generalization of the standard theory of orientational melting in stripe systems. This generalization allows to maps the original problem into a generalized XY model. In this way, taking into account known results in the literature, we deduce the critical properties of the orientational correlation length and the nematic order parameter. Additionally, it is shown that a phase with positional long range or quasi long range order is forbidden at any finite temperature. In the last chapter, we focus on the study of the orientational and positional melting of quantum stripe systems. Our calculations shows that, in perfect analogy with our previous results, it is possible to map the original problem to a problem of quantum rotors. This mapping allows to use some previous results, and some news to deduce a qualitative phase diagrams for the orientational properties of the system for all possible cases. We also pay particular attention to the properties of the effective model in the quantum critical region. Finally, in this chapter we study the existence of a smectic phase in quantum stripe systems. Our results show that such a phase is stable only at zero temperature. Considering then that at strong enough quantum fluctuations the positional long range order is destroyed, it is natural to infer the existence of a transition between the smectic phase and the positionally disordered phase at intermediate value of the quantum fluctuation strength. The presented results show that such transition is in fact a second-order phase transition, whose critical exponents were calculated by means of perturbative renormalization group techniques.

Apesar de ser um líquido comum na natureza, muitas dúvidas ainda pairam sobre várias características da água. A existência de uma relação comum entre o tipo de potencial intermolecular, criticalidade e as várias formas de anomalia existentes nessa substância ainda é uma questão em aberto, apesar da intensa pesquisa que têm-se feito ao longo dos anos sobre esse assunto . Nesta dissertação, propomos a hipótese de que a anomalia na densidade está correlacionada à presença de multicriticalidade, e que ambos os fenômenos surgem de um potencial de duas escalas. Para dar suporte a esta hipótese, além de trabalhos anteriores, usamos e estudamos um gás de rede com interações que competem (primeiros vizinhos V1 repulsivos e segundos vizinhos V2 atrativos). Construímos para este sistema um diagrama de fases µ vs. T usando dois métodos: aproximação de campo médio e simulações. Encontramos na aproximação de campo médio duas linhas críticas, uma das quais encontra a linha de 1a ordem separando duas fases líquidas, e um ponto tricrític Com a aproximação de campo médio não encontramos anomalia na densidade. Os resultados obtidos com as simulações alteram qualitativamente o diagrama de fases. Tanto as linhas críticas quanto os pontos tricríticos tem suas posições modificadas com relação ao campo médio. Neste caso encontramos um comportamento anômalo na densidade. Concluímos que o potencial de duas escalas competitivas é um ingrediente necessário ao aparecimento de anomalia na densidade e coexistência entre duas fases líquidas. Ainda, mostramos que essa anomalia pode estar associada não apenas a dois pontos críticos, como se espera para a água, mas a uma multicriticalidade em geral, tal como linhas críticas.

Orientador: Sergio Gama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T18:57:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_IvairAparecidodos_M.pdf: 24241542 bytes, checksum: d338f5c141c3ef7b89374b1e4f4d5b3c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O objetivo desta tese é tentar resolver melhor os dois eventos térmicos seqüenciais, que aparecem na análise térmica diferencial de ligas com composições em torno das regiões eutéticas dos sistemas Fe-Pr e Fe-Nd. Pretendemos verificar se esses eventos possuem alguma relação com as fases magnéticas metaestáveis que são observadas em ligas como fundidas de ambos os sistemas, e tentar descobrir que fases realmente participam do diagrama de equilíbrio dos sistemas. Para isto lançamos mão da técnica de Solidificação Direcional para a obtenção de amostras com microestruturas segregadas espacialmente. Esta técnica é similar à técnica de crescimento de cristais conhecida como método Bridgman, e nos proporciona um método para a obtenção de fases estáveis dos sistemas estudados. As amostras obtidas com esta técnica foram analisadas pelas técnicas de análise térmica diferencial, análise calorimétrica, metalografia óptica, microanálise eletrônica e análise termomagnética. Da correlação de todos os dados experimentais obtidos nesses estudos chegamos às seguintes conclusões: No sistema Fe-Pr confirmamos a existência da fase Fe2Pr, que se forma periteticamente a 669 °C e provavelmente decompõe-se através de uma reação eutectóide a uma temperatura superior a 600 °C, e que possui temperatura de Curie de 44 ºC. A fase de estequiometria Fe3Pr13 não foi observada. As amostras do sistema Fe-Nd, obtidas da solidificação direcional, apresentaram características semelhantes às do sistema Fe-Pr. Nesse sistema identificamos uma fase nova, com estequiometria Fe2Nd, que se forma periteticamente a 688 ºC e provavelmente decompõe-se através de uma reação eutectóide na temperatura de 663 ºC, e que possui temperatura de Curie de 251 ºC. Observamos que essa fase deve ser magneticamente anisotrópica, pois apresenta domínios magnéticos a temperatura ambiente. Para cada sistema, é proposto um novo diagrama de fases. Estes diagramas foram construídos com base em nossos dados e nos diagramas apresentados por Hoyos e Landgraf, respectivamente. No diagrama do sistema Fe-Pr foi retirada a fase Fe3Pr13 e no diagrama do sistema Fe-Nd foi incluída a nova fase Fe2Nd / Abstract: The aim of this thesis is to better resolve the two sequencial thermal events, which appear in the differential thermal analysis of alloys, with compositions around the eutectic regions of the Fe-Pr and Fe-Nd systems. We intend to verify if these events have relation with metastable magnetic phases which are observed in as-cast alloys in both systems, and to disçover which phases really belong to the equilibrium phase diagrams of these systems. To carry out this purpose we used the direcional solidification technique for obtain samples with spacially segregated microestructures. This technique is similar to that of crystal growth technique, known as Bridgman method, and provide us with a method to obtain stable phases of the studied systems. The samples obtained by means of this technique have been studied with the techniques of differential thermal analysis, calorimetry , metallography, electron probe microanalysis and thermomagnetic analysis. The correlation of all experimental data obtained from these studies, lead us to the following conclusions: In the Fe-Pr system we confirm the existence of the phase Fe2Pr, that is formed peritectically at 669 °C, and decomposes through an eutectoid reaction a temperature above 640 °C, and have Curie Temperature of 44 °C. The phase with stoichiometry Fe3Pr13 has not been observed. The samples of the system Fe-Nd, obtained by direcional solidification, presented similar feature as the system Fe-Pr. We have identified a new phase, with stoichiometry Fe2Nd, that is formed peritectically at 689 °C, and that decomposes through na eutectoid reaction at 659 °C, and has Curie Temperature of 251 °C, and presents magnetic domains at room temperature. For each system is proposed a new phase diagram. These diagrams have been constructed based on our experimental data and on diagrams presented by Hoyos and Landgraf, respectivelly. In the diagram of the system Fe-Pr, the phase Fe3Pr13 was dropped out, and in the diagram of the system Fe-Nd, the new phase Fe2Nd was included. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Suzana Pereira Nunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T00:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maggioni_JairFrancisco_D.pdf: 4610671 bytes, checksum: 732ede69a2dff866ad7e6b38ae8109cc (MD5) Previous issue date: 1999 / Doutorado

Realizou-se, neste trabalho, uma investigação do sistema binário BaF2-YF3 com o objetivo de esclarecer o comportamento térmico e os equilíbrios de fase em torno do composto BaY2F8, um requisito importante para a obtenção de cristais de alta qualidade. Diversas amostras mistas de composições entre 58 e 80 mol% YF3 foram sintetizadas mediante fusão sob atmosfera reativa; os fluoretos de partida foram obtidos através da hidrofluorinação de óxido de ítrio e de carbonato de bário de alta pureza. Empregou-se análise térmica diferencial, calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva para caracterizar as amostras. Experiências de crescimento de cristais pelo método da fusão por zona também foram realizadas para examinar o diagrama de fases do sistema. Devido à grande vulnerabilidade do YF3 à contaminação por oxigênio e do problema da sobreposição dos eventos térmicos que ocorrem próximos à fusão do BaY2F8, antes de ser possível investigar o sistema em si através de análise térmica foi necessário determinar as condições ótimas para os ensaios com estas técnicas. O método de Rietveld foi empregado para determinação quantitativa das fases presentes nas amostras a partir dos difratogramas correspondentes, e para o cálculo dos parâmetros de rede do BaY2F8. Foram observadas importantes discrepâncias entre os resultados obtidos através das várias técnicas de caracterização e os diagramas de fase encontrados na literatura: foram detectadas diferenças nas temperaturas de transições de fase e encontrou-se evidências de que o BaY2F8 funde incongruentemente. Com base nestes resultados, propôs-se um diagrama de fases parcial do sistema que engloba a faixa de composições estudada no trabalho e que leva em consideração as discrepâncias observadas. / An investigation of the BaF2-YF3 binary system was performed in this work with the objective of clarifying the thermal behavior and phase equilibria surrounding the BaY2F8 compound, an important requisite for obtaining high quality crystals. Several mixed samples of compositions ranging between 58 and 80 mol% YF3 were synthesized under a reactive atmosphere; the starting compounds were obtained through the hydrofluorination of high purity yttrium oxide and barium carbonate. Differential thermal analysis, differential scanning calorimetry, thermogravimetry, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy were employed in order to characterize the samples. Crystal growth through the zone melting method was also performed in order to examine the systems phase diagram. An assessment of the optimal experimental conditions for thermal analysis was required prior to the investigation of the system itself due to the strong vulnerability of YF3 to oxygen contamination and the problem of the overlapping of thermal events near the melting of BaY2F8. The Rietveld method was used for the quantitative determination of the phases present in the samples based on the corresponding diffraction patterns, and for the calculation of BaY2F8s lattice parameters. Important discrepancies between results from the many characterization techniques and the phase diagrams found in the literature were observed: differences in the phase transition temperatures were detected and evidence that BaY2F8 melts incongruently was found. A partial phase diagram that cover the composition range studied in this work and which reflects the observed discrepancies was proposed based on these results.

Realizou-se, neste trabalho, uma investigação do sistema binário BaF2-YF3 com o objetivo de esclarecer o comportamento térmico e os equilíbrios de fase em torno do composto BaY2F8, um requisito importante para a obtenção de cristais de alta qualidade. Diversas amostras mistas de composições entre 58 e 80 mol% YF3 foram sintetizadas mediante fusão sob atmosfera reativa; os fluoretos de partida foram obtidos através da hidrofluorinação de óxido de ítrio e de carbonato de bário de alta pureza. Empregou-se análise térmica diferencial, calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva para caracterizar as amostras. Experiências de crescimento de cristais pelo método da fusão por zona também foram realizadas para examinar o diagrama de fases do sistema. Devido à grande vulnerabilidade do YF3 à contaminação por oxigênio e do problema da sobreposição dos eventos térmicos que ocorrem próximos à fusão do BaY2F8, antes de ser possível investigar o sistema em si através de análise térmica foi necessário determinar as condições ótimas para os ensaios com estas técnicas. O método de Rietveld foi empregado para determinação quantitativa das fases presentes nas amostras a partir dos difratogramas correspondentes, e para o cálculo dos parâmetros de rede do BaY2F8. Foram observadas importantes discrepâncias entre os resultados obtidos através das várias técnicas de caracterização e os diagramas de fase encontrados na literatura: foram detectadas diferenças nas temperaturas de transições de fase e encontrou-se evidências de que o BaY2F8 funde incongruentemente. Com base nestes resultados, propôs-se um diagrama de fases parcial do sistema que engloba a faixa de composições estudada no trabalho e que leva em consideração as discrepâncias observadas. / An investigation of the BaF2-YF3 binary system was performed in this work with the objective of clarifying the thermal behavior and phase equilibria surrounding the BaY2F8 compound, an important requisite for obtaining high quality crystals. Several mixed samples of compositions ranging between 58 and 80 mol% YF3 were synthesized under a reactive atmosphere; the starting compounds were obtained through the hydrofluorination of high purity yttrium oxide and barium carbonate. Differential thermal analysis, differential scanning calorimetry, thermogravimetry, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy were employed in order to characterize the samples. Crystal growth through the zone melting method was also performed in order to examine the systems phase diagram. An assessment of the optimal experimental conditions for thermal analysis was required prior to the investigation of the system itself due to the strong vulnerability of YF3 to oxygen contamination and the problem of the overlapping of thermal events near the melting of BaY2F8. The Rietveld method was used for the quantitative determination of the phases present in the samples based on the corresponding diffraction patterns, and for the calculation of BaY2F8s lattice parameters. Important discrepancies between results from the many characterization techniques and the phase diagrams found in the literature were observed: differences in the phase transition temperatures were detected and evidence that BaY2F8 melts incongruently was found. A partial phase diagram that cover the composition range studied in this work and which reflects the observed discrepancies was proposed based on these results.