O torneamento com ferramenta de diamante é um processo de fabricação usado para a produção de componentes ópticos com alta precisão de forma e qualidade óptica final. O crescente uso de materiais poliméricos na industria, particularmente em equipamentos de precisão eletrônica e óptica tem exigido o estudo e entendimento de suas características e propriedades específicas. Esse trabalho avalia a integridade superficial do polimetilmetacrilato torneado com ferramenta de diamante, com relação à transmitância. Os parâmetros de usinagem objetivaram a obtenção de superfície gerada no modo dúctil. As rotações usadas foram 550 e 1000 rpm, a faixa do avanço variou de 5 a 20 µm/rev e a profundidade de usinagem de 4 e 10 µm. Duas ferramentas com geometrias diferentes foram usadas nos testes, com ângulos de saída de -5° e +5°, com raios de ponta de 1,143mm e 1,524 mm. A superfície final e morfologia dos cavacos foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura e a transmitância medida por espectofotometria. A integridade superficial foi claramente influenciada pelo ângulo de saída da ferramenta como observado na literatura. Devido a formação de cavacos no regime dúctil, a superfície final apresentou microtrincas em função do fluxo viscoelástico. A menor rugosidade obtida foi de 33,2 nm para a condição de corte de 10 µm/rev e 10 µm de profundidade de usinagem. Quando os resultados foram comparados as lentes injetadas, observou-se que o valor da transmitância são muito similares. / Single point diamond turning is a manufacturing process used to fabricate optical and precision components with high form accuracy and optical quality surface finish. The increase in the use of polymer materials in industry, particularly in electronic and optic precision devices, has demanded the study and understanding of its specific characteristics and properties. This work is addressed to the evaluation of the surface integrity of diamond turned polymethylmethacrilate regarding the trade off surface integrity versus transmitance. The cutting conditions were selected in order to work within the ductile mode material removal range. The spindle speed were 550 and 1000 rpm, feed rate ranging from 5 up to 20 micrometer/rev and the depth of cut ranging from 4 up to 10 micrometer. Two different tool geometries were used in the tests, a -5 \'DEGREES\' and +5 \'DEGREES\' rake angles with round nose radius tools of 1,143 mm and 1,524 mm. Surface finish and morphology of the chips was evaluated by scanning electron microscopy and transmitance measured by spectophometry technique. The surface integrity was clearly influenced by the cutting tool rake angle as observed in literature. Despite the formation of ductile chips the surface finished presented microcracks likely due the instability of the viscoelastic flow. The lower surface roughness obtained was 33,2 nm Ra for the cutting condition of 10 micrometer/rev and 10 micrometer depth of cut. When the results were compared with injected lenses, it was observed that the value of transmittance was very similar.

O kimberlito Régis localiza-se no município do Carmo do Paranaíba, Minas Gerais. A intrusão possui formato elíptico e área aproximada de 1 km2. Com provável idade cretácea intrude rochas metassedimentares Neoproterozóicas do Grupo Bambuí. O ambiente geotectônico permanece em debate entre Faixa Brasília e Cráton do São Francisco. A presente dissertação contempla a descrição de afloramentos e de dois testemunhos de sondagem, com 250,6 e 316,4 metros. Através da caracterização macroscópica e petrográfica buscou-se subdividir a intrusão em fácies e compreender os mecanismos formadores destes depósitos, além de caracterizar o manto através dos xenólitos. A química mineral foi utilizada para caracterizar os minerais de xenólitos mantélicos e alguns minerais kimberlíticos, com aproveitamento para classificação de rocha. A área mapeada e os dois testemunhos descritos foram subdivididos em 9 unidades faciológicas principais, com base na estrutura, contatos, textura e associação mineral. Duas unidades, descritas em superfície, são correlacionáveis a outras duas descritas nos testemunhos. Estas fácies demonstram uma sucessão sedimentar grano-estrato decrescente interpretadas como produtos de fluxo de detritos e decantação em ambiente subaquoso, possivelmente lacustrino. As outras 5 unidades são distinguidas entre si pela estrutura, textura, tipo e proporção entre cristais, magmaclastos e xenólitos. Estas últimas foram interpretadas como sendo piroclásticas com base nas seguintes feições: (1) xenólitos mantélicos, crustais e de rochas encaixantes com borda de reação; (2) presença de lapili peletal com borda vítrea de resfriamento; (3) presença de magmaclastos amebóideis; (4) acumulações de cristais de olivinas em camadas; entre outras. Os xenólitos mantélicos foram caracterizados petrograficamente como granada-lherzolito e dunitos. A granada é composta predominantemente pela molécula piropo, sua composição química situa-se no campo de peridotito lherzolítico. A olivina é forsterítica, com Fo entre 0,90 e 0,92%. O ortopiroxênio predominante é enstatita. Dentre os clinopiroxênios identificam-se variedades de augita, diopsídio, onfacita e aegirina-augita. A geotermobarometria indica amostragem em condições de equilíbrio com o diamante. As análises químicas de flogopita kimberlítica situam-se no campo do kimberlito tipo I e do lamproíto, e seguem a linha de tendência do kimberlito tipo I. A composição da ilmenita localiza-se no campo de kimberlitos cratônicos. As análises indicaram que o kimberlito Régis apresenta potencial diamantífero, e as fácies caracterizadas podem ser empregadas visando um melhor aproveitamento da lavra. / The Regis Kimberlite surfaces in the Carmo do Paranaíba County, western of the State of Minas Gerais, Brazil. The pipe forms a 1km2 elliptical body. A Cretacic age for the instrusion seems the most probable. It intruded Neoproterozoic metamorphic rocks of Bambuí Group, and if it is located on Sao Francisco Craton or Brasilia Belt remains on doubt. The studies comprise two drills hole, with 250.6 and 316.4 meters, and outcrops descriptions. The kimberlite rocks and their mantle xenoliths samples were investigated through the macroscopic and microscopic characterization. The mantle and kimberlitic minerals have been analysed chemically and were used to support the rocks classification. The surveyed area, including the drilled hole cores, was subdivided into nine facies units. The division was based on structures, contact types, correlated rock texture and mineral association. Two units, with outcrop description, are correlated to two units with drill hole core description. This facies shows a fining-upward sedimentary sequence understood as deposited by debris flow and decantantion on lacustrine environment. In respect to the other five units each one has a specific proportion of crystals, magmaclasts and mantle xenoliths, furthermore a structure and rock fabric. This was explained as formed by pyroclastic flows based on: (1) crustal and mantle xenoliths with reaction rims; (2) pelletal lapilli with glassy rims; (3) ameboid magmaclasts; (4) accumulation of olivine in layers, and others. The mantle xenoliths were characterized through petrographic examination as garnet lherzolite and dunite. The garnet is predominantly pyrope, and plots on the lherzolític field. The olivine is forsteritic, with Fo between 0.90 to 0.92%. The ortopyroxene is predominantly enstatite. Among the clinopyroxene recognizes augite, diopside, omphacite and aegirine-augite. The geothermobarometry reveals sampling on diamond P-T conditions. The kimberlitic phlogopite chemical composition plots on kimberlite type-1 and lamproite field, with the kimberlite type-1 trend. The ilmenite chemical compositions reflect a cratonic environment. The results presented here indicate a diamondiferous potential of the Regis kimberlite. The facies units characterized here may be used to a better mine planning.

O desenvolvimento de sistemas ópticos, o uso do laser e conseqüentemente a necessidade de superfícies refrativas com alto grau de acabamento e precisão estão aumentando significativamente a demanda por pesquisas na usinagem de alta precisão. As superfícies obtidas com os usuais processos de polimento são limitadas a formas planas, cilíndricas e esféricas e requerem muito tempo para se obter resultados satisfatórios. A retificação de materiais frágeis é uma alternativa ao polimento e lapidação e os resultados obtidos mostram que o uso de um tomo de alta precisão com um cabeçote retificador é uma proposta viável para a geração de superfícies anesféricas. Este trabalho trata do estudo de retificação de vidros ópticos e objetiva a definição dos parâmetros de usinagem para a obtenção do acabamento superficial desejado, mostra a influência do avanço na rugosidade e estuda o efeito da variação do avanço e da rotação do rebolo. Como principais resultados tem-se a definição da melhor condição de avanço e rotação e uma comparação com outros trabalhos apresentados com dressagem eletrolítica e sem este recurso, concluindo-se que é possível e viável a retificação de vidros ópticos em uma retificadora de alta precisão e que a possibilidade de variação de rotação do rebolo é um fator diferencial. / The development of optical systems, the use of laser and consequently the need of refractive surface with high finish levels and precision are increasing significantly the demand for research on high precision machining. The surfaces obtained with the usual polishing process are lirnited in plane, cilindrical and spherical shape and spend a lot of time to obtain a good result. The grinding of brittle materiaIs is an altemative to polishing and lapping and the results shown that the use of a high precision lathe with a grinding spindle is a viable proposition to generate aspherics surfaces. This is a study of optical glasses grinding and the objective is to defrne the grinding parameters to achieve the smoothness desired, it shows the influence of feed rate in the smoothness and study the effects of feed rate and diamond wheel rotation. As the main results, is showed the best condition of feedrate and rotation and a comparison with another work with eletrolytic in process dressing (ELID) and without this resource, and the conclusion is that is possible and feasible to grind optical glass with a high precision grinding machine and the possibility to vary the diamond wheel rotation is a differencial.

O desenvolvimento de sistemas ópticos, o uso do laser e conseqüentemente a necessidade de superfícies refrativas com alto grau de acabamento e precisão estão aumentando significativamente a demanda por pesquisas na usinagem de alta precisão. As superfícies obtidas com os usuais processos de polimento são limitadas a formas planas, cilíndricas e esféricas e requerem muito tempo para se obter resultados satisfatórios. A retificação de materiais frágeis é uma alternativa ao polimento e lapidação e os resultados obtidos mostram que o uso de um tomo de alta precisão com um cabeçote retificador é uma proposta viável para a geração de superfícies anesféricas. Este trabalho trata do estudo de retificação de vidros ópticos e objetiva a definição dos parâmetros de usinagem para a obtenção do acabamento superficial desejado, mostra a influência do avanço na rugosidade e estuda o efeito da variação do avanço e da rotação do rebolo. Como principais resultados tem-se a definição da melhor condição de avanço e rotação e uma comparação com outros trabalhos apresentados com dressagem eletrolítica e sem este recurso, concluindo-se que é possível e viável a retificação de vidros ópticos em uma retificadora de alta precisão e que a possibilidade de variação de rotação do rebolo é um fator diferencial. / The development of optical systems, the use of laser and consequently the need of refractive surface with high finish levels and precision are increasing significantly the demand for research on high precision machining. The surfaces obtained with the usual polishing process are lirnited in plane, cilindrical and spherical shape and spend a lot of time to obtain a good result. The grinding of brittle materiaIs is an altemative to polishing and lapping and the results shown that the use of a high precision lathe with a grinding spindle is a viable proposition to generate aspherics surfaces. This is a study of optical glasses grinding and the objective is to defrne the grinding parameters to achieve the smoothness desired, it shows the influence of feed rate in the smoothness and study the effects of feed rate and diamond wheel rotation. As the main results, is showed the best condition of feedrate and rotation and a comparison with another work with eletrolytic in process dressing (ELID) and without this resource, and the conclusion is that is possible and feasible to grind optical glass with a high precision grinding machine and the possibility to vary the diamond wheel rotation is a differencial.

Com o avanço tecnológico dos equipamentos utilizados em radioterapia tornaram-se possíveis o uso de alguns campos de radiação nomeados como campos pequenos em algumas modalidades especiais de radioterapia. Com isso, a dosimetria dos feixes de radiação também teve de ser revista, pois com estes novos tamanhos de campos, não há condição de referência como aquela dita nos protocolos e diretrizes de dosimetria. Neste trabalho foi realizado um estudo completo sobre os campos pequenos, bem como sua dosimetria, mostrando o comportamento dos detectores nessa nova condição de dosimetria através de uma comparação entre os detectores utilizados e dados já publicados na literatura. Além disso, os dados obtidos experimentalmente puderam ser validados através de comparação com dados publicados por outros autores. Na caracterização do detector de diamante o mesmo apresentou-se apropriado em todos os parâmetros para medidas com campos pequenos. Na análise do fator de qualidade Q os resultados experimentais obtidos nesta investigação mostraram diferenças percentuais de 1,8%; 4,0% e 4,9% para câmara do tipo CC01, CC13 e diodo estereotáxico respectivamente. Na avaliação de PDP e TMR foi possível observar a dificuldade nas medições com campos pequenos bem como na comparação de diferentes detectores, para PDP a maior diferença foi de 2,6% e para TMR 2,7%. / With the technological equipment used in radiotherapy became possible use of some radiation fields named small fields in some special forms of radiotherapy. Thus, the dosimetry of radiation fields also had to be revised, as with these new sizes of fields, there is no reference condition such as that expressed in dosimetry protocols and guidelines. This work represents a complete study of small fields and its dosimetry, showing the behavior of the detectors in this new condition of dosimetry through a comparison between the detectors used and data already published. Moreover, the experimental data can be validated by comparison with data published by others authors. In the characterization of the same diamond detector has been considered appropriate in all parameters measured with small fields. The analysis of the beam quality factor (Q) the experimental results obtained in this study showed differences in percentages of 1.8%, 4.0% and 4.9% for chamber-type CC01, CC13 and stereotactic diode respectively. In evaluating PDP and TMR was possible to observe the difficulty in measurements with small fields and the comparison of different detectors, the biggest difference for PDP was 2.6% and 2.7% for TMR.

Filmes finos de carbono tipo diamante (DLC) são materiais promissores para o uso em indústria de micro e nanoeletrônica, por suas singulares propriedades físicas e químicas. Para estas aplicações, os filmes de DLC são normalmente submetidos a processos de corrosão a plasma em baixa pressão, os quais necessitam de um sofisticado sistema de vácuo e injeção de gases. Neste trabalho foi desenvolvido e testado um sistema de configuração simples e barata para a corrosão de filmes de DLC. Este sistema é baseado em descarga de barreira dielétrica (DBD), operando com oxigênio em pressões próximas a atmosférica. O fluxo de partículas provenientes da descarga da barreira dielétrica foi injetado a uma câmara de trabalho, onde um porta-substrato foi colocado a uma certa distância suficiente para interceptar o fluxo de gás na saída da descarga. O reator desenvolvido passou por sucessivas modificações, dando origem a cinco configurações que se diferenciaram, basicamente, pela geometria do reator e do potencial elétrico aplicado ao porta-amostras. O desempenho do processo de corrosão nestes sistemas foi avaliado através da corrosão de filmes de DLC nas seguintes condições de operação: pressão de 55,0 a 75,0 kPa, tempo de processo variando entre 1 e 20 min e distância entre eletrodo-amostra de 5 e 10 mm. As principais técnicas de caracterização dos filmes corroídos foram microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia Raman e perfilometria. Os resultados mostram taxas de corrosão de até 7nm/min sendo obtidos com potência menor que 3W. A DBD foi caracterizada através do método de Manley usando figuras de Lissajous, com base nas condições de pressão e distância de eletrodo, que representam a região "ótima" de trabalho do reator. Os resultado mostram descargas com energias entre 1,58 até 3,50W rms com uma fonte AC de 11 kV - 500 Hz.

Este trabalho tem por objetivo principal estudar as alterações que possam vir a ocorrer nas propriedades eletrônicas do filme de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H), em virtude da incorporação dos aditivos nitrogênio e flúor. A deposição dos filmes a-C:H, a-C:H:N e a-C:H:F que foram estudados neste projeto de doutorado foi realizada através da técnica de pulverização catódica (sputtering), por meio de uma descarga elétrica de rádio-freqüência (RF) com cátodo do tipo magnetron. Os filmes depositados foram caracterizados por meio de: i) medidas de espessura, para a determinação da taxa de deposição, ii) medidas de RBS (Rutherford backscattering spectrometry), para o estudo da composição química, iii) medidas Raman e de infravermelho, para o estudo da estrutura das ligações químicas, iv) medidas de fotoluminescência, para o estudo da densidade e características dos defeitos existentes nos filmes, e v) medidas elétricas. Para a realização das medidas elétricas confeccionaram-se os seguintes dispositivos: i) capacitores do tipo MIS (metal-insulator-semiconductor), dos quais se obtiveram as curvas de capacitância-tensão (C-V) e corrente-tensão (I-V), e ii) transistores dos tipos: transistor de filme fino, dispositivo conhecido pela sigla, em inglês, TFT (thin film transistor) e MESFET (metal-semiconductor field effect) de porta tripla, dos quais se obtiveram as curvas de corrente de dreno versus tensão de porta (IDS-VGS) e curvas de corrente de dreno versus tensão de dreno (IDS-VDS). Alguns dos principais resultados das caracterizações feitas são: a ocorrência de um aumento de 21 at.% a 40 at.% do elemento nitrogênio na composição química do filme a-C:H com o conseqüente surgimento das ligações N-H, C=N e C N neste material e a ocorrência de um aumento de 0,5 at.% a 20 at.% do elemento flúor na composição química do filme a-C:H com o conseqüente surgimento das ligações C-F e C-F2. Com os resultados obtidos das caracterizações realizou-se uma análise correlacionando as condições de deposição dos filmes a-C:H, a-C:H:N e a-C:H:F com as características composicionais, vibracionais, fotoluminescentes e eletrônicas obtidas dos mesmos, de modo a encontrar uma janela de operação no reator de deposição que possibilite a produção destes filmes com características adequadas para serem utilizados como materiais alternativos na área de microeletrônica. Além disso, têm-se a fabricação de transistores com filmes de carbono como sendo a nossa principal vertente de aplicação, para a qual se busca desenvolver, por exemplo, transistores que possam vir a ser uma alternativa com relação ao TFT de silício amorfo hidrogenado (a-Si:H TFT), já largamente utilizado na indústria eletrônica.

Os estudos tribológicos buscam por soluções que melhorem o desempenho de produtos e processos. Atualmente a pesquisa por novos materiais que apresentem baixo atrito, baixo desgaste e baixo consumo de energia. Assim, de acordo com essa necessidade, esta tese apresenta uma metodologia para estudo de materiais carbonosos diferentes para aplicações industriais e tecnológicas. Dessa forma, diferentes materiais de carbono com propriedades promissoras para aplicações como lubrificantes sólidos e proteção contra desgaste foram estudados com o objetivo de conhecer melhor suas tribopropriedades. Para isso, foi estudada a relação entre a estrutura do material e seu comportamento tribológico. Os estudos tribológicos também foram utilizados para analisar a uniformidade e a as propriedades tribológicas de filmes de DLC crescidos dentro de tubos de aço para melhorar as propriedades do tubo para aplicação na extração e petróleo. Mapas do comportamento tribológico dos filmes de DLC foram utilizados para analisar o coeficiente de atrito, a taxa de desgaste e o volume perdido como função da força normal aplicada e da velocidade de deslizamento. Os resultados mostraram o potencial do filme de DLC para aplicação terrestre e espacial.

Filmes finos de carbono tipo diamante, (DLC - diamond-like carbon) possuem interessantes propriedades, tais como alta dureza, estabilidade química e baixo coeficiente de atrito que os qualificam para uso em diversas áreas do setor produtivo, incluindo as indústrias automobilística, química, petroquímica e espacial. No caso da indústria espacial, o principal atrativo são suas propriedades tribológicas, pois o DLC possui características de lubrificante sólido, o que o torna interessante para uso em peças articuláveis de satélites. A limitação do uso do DLC nestas peças se deve a sua degradação, que ocorre devido a reações químicas do filme com o oxigênio atômico, presente no ambiente no qual orbitam os satélites. Para minimizar este problema, neste trabalho, nanopartículas de prata foram incorporadas aos filmes. As deposições foram realizadas por PVD (Physical Vapor Deposition) - através de um sistema de pulverização catódica, mais conhecido como magnetron sputtering. Os filmes de DLC com e sem nanopartículas de prata foram produzidos em duas condições de atmosfera da descarga, objetivando o estudo do comportamento dos filmes com diferentes hidrogenações. Os filmes produzidos foram caracterizados quanto à composição química, propriedades estruturais, morfológicas e tribológicas, através das técnicas de EDX, RBS/ERDA, XPS, espectroscopia Raman, AFM e com um tribômetro. Com o objetivo de se simular a situação de bombardeio por oxigênio, amostras foram submetidas ao processo de corrosão por plasma de oxigênio. Os resultados mostraram a eficiência da incorporação da prata ao DLC, de modo que os filmes com prata apresentaram uma taxa de corrosão 75% menor que em relação ao DLC sem prata.

O estudo de filmes de carbono-tipo diamante (DLC) é atualmente de grande interesse da comunidade científica e tecnológica devido às suas propriedades, como baixo coeficiente de atrito, elevada dureza, inércia química, alta aderência a superfícies metálicas com diferentes formas e obtenção em grandes escalas. As suas propriedades podem ser significativamente aumentadas pela presença de nanopartículas em sua estrutura, com substanciais mudanças em suas propriedades tribológicas e mecânicas. O foco da investigação deste trabalho está centrado na obtenção de filmes de DLC com cristais de diamante incorporados em sua estrutura, a partir de altas taxas de deposição, utilizando um sistema 3D barato e escalonável, o que ainda não tinha sido possível de se obter. As vantagens desse novo filme estão em combinar as propriedades de dureza, baixa rugosidade, coeficiente de atrito e biocompatibilidade, tanto do diamante-CVD cristalino como do DLC, adicionando as possibilidades de obtenção desse novo material híbrido em grandes áreas e altamente aderente aos substratos metálicos. Os resultados mostram: (1) a deposição de filmes de DLC a partir de diferentes líquidos hidrocarbonetos, obtendo assim altas taxas de crescimento; (2) esses líquidos hidrocarbonetos permitem a incorporação de nanopartículas diversas nos filmes pela dispersão de partículas no líquido; (3) filmes de DLC contendo nanopartículas de dióxido de titânio foram produzidos e sua ação bactericida comprovada; (4) filmes de DLC contendo nanopartículas de diamante cristalino foram produzidos pela primeira vez, por um processo totalmente inédito; (5) a homogeneidade dos filmes de DLC contendo nanopartículas de diamante foi avaliada sob diferentes formas de operação (carga e velocidade); (6) uma nova aplicação para os filmes de DLC contendo partículas de diamante foi descoberta: a proteção contra corrosão; (7) esses filmes também mostram-se eficientes contra a tribocorrosão. Dessa forma, espera-se ampliar o potencial de aplicação para a utilização em áreas sujeitas ao atrito em ambiente corrosivo.