Neste trabalho propomos o estudo da Espectrometria de Lente Térmica, sua teoria e aplicações, visto ser uma técnica de alta sensibilidade e que permite a medida das propriedades termo-ópticas dos materiais, como a difusividade térmica (D), a condutividade térmica (k), desvio do caminho óptico pela temperatura (ds/dT) - para materiais sólidos - ou a variação do índice de refração em relação à temperatura (dn/dT) - para líquidos e gases. Para isso inicialmente fizemos um estudo da teoria da difração. Valendo-se da Integral de Difração de Fresnel Kirchhoff obtivemos a expressão analítica da intensidade de um feixe de laser, difratado por diversos elementos ópticos (aberturas e obstáculos circular e retangular, por exemplo), tanto para o regime da difração de Fresnel, quanto da difração de Fraunhofer. Ainda no estudo da difração propusemos um arranjo experimental muito simples, utilizando-se um laser pointer sem a lente colimadora, permitindo que se obtenha, com grande facilidade, os padrões de difração no campo próximo, o que é difícil nas montagens tradicionais. Na seqüência fizemos uma revisão dos modelos de Lente Térmica tradicionalmente utilizados, modelos parabólico e aberrante. E, na comparação que realizamos entre eles, verificamos que pelos resultados obtidos através de simulações, com o modelo parabólico se apresenta em grande desacordo (>50%) com os obtidos com o modelo aberrante. Desta forma, concluímos que os dados da literatura obtidos na década de 70 e que ainda são utilizados, merecem ser revistos. Por fim, notamos na literatura um crescente interesse em lasers de alta potência, principalmente pelos bombeados por lasers de diodo. Desta forma fizemos um estudo valendo-se do modelo aberrante de Lente Térmica sob o regime de q grande, no qual procuramos verificar o limite de validade dos modelos de L.T. utilizados, observando o surgimento de fenômeno da aberração esférica, juntamente com as estruturas de anéis. / In this work we have proposed the study of Thermal Lens Spectrometry, its theory and applications, because it is a highly sensitive technique that allows the measure of the thermo-optical properties of the materials, as the thermal diffusivity (D), the thermal conductivity (k), the change of optical path length with temperature (ds/dT), for solid materials or the change of refractive index with temperature (dn/dT), for liquids and gases. Initially we studied the diffraction theory. We utilized the Fresnel Kirchhoff Diffraction Integral to obtain the analytic expression of the beam laser intensity, whose was diffracted for several optical elements, so much for the regime of the Fresnel diffraction as the regime of the Fraunhofer diffraction. Continuing in the study of the diffraction we proposed a very simple experimental apparatus where we used a laser pointer without the collimator lens, allowing that it was obtained with great facility the Fresnel diffraction patterns, which are difficult to observe in the common experimental apparatus. In the sequence, we made a revision of the models of Thermal Lens traditionally used, parabolic and aberrant models. And, in the comparison that we accomplished among them, we verified that for the results obtained through simulations, with the parabolic model it comes in great disagreement (>50%) with obtained them with the aberrant model. This way, we concluded that literature’s data obtained in the 70ths and they are still used, they must be reviewed. Finally, we noticed in the literature a growing interest in high power lasers. This way we made a study where we used the aberrant model of Thermal Lens under the regime of great q, in which we look for to verify the limit of validity of the used models, observing the appearance of the spherical aberration together with the rings structure.

Neste trabalho propomos o estudo da Espectrometria de Lente Térmica, sua teoria e aplicações, visto ser uma técnica de alta sensibilidade e que permite a medida das propriedades termo-ópticas dos materiais, como a difusividade térmica (D), a condutividade térmica (k), desvio do caminho óptico pela temperatura (ds/dT) - para materiais sólidos - ou a variação do índice de refração em relação à temperatura (dn/dT) - para líquidos e gases. Para isso inicialmente fizemos um estudo da teoria da difração. Valendo-se da Integral de Difração de Fresnel Kirchhoff obtivemos a expressão analítica da intensidade de um feixe de laser, difratado por diversos elementos ópticos (aberturas e obstáculos circular e retangular, por exemplo), tanto para o regime da difração de Fresnel, quanto da difração de Fraunhofer. Ainda no estudo da difração propusemos um arranjo experimental muito simples, utilizando-se um laser pointer sem a lente colimadora, permitindo que se obtenha, com grande facilidade, os padrões de difração no campo próximo, o que é difícil nas montagens tradicionais. Na seqüência fizemos uma revisão dos modelos de Lente Térmica tradicionalmente utilizados, modelos parabólico e aberrante. E, na comparação que realizamos entre eles, verificamos que pelos resultados obtidos através de simulações, com o modelo parabólico se apresenta em grande desacordo (>50%) com os obtidos com o modelo aberrante. Desta forma, concluímos que os dados da literatura obtidos na década de 70 e que ainda são utilizados, merecem ser revistos. Por fim, notamos na literatura um crescente interesse em lasers de alta potência, principalmente pelos bombeados por lasers de diodo. Desta forma fizemos um estudo valendo-se do modelo aberrante de Lente Térmica sob o regime de q grande, no qual procuramos verificar o limite de validade dos modelos de L.T. utilizados, observando o surgimento de fenômeno da aberração esférica, juntamente com as estruturas de anéis. / In this work we have proposed the study of Thermal Lens Spectrometry, its theory and applications, because it is a highly sensitive technique that allows the measure of the thermo-optical properties of the materials, as the thermal diffusivity (D), the thermal conductivity (k), the change of optical path length with temperature (ds/dT), for solid materials or the change of refractive index with temperature (dn/dT), for liquids and gases. Initially we studied the diffraction theory. We utilized the Fresnel Kirchhoff Diffraction Integral to obtain the analytic expression of the beam laser intensity, whose was diffracted for several optical elements, so much for the regime of the Fresnel diffraction as the regime of the Fraunhofer diffraction. Continuing in the study of the diffraction we proposed a very simple experimental apparatus where we used a laser pointer without the collimator lens, allowing that it was obtained with great facility the Fresnel diffraction patterns, which are difficult to observe in the common experimental apparatus. In the sequence, we made a revision of the models of Thermal Lens traditionally used, parabolic and aberrant models. And, in the comparison that we accomplished among them, we verified that for the results obtained through simulations, with the parabolic model it comes in great disagreement (>50%) with obtained them with the aberrant model. This way, we concluded that literature’s data obtained in the 70ths and they are still used, they must be reviewed. Finally, we noticed in the literature a growing interest in high power lasers. This way we made a study where we used the aberrant model of Thermal Lens under the regime of great q, in which we look for to verify the limit of validity of the used models, observing the appearance of the spherical aberration together with the rings structure.

Orientador: Lisandro Pavie Cardoso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-11T20:50:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sasaki_JoseMarcos_D.pdf: 1706672 bytes, checksum: 69082fa1867b1a940eef73a9cf718b4a (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Neste trabalho, estruturas heteroepitaxiais semicondutoras foram estudadas através de diagramas Renninger obtidos com radiação de freamento de elétrons e radiação síncroton. Na simulação dos diagramas Renninger, o programa MULTX, que usa o método iterativo para o cálculo de intensidades em difração múltipla de raios-X foi implementado de forma a permitir a sua utilização. O fator de polarização para a radiação síncroton e o caminho médio dos feixes difratados dentro do cristal foram implementados no programa. Montagens experimentais automatizadas de alta resolução foram desenvolvidas para a caracterização das amostras e obtenção de diagramas Renninger com radiação de freamento de elétrons. O estudo dos diagramas Renninger com esta radiação mostrou quebra de simetria nas intensidades para a direção [111] em cristais cúbicos, que foram simuladas pelo MULTX. Também mostrou que as intensidades do diagrama Renninger são sensíveis à composição de AI em amostras GaAIAs/GaAs, sendo o caso de 4-feixes (000 002 113 111) Bragg-Laue o mais sensível para amostras espessas (t > 3mm) e o caso de 3-feixes de superfície (000 002 111) para amostras finas (t < 3mm). Reflexões híbridas, observadas pela primeira vez em diagramas Renninger para amostras GaAs/Si, mostraram a viabilidade de sua utilização na caracterização de estruturas heteroepitaxiais, e foram aplicadas ao sistema InGaAsP/GaAs. Com relação ao estudo do diagrama Renninger com radiação síncroton, o diagrama experimental para o lnP 006 foi utilizado como padrão para os testes da polarização e do caminho médio dos feixes difratados. Diagramas Renninger obtidos para amostra lnGaAs/ AlGalnAs/InP foram simulados com o programa MULTX, e entre outros efeitos, a simulação evidenciou o desdobramento do caso de 6-feixes em X = 90°, devido à deformação tetragonal na rede da camada / Abstract: In this work, Renninger scans obtained with Bremsstrahlung and synchrotron radiation were used to study semiconductor heteroepitaxial structures. The program MULTX was implemented to provide Renninger scan simulations and it is based on the iterative method to calculate X-ray multiple diffraction intensities. The polarization factor for the synchrotron radiation and also the diffracted beam path length were considered into the MULTX program. In order to characterize the sample to be analyzed and perform Bremsstrahlung Renninger scans automatized experimental setups with high resolution were developed. The study of these Renninger scans has shown symmetry loss in the multiple diffraction intensities for the [111] direction in cubic crystals, which were simulated by MULTX. It has also shown that the intensities are sensitive to the AI composition in GaAlAs samples, being the 4-beam Bragg-Laue case (000 002 113 111) the most sensitive for thick samples (t > 3mm) whereas the 3- beam surface case (000 002 111) is the best choice for thin samples (t < 3mm). Hybrid reflection which were observed by the first time in GaAs/Si Renninger scans have shown the feasibility of its use in the characterization of heteroepitaxial structures. As an application the InGaAsP/GaAs system was characterized. Regarding the study of synchrotron radiation Renninger scan the experimental InP 006 scan was taken as a standard to check the polarization factor and the diffracted beam pad1Iength. InGaAs/AlGaInAs/InP samples were analyzed and experimental Renninger scans were simulated with the MULTX program. The split of the 6-beam at X = 90° due to the layer tetragonal distortion, among other effects, was simulated. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Neste trabalho, a formação da fase AlNbO4 no sistema (x Al2O3 + 1-x Nb2O5) foi estudada por técnicas de difração de raios X e microscopia eletrônica. 0; 0,15; 0,5; 2 e 4% m/m de Nb2O5 foram incorporados em Al2O3-α e sinterizados a 1400, 1500 e 1600°C durante 60 min a uma taxa de aquecimento de 2,5°C.min-1. Os sinterizados foram analisados por difração de raios X, tendo o ajuste dos picos de difração e as fases formadas quantificadas pelo Método de Rietveld. Os materiais produzidos também foram analisados por microscopia eletrônica de varredura tendo a composição química de pontos específicos da amostra analisada por espectroscopia de raios X por dispersão de energia. Mapas de raios X característicos e perfis de composição química microestrutural também foram analisados por espectroscopia por dispersão de comprimento de onda através de microssonda eletrônica. Detalhes da microestrutura foram escolhidos para uma investigação mais aprofundada e removidos da microestrutura original por meio de feixe de íons localizados e analisados por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução. Os resultados mostraram que uma fase de origem não identificada se formou a partir da adição de 0,15% m/m de Nb2O5 em Al2O3-α e que a fase estável do sistema, AlNbO4 foi verificada por difração de raios X a partir de 0,5% m/m de Nb2O5 Também se verificou que todo o Nb2O5 foi consumido durante a sinterização das amostras. Os ajustes dos picos de difração pelo Método de Rietveld permitiram concluir que não existem distorções significativas na rede cristalina da Al2O3-α e que nenhum vestígio de solubilidade do Nb na Al2O3-α foi observado. O AlNbO4 pôde ser quantificado pelo Método de Rietveld apenas para as amostras contendo 2 e 4% m/m de Nb2O5, excluindo-se do refinamento os picos da fase de origem não identificada. As análises por microscopia eletrônica de varredura mostram que com o aumento do teor de Nb2O5 incorporado há um aumento de fase intergranular no sinterizado. Mostra, também, que o Nb2O5 atua como agente de sinterização da Al2O3-α favorecendo o aumento de seus grãos e de sua densificação. A análise por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução mostrou que a região de interesse e a região de interface possuem orientações cristalográficas distintas. O padrão de difração de elétrons desta região mostrou que a mesma possui estrutura monocristalina e está associada à fase AlNbO4. Mostrou, ainda, que esta região monocristalina está em uma matriz com orientação distinta e que nesta orientação puderam ser verificadas distâncias interplanares correspondentes às distâncias interplanares dos picos de origem não identificada. / In this work, the AlNbO4 phase formation in the system (x Al2O3 + 1-x Nb2O5) was studied by X-ray diffraction and electron microscopy techniques. 0; 0.15; 0.5; 2 and 4 Nb2O5 wt% were added in α-Al2O3 and sintered at 1400, 1500 and 1600°C for 60 min using a heating rate of 2.5°C.min-1. The sintered samples were analyzed by X-ray diffraction, with the adjustment of the diffraction peaks and the formed phases quantified by Rietveld Method. The samples were also analyzed by scanning electron microscopy and the chemical composition of specific points of the sample analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy. Characteristic X-ray maps and microstructural chemical composition profiles were analyzed by wavelength dispersion spectroscopy through an electron microprobe. Details of the microstructure were chosen for further investigation and removed from the original microstructure by focused ion beam system and analyzed by high resolution transmission electron microscopy. The results showed that an unidentified phase was formed when 0.15 Nb2O5 wt% were added in α-Al2O3 and that the stable phase of the system, AlNbO4 was verified by X-ray diffraction after the addition of 0.5 Nb2O5 wt% It was also found that all Nb2O5 was consumed during the sintering of the samples. Adjustments of the diffraction peaks by Rietveld Method allowed to conclude that no significant distortions in the α-Al2O3 crystalline lattice were observed and that no trace of Nb solubility in α-Al2O3 was verified. AlNbO4 could be quantified by Rietveld Method only for samples containing 2 and 4 Nb2O5 wt%, after excluding the peaks of the unidentified phase. The scanning electron microscopy analysis shows that the increase of the incorporated Nb2O5 content increases the intergranular phase in the sintered samples. It also shows that Nb2O5 acts as a sintering agent for α-Al2O3 favoring the increase of its grains and its densification. High resolution transmission electron microscopy showed that the interest region and the interface region have different crystallographic orientations. The electron diffraction pattern of this region showed a monocrystalline structure and it was associated to the AlNbO4 phase. It also showed that the monocrystalline region is in a different orientation matrix and in this orientation, interplanar distances corresponding to the interplanar distances of the unidentified peaks could be verified.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-26Bitstream added on 2014-06-13T20:46:55Z : No. of bitstreams: 1 felix_aa_dr_bauru.pdf: 2060011 bytes, checksum: 4a5c68d1fc6a532384cd2520a68edde4 (MD5) / Neste trabalho pastilhas cerâmicas de CaCu3Ti4O12 (CCTO) foram produzidas pelo método de reação por estado sólido onde estudos por difração de raios-X mostraram que as amostras policristalinas são monofásicas dependendo da pressão parcial de oxigênio. Estudos por microscopia eletrônica de varredura e fotoluminiscência indicam que o processo de crescimento de grão e densificação das amostras e a formação de vacâncias de oxigênio estão diretamente relacionados a concentração de oxigênio durante o processo de sinterização. As amostras foram caracterizadas por medidas elétricas dc em função da temperatura, que associada a teoria de semicondutores, provaram que as barreiras de potencial no CCTO são mais influenciadas pela temperatura do que pelo campo elétrico, ou seja, são barreiras do tipo Schottky. Um modelo de barreira e os mecanismos de formação foram propostos para descrever a formação da barreira de potencial no CCTO. Medidas de corrente-tensão cíclicas mostraram que o efeito de comutação resistiva no CCTO está diretamente relacionado a efeitos de contorno de grão e efeito Joule. As propriedades de transporte elétrico em filmes finos de CCTO foram investigadas para os efeitos de comutação resistiva, retificação elétrica e aplicação em sensores de gás. Filmes monofásicos foram produzidos pelo Método dos Precursores Poliméricos (MPP) em diferentes tipos de substratos. Filmes produzidos em substratos de LNO/Si apresentam curvas de corrente-tensão simétricas, indicando contatos ôhmicos, enquanto os filmes depositados sobre substratos de Pt/Si têm um comportamento altamente assimétrico nestas curvas, o qual está relacionada com a formação de um junção metal-semicondutor na interface CCTO/Pt. Os resultados indicam que a formação deste tipo de contato reforça o efeito de comutação resistiva neste material... / CaCu3Ti4O12 (CCTO) pellets were produced by solid state reaction method and X-ray diffractograms showed that single phase polycrystalline samples were obtained. Studies by scanning electron microscopy and photoluminescence indicate that the process of growth and densification of the samples and formation of oxygen vacancies, respectively, are directly related to oxygen concentration during sinterization process. The samples were electrically characterized by dc measurements a function of temperature, which associated to semiconductor theory, showed that CCTO barriers are more influenced by temperature than by electric filed, i.e., Schottky barriers. A model and the mechanism for barrier formation have been proposed to describe the CCTO potential barrier. Electric transport properties of CaCu3Ti4O12 (CCTO) thin films were investigated for resistive switching, rectifying and gas sensor applications. Single phase CCTO thin films were produced by Polymeric Precursor Method (PPM) on different substrates. Cyclic current-voltage measurements showed that resistive switching effects in CCTO is directly related to the grain boundary and Joule effects. Films produced on LNO/Si substrates have symmetrical non-ohmic current voltage characteristics, forming ohmic contact, while films deposited on Pt/Si substrates have a highly asymmetrical non-ohmic behavior which is related to a metal-semiconductor (MS) junction formed at the CCTO/Pt interface. Results confirm that CCTO has a resistive switching response which is enhanced by Schottky contacts. Sensor response tests revealed that CCTO films are sensitive to oxygen gas and exhibit n-type conductivity. These results demonstrate the versatility of CCTO thin film prepared by the PPM method for gas atmosphere or bias dependent resistance applications depending n filme configuration

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-15Bitstream added on 2015-03-03T12:07:00Z : No. of bitstreams: 1 000808295.pdf: 1454675 bytes, checksum: dfd00c1da776e021a570aaa2c9380541 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Filmes de óxido de cobalto apresentam interesses para aplicações em catálise, sensores de gás e para estudos do efeito de exchange bias em multicamadas de CoO/Co/CoO. Neste trabalho, filmes de óxido de cobalto foram depositados usando a técnica de DC sputtering, nas potências 80,120 e 240W. A superfície dos filmes preparados a potências menores não apresentaram trincas. Medidas de difração de raios X indicaram a presença da fase Co3O4 nas deposições de 80 e 120 W. Para deposição com 240 W, observa-se apenas a presença da fase CoO. Os espectros de espalhamento Raman dos filmes apresentaram bandas referentes aos modos do Co3O4 para todas as amostras crescidas, já a análise de transmitância no infravermelho apresentou bandas de absorção relacionadas à fase CO3O4 nos filmes depositados com baixa potência, e uma mistura de bandas do CoO e Co3O4 na deposição a 240 W. O espectro de transmitância no UV/VIS/NIR apresentou absorções relacionadas a transições eletrônicas do óxido de cobalto em em 0,8,0,9,1,7 e 3eV na amostra crescida em 80 W. Com o objetivo de criar camadas nanométricas de cobalto puro, intercaladas com filmes de óxido de cobalto, foram depositados filmes nos quais o fluxo de oxigênio foi interrompido. A potência utilizada foi 120 W e os tempos de interrupção foram 120 e 12s. Imagens de microscopia eletrônica de varredura indicaram que não houve rachaduras na superfície dos filmes e medidas na seção transversal das amostras indicaram formaram das camadas metálicas no interior do filme depositado com interrupção de oxigênio por 120s. Análise de difração de raios X das multicamadas mostrou um favorecimento da fase CoO em relaçãoao tetraóxido, porém o espectro Raman dos filmes apresentaram picos claros da fase Co3O4. Utilizando uma simulação computacional baseada no método de Monte Carlo (Stopping and Range of lons in Matter-SRIM) estimou-se a energia com que os átomos e íons... / Cobalt oxide films have interest for application in catalysis, gas sensors, and for studies of the exchange bias effect in CoO/Co/CoO multilayers. In this work, cobalt oxide films were deposited using DC sputtering technique. The deposition powers tested were 80,120 and 240 W. The surfaces of the films prepared at 240 W have cracked, while films prepared at lower powers showed no cracks. X-ray diffraction measurements indicated that films prepared at lower powers are deminated by the Co3O4 with spinel strucuture while at higher powers the CoO rocksalt phase is favored. Raman scattering measurements of the films showed bands related to Co3O4 spinel modes for all samples, while the infrared transmittance analysis showed absorption bands related to the Co3O4 phase on films deposited at low power and a mixture of CoO and Co3O4 bands deposition to 240 W. In the UV/VIS/NIR spectrum, absorption bands related to electronic transitions of cobalt oxide at 0.8, 0.9, 1.7 and 3 eV were observed in the sample grown at 80 W. Aiming to create nanometric layers of pure cobalt interspersed cobalt oxide films, depositions in which the oxygen flow was periodically stopped were made. In these experiments, the power was kept at 120W and interrupetion periods of 120 and 12 s were used. Scanning electron microscopy image indicated that there were no cracks on the surfaces of the films and cross section measurements idicated the formation of metal layers inside the film deposited with interruption of oxygen for 120 s. Analysis of X-ray diffraction of multilayers showed a favoring of the CoO phase, but the Raman spectra of the films showed clear peaks of Co3O4 phase. Using a computer simulation based on the Monte Carlo method (Stopping and Range of Ions in Matter, SRIM) the energies of the atoms and ions that reach the substrate were estimated. The estimations were performed when deposition is taken with outputs of 120 and 240 W. An increase of the average...

Orientador: Dayse Iara dos Santos / Banca: Manoel Ribeiro da Silva / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Resumo: O presente trabalho visou testar a adição de uma pequena proporção (1% em peso) de dois compostos de cálcio, o silicato de cálcio e o zirconato de cálcio, na preparação de fios de Bi:2212 revestidos com prata, os quais foram testados com sucesso anteriormente em processamento de pastilhas e foram observadas grandes alterações na microestrutura em função do composto de cálcio utilizado. Três tratamentos térmicos com temperaturas máximas próximas, mas ligeiramente diferentes, foram aplicados aos fios em atmosfera de O2/Ar usando o método de fusão parcial. Análises de difração de raio-X realizadas nos pós removidos do núcleo cerâmico dos fios mostraram a predominância da fase Bi:2212, apesar de apresentarem um caráter multifásico. Análise térmica diferencial e termogravimétrica foram feitas nos pós cerâmicos utilizados na preparação dos fios. Observação das seções transversais e longitudinais dos fios realizadas em microscópio eletrônico de varredura indicam a presença de feixes de microplacas da fase supercondutora acompanhadas de maior ou menor segregação de fase rica em cobre. Os tratamentos com temperaturas máximas mais elevadas se mostram mais eficazes para a melhoria das propriedades supercondutoras que foram avaliadas utilizando-se medidas de transporte e medidas magnéticas. As temperaturas críticas foram superiores a 100k. As densidades de corrente crítica obtidas por medidas de transporte variaram de 3,4A/cm2 (fio de referência tratado até 880ºC) a 38,8A/cm2 (fio com adição de CaSiO3 tratado até 883ºC), este valor mais elevado está relacionado a microestrutura com maior proporção de microplacas e menor proporção de fase segregada. A densidade de corrente crítica determinada por magnetização produziram valores muito mais altos por serem baseados em um modelo, o Modelo de Bean. O mesmo fio observado como melhor nas medidas elétricas também apresentou valores superiores quando... / Abstract: The present work was designed to test the addition of a little proportion (1 wt,%) of two calcium compounds, calcium silicate and calcium e o zirconate, in the preparation of Bi:2212 silver sheathed wires, which were successfully tested in processing of melt-textured pellets and were observed in the microstructure in function of the use calcium compound. Three heat treatments with nearby values to the maximum temperatures, but slightly different were applied to the wires in O2/Ar atmosphere using the partial-melting method. Analysis of X-ray diffraction performed in the removed powder from the ceramic core of treated wires showed the predominance of the Bi:2212 phase, despite of the presence of a multiphasic character for the samples. Thermogravimetry and differental thermal analysis were performed in the ceramic powders used to prepare the wires. Observations of longitudinal and cross sections of the wires performed in a scanning electron microplate presence of the superconductiong phase accompanied by more or less segregation of phase rich in copper. The treatments with higher maximum temperatures are more effective to improving the superconducting properties that were evaluated that were evaluated using tranport and megnetic measurements. The critical temperatures were higher that 100K. The critical current densities obtained by transport measurments ranged from 3.44/cm2 (reference wire treated up 880ºC) to 38.8A/cm2 (wire with addition of CaSiO3) treated up 883ºC), this higher value is related to microstructure with addition of CaSiO3 treated up 883ºC), this higher value is related to microstructure with a higher proportion of microplates and smaller proportion of segregated phase. The critical current density determined by magnetization produced much higher values because they are based on a critical model, the Bean Model. The same wire observed like the better in electrical measurements also also showed higher values when... / Mestre

Orientador: José Humberto Dias da Silva / Banca: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Fernando Rogerio de Paula / Resumo: Filmes de óxido de cobalto apresentam interesses para aplicações em catálise, sensores de gás e para estudos do efeito de exchange bias em multicamadas de CoO/Co/CoO. Neste trabalho, filmes de óxido de cobalto foram depositados usando a técnica de DC sputtering, nas potências 80,120 e 240W. A superfície dos filmes preparados a potências menores não apresentaram trincas. Medidas de difração de raios X indicaram a presença da fase Co3O4 nas deposições de 80 e 120 W. Para deposição com 240 W, observa-se apenas a presença da fase CoO. Os espectros de espalhamento Raman dos filmes apresentaram bandas referentes aos modos do Co3O4 para todas as amostras crescidas, já a análise de transmitância no infravermelho apresentou bandas de absorção relacionadas à fase CO3O4 nos filmes depositados com baixa potência, e uma mistura de bandas do CoO e Co3O4 na deposição a 240 W. O espectro de transmitância no UV/VIS/NIR apresentou absorções relacionadas a transições eletrônicas do óxido de cobalto em em 0,8,0,9,1,7 e 3eV na amostra crescida em 80 W. Com o objetivo de criar camadas nanométricas de cobalto puro, intercaladas com filmes de óxido de cobalto, foram depositados filmes nos quais o fluxo de oxigênio foi interrompido. A potência utilizada foi 120 W e os tempos de interrupção foram 120 e 12s. Imagens de microscopia eletrônica de varredura indicaram que não houve rachaduras na superfície dos filmes e medidas na seção transversal das amostras indicaram formaram das camadas metálicas no interior do filme depositado com interrupção de oxigênio por 120s. Análise de difração de raios X das multicamadas mostrou um favorecimento da fase CoO em relaçãoao tetraóxido, porém o espectro Raman dos filmes apresentaram picos claros da fase Co3O4. Utilizando uma simulação computacional baseada no método de Monte Carlo (Stopping and Range of lons in Matter-SRIM) estimou-se a energia com que os átomos e íons... / Abstract: Cobalt oxide films have interest for application in catalysis, gas sensors, and for studies of the exchange bias effect in CoO/Co/CoO multilayers. In this work, cobalt oxide films were deposited using DC sputtering technique. The deposition powers tested were 80,120 and 240 W. The surfaces of the films prepared at 240 W have cracked, while films prepared at lower powers showed no cracks. X-ray diffraction measurements indicated that films prepared at lower powers are deminated by the Co3O4 with spinel strucuture while at higher powers the CoO rocksalt phase is favored. Raman scattering measurements of the films showed bands related to Co3O4 spinel modes for all samples, while the infrared transmittance analysis showed absorption bands related to the Co3O4 phase on films deposited at low power and a mixture of CoO and Co3O4 bands deposition to 240 W. In the UV/VIS/NIR spectrum, absorption bands related to electronic transitions of cobalt oxide at 0.8, 0.9, 1.7 and 3 eV were observed in the sample grown at 80 W. Aiming to create nanometric layers of pure cobalt interspersed cobalt oxide films, depositions in which the oxygen flow was periodically stopped were made. In these experiments, the power was kept at 120W and interrupetion periods of 120 and 12 s were used. Scanning electron microscopy image indicated that there were no cracks on the surfaces of the films and cross section measurements idicated the formation of metal layers inside the film deposited with interruption of oxygen for 120 s. Analysis of X-ray diffraction of multilayers showed a favoring of the CoO phase, but the Raman spectra of the films showed clear peaks of Co3O4 phase. Using a computer simulation based on the Monte Carlo method (Stopping and Range of Ions in Matter, SRIM) the energies of the atoms and ions that reach the substrate were estimated. The estimations were performed when deposition is taken with outputs of 120 and 240 W. An increase of the average... / Mestre

O presente trabalho desenvolve a análise qualitativa de carbonetos existentes em um tubo de aço 1,25Cr-0,5Mo envelhecido em condições de fluência em um reformador. A análise é feita mediante difração de raios X utilizando a técnica de pós, XRPD. Para a separação dos precipitados da amostra do aço, recorre-se a um método de dissolução ácida da matriz ferrítica. O método de dissolução ácida permitiu a separação do carboneto M2C da matriz ferrítica, o mesmo foi identificado por difração de raios X. Adicionalmente, comparam-se os dados obtidos experimentalmente com os resultados dos cálculos teóricos de equilíbrio termodinâmico realizados com o aplicativo MT-DATA. É de se esperar que no aço estudado a condição equilíbrio termodinâmico à temperatura de operação do reformador (500-550 °C) tenha sido alcançada, devido a que este permaneceu nesta situação por um período de aproximadamente 34 anos. Os resultados do modelamento termodinâmico realizado com o aplicativo MT-DATA indicam que para a faixa de temperaturas de 500-550ºC as fases em equilíbrio deveriam ser ferrita e o carboneto M23C6. No entanto, a análise experimental por XRPD demonstrou que o carboneto M2C é o único carboneto existente no aço estudado.

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No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PreparaçãoCaracterizaçãoEstrutural.pdf: 1457382 bytes, checksum: 43d161e86f7cc4ff0e62b82aa63590dd (MD5) Previous issue date: 2009 / A preparação e a caracterização estrutural e elétrica de cristais mistos de K1-x(NH4)x H2PO4 (KADPx) crescidos pelo método de evaporação do solvente foi efetuada por meio das técnicas de análise termogravimétrica (TGA), difração de raios-x (DRX) e espectroscopia de impedância (IS) e discutidas com base nas características das espécies puras de KH2PO4 (KDP) e (NH4)H2PO4 (ADP). A técnica de espectrometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente (ICP-AES) determinou as quantidades molares x = 0, 0,076, 0,118, 0,357, 0,857, 0,942 e 1,0 para os cristais mistos. Os cristais foram crescidos em solução aquosa a temperatura constante, e obtidas placas de cristais para as medidas elétricas com dimensões de aproximadamente (0,5 × 3,5 × 4,0) mm3 e com faces dominantes (100). Os resultados obtidos através das técnicas DRX (método do pó) e TGA sugeriram que os deslocamentos ou mudanças nos picos e nas curvas de TGA são dependentes da composição x nos cristais mistos de KADPx. Os dados das medidas de impedância complexa, da permissividade elétrica complexa e da condutividade (dc) foram realizados no intervalo de freqüência 1 Hz até 1 MHz e na região de temperatura de 20 ºC a 160 ºC. Foi observado que a condutividade dc das espécies aumenta com a temperatura seguindo a Lei de Arrhenius, com diferentes energias de ativação aparentes em diferentes intervalos de temperatura para o processo de condução na rede cristalina. Um modelo de circuito equivalente baseado na combinação de resistores e capacitores em paralelos foi desenvolvido para descrever o comportamento da impedância complexa obtida dos cristais. Os diferentes modos de condução elétrica atribuídos ao efeito de salto (hopping) dos prótons de hidrogênio entre as vacâncias nas ligações destes prótons foram estudados. Neste sentido, é proposto que podem ser criados defeitos adicionais devido à quebra de ligações de hidrogênio nos grupos amônio. A migração de íons mais pesados, como potássio e amônio, bem como moléculas de água das inclusões líquidas é sugerida a altas temperaturas. Nossos resultados sugerem que as amostras ricas em ADP são mais condutivas que as amostras ricas em KDP e que as amostras com composições x intermediárias são menos condutivas que as demais. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The preparation and structural and electrical characterization of KH2PO4 (KDP), (NH4)H2PO4 (ADP) and K1-x(NH4)xH2PO4 (KADPx) mixed crystals grown by the method of solvent evaporation at 40 ºC and with x = 0, 0.076, 0.118, 0.357, 0.857, 0.942, 1.0 was carried out. Inductively Coupled Plasma – Atomic Emission Spectrometry (ICP-AES) was performed in order to determinate x for each mixed crystal. Plates with the dominant face of (100) were obtained and prepared to impedance measurements. Thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray diffraction (XRD) measurements have been carried out on crystals in the temperature range of 30 ºC – 450 °C. Our results suggest that, in the decomposition process the shifts of starting weight loss in the TGA curves are dependent on x in mixed crystals. As compared with the TGA, the direct reflection of the exchange of constituent cations (NH4 + and K+), the lattice parameters, and cell volume of KADPx crystals, increase with the addition ammonium. This behavior concerning the matching of the exchange agrees with the results of investigations of the XRD results. The measured ac impedance data are analyzed as a function of frequency in the temperature range between 20 ºC and 160 °C. An equivalent circuit model based on two parallel G–C circuits was adopted to describe the complex impedance data obtained from the crystals. The conduction is attributed to the hopping of proton among hydrogen vacancies. Additional defects can be created by breaking the hydrogen bond in ammonium groups. Potassium and ammonium ions in the mixed crystals are suggested to have the contribution to the electrical conduction at high temperatures. The activation energies of migration were obtained in different temperature ranges. KADPx crystals are dielectric-type crystal that progresses to an ionic crystal one as the temperature is raised. At ADP-rich region the conductivity is higher than that of the KDP-rich region. In the intermediate compositions x the conductivity is lower than of the rich regions.