Este trabalho descreve um estudo sistemático da influência da adição do átomo de lantânio na estrutura da fase Bi4Ti3O12 (BIT) e do átomo érbio na fase Bi3,25La0,75Ti3O12 (BLT075) no que tange seu processo de síntese e suas propriedades estruturais, microestruturais e elétricas. Cerâmicas de composição nominal Bi4-xLaxTi3O12 (BLTx) com 0 x 2 mol % e Bi3,25La0,75Ti3O12 (BLT075) com substituição no sítio do La3+ (BLExT) e no sítio do Ti4+ (BLTEx) com 0 x 0,06 mol %, foram preparadas através do método de síntese por reação do estado sólido. Os dados de difração de raios X (DRX) das amostras BLTx mostram a formação de uma solução sólida para todas as amostras, exceto para amostra contendo 2 mol% de La3+. Verificou-se que a adição de La3+ leva a um aumento da temperatura de sinterização e diminui o tamanho médio dos grãos, alterando sua morfologia de grão na forma de placas para uma forma mais esférica. Quanto às propriedades dielétricas, amostras BLTx com x 1 mol% apresentam um comportamento característico de um ferroelétrico normal, enquanto que quando x > 1 mol%, observa-se um pequeno deslocamento da temperatura de máximo da permissividade dielétrica (Tm) com a freqüência, indicando a existência de um comportamento típico de materiais ferroelétricos relaxores. Os resultados de espectroscopia Raman sugerem que os íons La3+ tendem a ocupar preferencialmente o sítio do Bi3+ das camadas peroviskitas quando x < 1,0 mol %, enquanto que quando x >1,0 mol %, o processo de incorporação também ocorre no sítio do Bi3+ nas camadas de Bi2O2. De acordo com a analise dos espectros XANES e XPS, a estrutura local e eletrônica dos átomos de Ti, Bi e La, não são afetadas de forma significativa pela adição de lantânio.Em relação às amostras dos sistemas BLExT e BLTEx, os dados de DRX mostram somente a presença de fases secundárias nas composições x= 0,04 e 0,06 mol% do sistema no BLTEx. A sinterização à 1115oC possibilitou obter amostras apresentando uma densidade relativa superior a da amostra não dopada BLT075. A adição de Er3+ causa mudanças na morfologia, diminuindo o tamanho médio dos grãos no sistema BLExT e aumentando no sistema BLTEx. Através de medidas elétricas, foi observado um decréscimo no valor Tm em ambos os casos. Quando x > 0,02 mol%, o comportamento de Tm é dominado pelo limite de solubilidade para o sistema BLExT. De acordo com os dados de XAS, a estrutura local e eletrônica dos átomos de Ti e Er não são afetadas de forma significativa pela adição de érbio. / This work describes a systematic study of the influence of the lanthanum atom addition in the Bi4Ti3O12 (BIT) phase and the erbium atom addition in the Bi3,25La0,75Ti3O12 (BLT075) phase in terms of their synthesis process and its structural, microstructural and electrical properties. Ceramics of nominal composition Bi4-xLaxTi3O12 (BLTx) with 0 x 2 mol% and Bi3,25La0, 75Ti3O12 (BLT075) with Er3+ replacing the La3+ atoms (BLExT) and replacing Ti4+ atoms (BLTEx) with 0 x 0, 06 mol%, were prepared by the solid state reaction method. X-ray diffraction (XRD) data of BLTx samples shows the formation of a solid solution for all samples, except for sample containing 2 mol% of La3+. It was found that the addition of La3+ leads to an increase in the sintering temperature, a decrease in the average size of grains and a modification on the grain from plates to a more spherical morphology. The dielectric properties of BLTx samples with x 1 mol% show a behavior characteristic of a normal ferroelectric whereas when x> 1 mol%, there is a small displacement of the temperature of maximum dielectric permittivity (Tm) with the frequency, indicating the existence of a typical behavior of a relaxor ferroelectric material. The Raman spectroscopy results suggest that La3+ ions tend to preferentially occupy the Bi3+ site in the peroviskite layer when x <1.0 mol%, whereas when x> 1.0 mol%, the process of incorporation occurred also in the Bi3+ site of the Bi2O2 layer. According to the analysis of XANES and XPS spectra, the local structure of atoms and electronic structure of Ti, Bi and La atoms of BLTx samples are not affected significantly by the addition of lanthanum. For samples of BLExT and BLTEx systems, the XRD data shows only the presence of a secondary phase in the x = 0.04 and 0.06 mol% compositions of the BLTEx system. The sintering at 1115 °C allowed to obtain samples presenting a relative high density than the sample BLT075 undoped sample. The addition of Er3+ induces significative changes in grain morphology by decreasing the average size of grains in the BLExT system and by increasing the BLTEx system. Through electrical measurements, it was observed a decrease in the Tm value in both cases. In the BLExT system, when x> 0.02 mol%, the behavior of Tm is dominated by the solubility limit. According to the XAS data, the local and electronic structure of Ti and Er atoms are not affected significantly by the addition of erbium.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09305.pdf: 5404217 bytes, checksum: 19eda8ad49f8cd247304fef0fb69c1bc (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dentre as principais propriedades que devem ter os implantes ortopédicos, tem-se a resistência à corrosão. Os implantes passam por um processo de marcação antes de serem esterilizados, cuja função é prover a identificação e rastreabilidade do produto. Este trabalho teve o objetivo de avaliar o efeito de duas técnicas de marcação, mecânica e a laser, na resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico ABNT NBR ISO 5832-1, um dos mais utilizados no Brasil na fabricação de próteses. Os ensaios eletroquímicos realizados constaram de monitoramento do potencial de corrosão em circuito aberto, espectroscopia de impedância eletroquímica, determinação das propriedades eletrônicas do filme passivo via abordagem de Mott-Schottky, medidas de polarização potenciodinâmica cíclica e a técnica eletroquímica de varredura com eletrodo vibrante (SVET), à temperatura de 37°C. O eletrólito utilizado foi uma solução salina de fosfato tamponada de pH 7,4. Foram realizadas análises por microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, SEM-FEG e, microscopia eletrônica de transmissão. Constatou-se que a marcação a laser diminui a resistência à corrosão por pite ao alterar significativamente as características do filme passivo, quando comparada à marcação mecânica e ao material sem marcações. Foram observadas inclusões de óxidos que foram colocadas em relevo pela dupla incidência do feixe de laser. O ataque da matriz de aço no entorno das inclusões de óxidos promove a formação de micro-frestas entre esta e as inclusões favorecendo o crescimento e a propagação do pite. Este foi o mecanismo proposto para explicar a maior susceptibilidade à corrosão localizada nas áreas afetadas pela marcação a laser. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07159.pdf: 6635216 bytes, checksum: 7642a0d119407e733bfca664ee16610b (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:97/00727-3

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-12-17T09:05:05Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-12-17T09:05:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho de mestrado são descritos o projeto, a montagem e os testes de funcionamento de uma câmara porta amostra para medidas elétricas de quatro pontas de prova dc. A estrutura da câmara porta amostra é em material cerâmico, que garante a estabilidade física e química do sistema, prolongando sua vida útil e melhorando a qualidade das análises realizadas. Este sistema permite a realização de medidas elétricas de diferentes materiais desde a temperatura ambiente até ~1500 °C em ampla faixa de pressões parciais de oxigênio. A funcionalidade da câmara porta amostras foi avaliada por meio da comparação de medidas da dependência da resistividade elétrica com a temperatura de amostras de zircônia estabilizada com ítria. Visando à aferição e a aplicação deste sistema de medidas elétricas, foram fabricados e caracterizados compósitos à base de zircônia estabilizada com ítria e nitreto de titânio, obtidos pela técnica de sinterização por plasma pulsado (\"spark plasma sintering\", SPS). As propriedades gerais destes compósitos foram investigadas por meio de análises térmicas, difratometria de raios X (DRX) e medidas elétricas de quatro pontas de prova dc, usando o sistema construído. As análises das amostras dos compósitos à base de zircônia e TiN mostraram que a técnica SPS produz amostras densas, sem reação entre as fases ou degradação do TiN por oxidação. As amostras com adição de TiN apresentaram comportamento metálico da resistividade elétrica, evidenciando a percolação do nitreto na matriz de zircônia para frações volumétricas &le; 27 vol.%. Medidas de resistividade elétrica combinadas com análises térmicas e de DRX foram usadas para monitorar a oxidação do TiN nos compósitos em altas temperaturas. As amostras produzidas apresentam propriedades promissoras para aplicações de alta temperatura que requeiram elevada condutividade elétrica. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientadores: Lucia Helena Innocentini Mei, Joceli Maria Giacomini Angelini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T13:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Noronha_Fabio_M.pdf: 6615415 bytes, checksum: f72688fb0000126501c64a7267950cb0 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Atualmente, os materiais utilizados como isoladores elétricos vêm sendo substituídos por materiais poliméricos por apresentarem vantagens em relação aos isoladores cerâmicos. Dentre estas vantagens, podem-se citar maior desempenho, melhor resistência ao vandalismo e menor peso. O objetivo desta dissertação foi o estabelecimento de desenvolver requisitos de desempenho para os Isoladores Poliméricos (EPDM- Monômero Dieno/Etileno/Propileno e Silicone) usados na rede elétrica, através de resultados obtidos em ensaios de envelhecimento natural e artificial, tendo como enfoque as linhas de transmissão de 69 kV e 138 kV. Foi realizado um estudo do estado da arte em Isoladores Poliméricos e do estado atual de aplicação e desempenho dos mesmos em campo. Estudos experimentais foram desenvolvidos em produtos retirados de campo e produtos novos, envelhecidos artificialmente em laboratório, segundo metodologias aplicáveis a polímeros. Em paralelo foram estudadas mantas elastoméricas de Silicone e EPDM para elaboração de critérios comparativos. Através dos resultados obtidos, foram sugeridos alguns requisitos de desempenho que poderão ser utilizados em especificações dos mesmos. Nesta dissertação, são apresentados, principalmente, estes resultados obtidos por meio das técnicas de ensaio de Tensões Elétricas, Rugosidade, Densidade, Dureza, FTIR-Infravermelho com Transformada de Fourier, DSC-Calorimetria Exploratória, DMTA-Análise Térmica Dinâmico Mecânica e Resistência à Tração. Os resultados obtidos mostraram a importância de controle da rugosidade bem como da necessidade de aditivação do polímero com sistema de termo e foto estabilização / Abstract: Currently, the materials used as electrical insulators are being replaced by polymeric materials have advantages as compared to ceramic insulators. Among these advantages, we can cite higher performance, better resistance to vandalism and lower weight. The objective of this thesis was the establishment of developing performance requirements for Polymeric Insulators (EPDM monomer diene / ethylene / propylene and Silicone) used in power systems, through results from trials of natural and artificial aging, focusing on the lines transmission of 69 kV and 138 kV. We conducted a study of the state of the art in Polymeric Insulators and current state of implementation and performance of the same field. Experimental studies have been developed into products removed from the field and new, artificially aged in the laboratory, according to the methods applied to polymers. Were studied in parallel webs of silicone elastomer and EPDM for developing benchmarks. Through the results, suggested some performance requirements that could be used in the same specifications. In this thesis, are presented, mainly, these results obtained by the techniques of test voltages, roughness, density, hardness, FTIR-Fourier Transform Infrared, Scanning Calorimetry-DSC, DMTA Dynamic-Mechanical Thermal Analysis and Tensile Strength . The results showed the importance of controlling the roughness and the need for additives with the polymer system and picture stabilization term / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orlei Luiz dos Santos.pdf: 953529 bytes, checksum: 9ae33a7c834d1eff1f7b0fdf621d088c (MD5) Previous issue date: 2010-07-27 / In this work we study the electric properties of mesoionic compounds in the gaseous phase in different solvents, with a special attention to the first hyperpolarizability (&#946; ). The Hartree-Fock (HF) method and the second-order Møller Plesset perturbation theory (MP2) were used to describe the electronic structure. The solvent effects were modelled using the selfconsistent reaction field approach with the Polarizable Continuum Model (PCM) and the electric properties were calculated numerically with the finite field method and analytically with the coupled perturbed Hartree-Fock (CPHF) procedure. The results obtained show the importance of inclusion of the solvent effects with significant alteration in the values of the electric properties as compared with the results in the gaseous phase. Nevertheless, such properties are almost not affected by changes in the solvent polarity. Comparisons between the HF and MP2 results indicate that the first hyperpolarizability is particularly sensitive to the inclusion of the electron correlation effects. In addition, a substantial increase in the &#946; values is observed with the incorporation of a strong electron acceptor group. / Neste trabalho estudamos as propriedades elétricas de compostos mesoiônicos em fase gasosa e em diferentes solventes, com uma atenção especial para a primeira hiperpolarizabilidade (&#946; ). Utilizamos o Método de Hartree-Fock (HF) e a Teoria de Perturbação de Møller-Plesset de segunda ordem (MP2) para descrição da estrutura eletrônica. Os efeitos de solvente foram tratados por meio do Modelo Contínuo Polarizável e os cálculos das propriedades elétricas foram realizados usando os métodos de Campo Finito e de Perturbação Acoplada de Hartree-Fock. Os resultados obtidos mostram a importância da inclusão dos efeitos de solvente com significativas alterações nos valores das propriedades elétricas quando se compara com os resultados em fase gasosa. Entretanto, tais propriedades quase não são afetadas por mudanças na polaridade do solvente. Comparações entre os resultados MP2 e HF indicam que a primeira hiperpolarizabilidade é particularmente sensível à inclusão dos efeitos de correlação eletrônica. Adicionalmente, um aumento substancial nos valores de &#946; é observado com a incorporação de um grupo com um forte caráter aceitador de elétrons.

Este trabalho é dividido em duas partes. Na primeira parte são estudadas moléculas isoladas, na segunda, moléculas em meio solvente. Em sua primeira parte, métodos de mecânica quântica de alto nível de correlação são utilizados para caracterizar o estado fundamental da molécula de CaC. Propriedades elétricas e óticas desta molécula, como também da molécula de MgH, são obtidas usando-se o método de campo finito. O estudo dessas moléculas é de interesse para a Astrofísica. A segunda parte deste trabalho foca o estudo teórico do solvatocromismo da molécula de 4-[(4-dimethylamino)phenyl)imino]-2, 5-cyclohexadien-1-one, ou DIA (Dimethylaminoindoaniline). Esta molécula apresenta também uma grande variação da sua primeira hiperpolarizabilidade medida em solução. Sabe-se que ela existe em solução como uma combinação de duas formas extremas: a forma com separação de cargas eno e a forma neutra ceto. Após otimizarmos teoricamente as estruturas dessas duas formas, realizamos uma simulação Monte Carlo em um número de moléculas de solventes polares e apoiares. A análise da estrutura do solvente, em torno de cada soluto, é realizada usando-se funções de distribuição radial de pares. É feita, também, a análise das pontes de hidrogênio para cada estrutura eno ou ceto. Estruturas supermoleculares, envolvendo o soluto com as moléculas mais próximas e, em separado. com as moléculas ligadas por pontes de hidrogênio, são usadas como entrada para cálculos semi-empíricos de mecânica quântica da primeira transição eletrônica de absorção e da primeira hiperpolarizabilidade. Apenas superestruturas estatisticamente descorrelacionadas foram usadas no cálculo. Os resultados são analisados e comparados com resultados experimentais em solução e com resultados teóricos em fase gasosa. Todas as interpretações sugerem que a estrutura eno é responsável pelos espectros experimentais de absorção UV-visível, tanto em solvente polares quanto em apoiares. A estrutura eno tem também uma primeira hiperpolarizabilidade calculada que concorda adequadamente com aquelas observadas em alguns solventes. Para clorofórmio a primeira hiperpolarizabilidade do DIA é dez vezes maior que em outros solventes. / This work is divided in two parts. In the first part isolated molecules are studied, in the second part the interest is in molecules in solvent media. In the first part of this work, high level quantum mechanical correlation methods are employed to characterise the ground state of the CaC molecule. Electrical and optical properlies of this molecule and also of the MgH molecule are obtained using the finite field method. The study of these molecules is of interest to Astrophysics. The second part of this work focuses on the theoretical study of the solvatochromism of the 4-[(4-dimelhylamino)phenyl)imino]-2, 5-cyclohexadien-1-one molecule, or DIA (Dimethylaminoindoaniline). This molecule also presents a large variation of its measured first hyperpolarizability in solution. It is known that in solution this molecule exists in a combination of two extreme forms, the chargeseparated eno form and the neutral kelo form. After these two structures are theoretically optimised, a Monte Carlo simulation is performed in a number of polar and non-polar solvent molecules. Analysis of1 the solvent structure around each solute is performed using radial distribution function. Hydrogen bonding analysis for each eno or keto structure is also carried out. Supermolecular structures involving the solute and the nearest solvent molecules and, separately, the hydrogen bonded molecules, are used as input to quantum mechanical semi-empirical calculations of the first electronic absorption transition and the first hyperpolarizability. Only statistically non-correlated superstructures were used in the calculation. The results are analysed and compared to experimental results in solution and theoretical results in gas-phase. All interpretations suggest that the eno structure is responsible for the experimental UV-Visible absorption spectrum, both in polar and non-polar solvents. The eno structure has also a calculated first hyperpolarizability that agrees well with that observed for some solvents. For chloroform the first hyperpolarizability of DIA is ten times greater than in other solvents.

Abstract The main object of this thesis was to research injection mouldable 0–3 type ceramic polymer composites and their dielectric and magnetic properties in the GHz frequency region. The work has been divided into three sections. In the first section, two–phase ceramic polymer composites containing dielectric and magnetic fillers have been investigated and their characteristics analysed by reference to pre–existing mixing rules. The exploitation of these composites in miniaturizing devices, such as antennae, is presented and discussed. The second part describes three phase composites containing different nanosize additives (silver, silicon and alumina fibres) towards improving their dielectric properties. In the third part, some periodical and multilayer structures for ceramic polymer composite layers are proposed. In the case of two–phase ceramic polymer composites, with 37&#160;vol.% of dielectric filler (Barium Strontium Titanate, BST) embedded into a thermoplastic polymer (ER140) matrix, the highest measured relative permittivity was 15 with a dielectric loss value of 0.008 at 1 GHz. With 43&#160;vol.% of magnetic filler (hexaferrite, CO2Z) in ER182 matrix, the highest achieved relative permeability was 1.8 with a magnetic loss value of 0.077 at 1 GHz. Composites with Co2Z filler provide a 77% size reduction, and could thus be used advantageously in antennae. It was found that a 2–6 vol.% nanoaddition in BST–ER140 composites enhanced the relative permittivity drastically with only a minor effect on the dielectric losses. In particular, with only 2&#160;vol.% addition of nanosize silver particles into the BST–ER140 composite, a 52% increase in the relative permittivity was obtained, with no significant change in the dielectric losses (tan&#160;δε&#160;=&#160;0.004). Vertically and horizontally periodical dielectric composite structures comprising layers of different dielectric properties have been fabricated as well as multilayered structures containing dielectric and magnetic layers. The measurement results indicate that such multimaterial multilayer structures are good candidates for components with reduced dielectric and magnetic losses. / Tiivistelmä Väitöstyön tavoitteena oli tutkia ruiskuvalettavien 0–3 –liitännäisten keraami-polymeerikomposiittien ominaisuuksia erityisesti niiden GHz-taajuusalueen dielektristen ja magneettisten ominaisuuksien kannalta. Työ on jaettu kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa on tutkittu kaksikomponenttisia keraami-polymeerikomposiitteja, joissa täytemateriaali on joko dielektristä tai magneettista materiaalia. Komposiittien ominaisuuksia on analysoitu jo olemassa olevien seosmallinnuskaavojen avulla. Komposiittien hyödyntämistä erilaisten sovellusten, kuten antennien, minityrisoinnissa on myös käsitelty. Toinen osa käsittelee kolmikomponenttisia komposiitteja, joissa lisäaineena on käytetty pieniä määriä nanomateriaaleja (hopea- ja piipartikkelit sekä alumiinioksidikuitu) tarkoituksena parantaa komposiitin dielektrisiä. Kolmannessa osassa on tutkittu periodisia ja monikerroksisia keraami- polymeerikomposiittirakenteita rakenteita. Kaksikomponenttisten keraami-polymeerikomposiittien tapauksessa suurin permittiivisyyden arvo 15 dielektristen häviöiden ollessa 0.008 (mittaustaajuus 1 GHz) saatiin komposiitille, jossa dielektristä täytemateriaalia (Barium Strontium Titanaatti, BST) oli 37 tilavuus-% termoplastisessa polymeerimatriisissa (ER140). Korkein saavutettu permeabiliteetin arvo 1.8 magneettisten häviöiden ollessa 0.077 (mittaustaajuus 1 GHz) saatiin komposiitille, jossa magneettista täyteainetta (hexaferriitti, Co2Z) oli 43 tilavuus-% ER182 -matriisissa. Tämä täyteaine mahdollistaa nykyistä jopa 77&#160;% pienempien antennielementtien kehittämisen. Tukimuksessa todettiin 2–6 tilavuus-% nanomateriaalin lisäyksen BST-ER140 -komposiitteihin kasvattavan permittiivisyyttä merkittävästi juurikaan vaikuttamatta dielektrisiin häviöihin. Erityisesti 2 tilavuus-% hopeananopartikkeleiden lisäys BST-ER140 -komposiitteihin kasvatti permittiivisyyttä 52&#160;% dielektristen häviöiden (tan&#160;δε&#160;= &#160;0.004) kasvamatta. Työssä on myös tutkittu periodisesti (vertikaali ja horisontaali) koostettuja dielektrisiä komposiittirakenteita, jossa eri kerroksissa on erilaiset dielektriset ominaisuudet sekä monikerrosrakenteita, joissa vuorottelevat dielektriset ja magneettiset kerrokset. Mittaukset osoittivat, että monimateriaaliset monikerrosrakenteet ovat hyviä kandidaatteja komponentteihin, jotka vaativat pieniä dielektrisiä ja magneettisiä häviöitä.

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