Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000397178-Texto+Parcial-0.pdf: 84509 bytes, checksum: f4b89cdd0e8b8db74d158d3eb611929d (MD5) Previous issue date: 2007 / The spinal arthroplasty is an alternative for the problems of degeneration disc disease that, to each day, is more frequently used. However, arthrodesis is still the most used technique as solution for problems related to the degeneration disc disease, exactly that current clinical research demonstrates that the obtained results with the application of this technique are not satisfactory in the medium and long period [18]. In Brazil, the application of arthroplasty techniques is restricted, mainly when we speak of surgeries in patients who are part of the poor population, therefore the existing prostheses in the market are mattered and they have high prices. Therefore, in the current work was developed a total disc replacement prosthesis, with objective to become viable its manufacture with national technology to reduce costs and consequently the final prices. The methodology of development of this work was initiated with the computer aided project, being basic the analysis for finite elements of the computational model of prosthesis. During the virtual simulations, static testings of axial compression and compression/shear were carried through, where it was observed that prosthesis presented mechanical resistance above the necessary one for the intended use. These assays have demonstrated the viability of the manufacture of samples for the accomplishment of the experimental assays of static axial compression. In turn, the experimental assays have presented a good standard of repeatability between the different samples, having denoted the quality of the works, as well as gotten the geometric and dimensional uniformity in the manufacture of the samples. The experimental assays have presented near results to the ones found in the computational simulations, becoming possible to validate the works carried through for finite elements, and confirming that developed prosthesis possess mechanical resistance above of the necessary. / A artroplastia de coluna vertebral vem se consolidando a cada dia, como uma alternativa para os problemas de degeneração de disco intervertebral de coluna. Porém, a artrodese ainda é a técnica mais utilizada como solução para problemas relacionados à degeneração de disco intervertebral de coluna, mesmo que pesquisas clínicas atuais demonstrem que os resultados obtidos com a aplicação desta técnica não são satisfatórios a médio e longo prazo [18]. No Brasil, a aplicação de técnicas de artroplastia ainda é muito restrita, principalmente quando se trata de cirurgias em pacientes que fazem parte da população de classe baixa e média, pois as próteses para artroplastia existentes no mercado são importadas e possuem altos preços. Por isso, realizou-se o desenvolvimento de uma prótese para substituição total de disco intervertebral, com objetivo de, utilizando tecnologia nacional, tornar a sua fabricação viável, e, consequentemente, com custos reduzidos. A metodologia de desenvolvimento deste trabalho iniciou-se com o projeto assistido por computador, sendo fundamental a análise por elementos finitos do modelo computacional da prótese. Durante as simulações virtuais, foram realizados ensaios estáticos de compressão axial e compressão/cisalhamento, onde se observou que a prótese apresentou resultados de resistência mecânica acima do necessário para o uso pretendido. Estes ensaios demonstraram a viabilidade da fabricação de amostras para a realização dos ensaios experimentais de compressão axial estática. Por sua vez, os ensaios experimentais apresentaram um bom padrão de repetibilidade entre as diferentes amostras, denotando a qualidade dos trabalhos realizados, bem como a uniformidade geométrica e dimensional obtida na fabricação das amostras. Os ensaios experimentais apresentaram resultados muito próximos aos encontrados nas simulações computacionais, tornando-se possível validar trabalhos realizados por elementos finitos, e confirmando que a prótese desenvolvida possui resistência mecânica acima do necessário.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000433800-Texto+Completo-0.pdf: 7490871 bytes, checksum: d20f63bf6a8349b832e9ae982f4f6b0a (MD5) Previous issue date: 2011 / The goal of this work is to develop and optimize industrial processes for manufacturing n+pn+ and n+pp+ silicon solar cells by using p-type multicrystalline Si wafers. Besides the optimization of n+ region, the p+ region was experimentally optimized with aluminum for obtaining the second structure. The innovation of this work consists in the development of n+pp+ solar cells in multicrystalline silicon with screen-printing metallization, by using only one thermal step for phosphorus and aluminum diffusion and in the comparison of cells n+pn+ and n+pp+. In this work, the isotropic texturing using acid solution was optimized. A texturing process using laser radiation was implemented in order to compare the results with the reflectance obtained by texturing in acid solution. We obtained the average reflectance of 23 % for the texturing with acid solution and 19. 6 % for the process with laser radiation. The time of texturing process with laser radiation is high, increasing the process cost. Therefore the process with acid solution was chosen. The average efficiency of the n+pn+ solar cells without texturing was 11. 3 %. The efficiency increased 2 % (absolute) when the texturing process by acidic solution was implemented. For the developed process of cells without back surface field, the highest efficiency achieved was 13. 8 %, with JSC = 29. 3 mA/cm2, VOC = 595 mV and FF = 0. 79.The highest efficiency found for n+pp+ cells was 14. 1 % and the electric parameters value were: JSC = 30. 2 mA/cm2, VOC = 592 mV e FF = 0. 78. It was concluded that the BSF region does not cause significant improvement in the efficiency of the devices and the small difference between the efficiency obtained with the best n+pn+ and n+pp+ cells is due to the highest short-circuit current density provided by Al BSF in n+pp+ solar cells. / Este trabalho tem como objetivo desenvolver e otimizar processos industriais para a fabricação de células solares em silício multicristalino tipo p com estruturas n+pn+ e n+pp+. Para a obtenção da segunda estrutura, além da região n+, foi necessário otimizar experimentalmente a região p+ com difusão de alumínio. A inovação deste trabalho consiste no desenvolvimento de células solares n+pp+ em silício multicristalino e com metalização por serigrafia, utilizando apenas um único passo térmico para a difusão dos dopantes fósforo e alumínio, e na comparação das células desenvolvidas n+pn+ e n+pp+. Neste trabalho, foi otimizado o processo de texturação isotrópico utilizando solução ácida. Um processo de texturação por radiação laser foi implementado e os resultados foram comparados com a refletância resultante da texturação em solução ácida. Obteve-se refletância média de 23 %, para o processo com solução ácida, e de 19,6 % para o processo com radiação laser. O tempo de processamento da texturação com radiação laser é elevado, encarecendo o processo. Portanto, optou-se pelo processo com ataque químico ácido. Constatou-se que a eficiência média de células solares n+pn+ sem texturação foi de 11,3 %, aumentando em 2 % (absoluto), quando foi implementada a texturação em solução ácida. Para o processo desenvolvido para fabricação de células sem campo retrodifusor, a maior eficiência alcançada foi de 13,8 %, com JSC = 29,3 mA/cm2, VOC = 595 mV e FF = 0,79. A eficiência máxima encontrada para células n+pp+ foi de 14,1 % e os valores dos parâmetros elétricos foram: JSC = 30,2 mA/cm2, VOC = 592 mV e FF = 0,78. Concluiu-se que a região de BSF não provoca melhora significativa na eficiência dos dispositivos, e que a pequena diferença entre as eficiências obtidas com as melhores células n+pn+ e n+pp+ devese a maior densidade de corrente de curtocircuito apresentada pelo dispositivo com BSF de Al.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000444963-Texto+Completo-0.pdf: 9592345 bytes, checksum: 74cbee3ddae4f6f5a8a66652e26a4072 (MD5) Previous issue date: 2012 / The main objective of this work was to fabricate and to characterize static concentrator photovoltaic modules (MEC-P) with bifacial solar cells and diffuse reflector. PV concentrator modules and PV standard modules with the same solar cell area were installed in a stand-alone PV system at 1. 5 years and these were electrically characterized after the solar radiation exposure. The PV systems were monitored, measuring the irradiance (total and ultraviolet) at the same plane of PV modules, the voltage of battery, the electric current to the load and the electrical voltage and current of PV modules. Two PV concentrators were manufactured with dimensions of 775 mm x 690 mm x 70 mm (length x width x thickness) and with 36 bifacial solar cells with 80 mm x 80 mm, soldered in series. With cells whose average efficiency was (13. 8 ± 0. 2) % and (13. 2 ± 0. 2) % for front and rear mode illumination, respectively, one module with efficiency of 7. 8 % was fabricated. By using solar cells of (13. 7 ± 0. 2) % / (13. 1 ± 0. 3) % for front / rear illumination mode, the efficiency achieved by the PV module was 7. 6 %.It was estimated that the temperature of the solar cells in PV module concentrators was about 5 °C to 9 °C higher than that of PV standard modules with the same type of glass and similar lamination materials. The PV concentrators were subjected to total radiation of around 1. 9 MWh/m² (6. 84 x 109 J/m²) for 1. 5 years and presented no degradation of their visual appearance as well as its electrical characteristics. The PV stand-alone system installed with MEC-P modules showed a monthly average efficiency of (6. 5 ± 1. 0) % in the period in which the load was held constant. The efficiency was 1. 0 % lower than that obtained with the modules MEC-P was due to the higher operating temperature, the higher reflectance of solar radiation when the PV modules are installed on the tilted plane and has variation of the angle of incidence during the day, the resistive losses in the system and because in the calculation of system efficiency it was considered the electrical energy produced and stored. / O objetivo principal deste trabalho foi fabricar e caracterizar módulos fotovoltaicos concentradores estáticos (MEC-P) com células solares bifaciais e refletor difuso. Módulos fotovoltaicos concentradores e módulos convencionais com a mesma área de células foram instalados em sistemas fotovoltaicos isolados por aproximadamente 1,5 anos e os mesmos foram caracterizados eletricamente após o período de exposição à radiação solar. Os sistemas fotovoltaicos foram monitorados, medindose a irradiância (total e ultravioleta) no plano dos módulos, a tensão do banco de baterias, a corrente elétrica na carga, a tensão e a corrente elétricas dos módulos fotovoltaicos. Dois módulos fotovoltaicos concentradores foram construídos com as dimensões de 775 mm x 690 mm x 70 mm (comprimento x largura x espessura) e com 36 células solares bifaciais de 80 mm x 80 mm, soldadas em série. Com células cuja eficiência média foi (13,8 ± 0,2) % e (13,2 ± 0,2) % para iluminação pela face frontal e posterior, respectivamente, fabricou-se um módulo com eficiência igual a 7,8 %. Com células de (13,7 ± 0,2) % / (13,1 ± 0,3) % para iluminação frontal/posterior, a eficiência alcançada pelo módulo foi de 7,6 %.Estimou-se que a temperatura das células solares nos módulos concentradores foi da ordem de 5 ºC a 9 ºC maior que a de células solares em módulos convencionais com o mesmo tipo de vidro e materiais de encapsulamento similares. Os módulos concentradores foram submetidos à radiação total de aproximadamente 1,9 MWh/m2 (6,84 x 109 J/m²) durante 1,5 anos e não apresentaram nenhuma degradação de seu aspecto visual bem como de suas características elétricas. O sistema fotovoltaico isolado instalado com módulos MEC-P apresentou uma eficiência média mensal de (6,5 ± 1,0) % no período em que a carga foi mantida constante. A eficiência de 1 % abaixo da obtida com os módulos MEC-P foi devida à maior temperatura de operação, a maior refletância da radiação solar quando os módulos são instalados no plano inclinado e há variação do ângulo de incidência durante o dia, às perdas resistivas no sistema e porque no cálculo da eficiência do sistema foi considerada a energia elétrica produzida e armazenada.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000392890-Texto+Completo-0.pdf: 5317627 bytes, checksum: 4b23b992da086b5e77942349bd4a71b0 (MD5) Previous issue date: 2007 / The use of the solar energy, renewable and clean, is one of the more promising alternatives to face the world energy challenge. In order to achieve high efficiency in solar cells, the frontal reflectance has to be reduced. The objective of this work is to develop antireflection coatings of zinc sulfide (ZnS) for silicon solar cells. Evaporation of ZnS thin films by resistive heating under high-vacuum conditions was implemented and optimized. A theoretical and experimental study was carried out to optimize the reflectance the films. The uniformity of the deposition was evaluated by the reflectance measurements. For polished wafers, the average reflectance in the wavelength range of 400 nm - 1050 nm was (12. 6 ± 0. 3) % and, for textured wafers, a average reflectance of (3. 3 ± 0. 2) % was found. The deposition rate of ZnS was increased from 0. 1-0. 2 nm/s to 0. 6- 0. 7 nm/s and this parameter showed low influence in the reflectance of the wafers. Bifacial and monofacial solar cells were manufactured and an increase of 12- 13% in the generated electric current was observed when ZnS thin films were deposited on textured wafers. It was also observed that the implementation of thermally growth silicon dioxide layers underneath ZnS coating can increase short-circuit current density by 2,7 mA/cm2, when the cell is illuminated the n+ doped face and of 11,8 mA/cm2 for illumination by p+ face. The influence of the thickness of the ZnS film was analyzed, varying the thickness of the film of ZnS by ±5 nm around the theoretical optimum. The experimental result showed that the current can decrease by 3% for 5 nm thicker films and 1% for 5 nm thinner ones. Metal grid was deposited by screen-printing and it was verified that a ZnS anti-reflection coating is not suitable for high temperature processes conventionally used to fire metal pastes, because e a rectifying metalsemiconductor barrier was formed. / O aproveitamento da energia gerada pelo Sol, renovável e limpa é hoje, uma das alternativas energéticas mais promissoras para enfrentar o desafio energético do mundo. Para se fabricar uma célula solar de alta eficiência, precisa-se reduzir a refletância da superfície. O objetivo deste trabalho é estudar o desenvolvimento e análise de filmes anti-reflexo (AR) de sulfeto de zinco (ZnS) para células solares. Inicialmente, foi implementado e otimizado um processo de deposição por aquecimento resistivo de filme anti-reflexo de ZnS sobre células solares. Foi realizado um estudo teórico e experimental para otimizar o filme de sulfeto de zinco, verificando a uniformidade da deposição por meio da medida da refletância. Para lâminas polidas, a refletância média no intervalo de comprimentos de onda entre 400 nm - 1050 nm foi de (12,6 ± 0,3)% e para lâminas texturadas a média foi de (3,3 ± 0,2)%. A variação da taxa de deposição de ZnS de 0,1 - 0,2 nm/s para 0,6 - 0,7 nm/s, demonstrou ter baixa influência na refletância das lâminas. Células solares mono e bifaciais foram fabricadas verificando-se que un aumento de 12 - 13 % na corrente elétrica gerada pode ser obtido pela deposição de filmes antireflexo de ZnS sobre lâminas texturadas. Verificou-se também que células bifaciais com óxido de silício (SiO2) sob o filme AR, tiveram aumento de densidade de corrente de 2,7 mA/cm2 para iluminação pela face n+ e 11,8 mA/cm2 para iluminação pela face p+, em relação às células sem SiO2.Foi analisada a influência da espessura do filme ZnS, variando o valor ótimo da espessura do filme de ZnS em ±5 nm. Os resultados mostraram que a corrente piora de 3% para filmes com espessuras de 5 nm abaixo do ótimo e de 1% para espessuras de 5 nm acima. Células solares com filme de ZnS foram metalizadas por serigrafia e constatou-se que este filme não é adequado para recozimento de pastas serigráficas em temperaturas superiores a 800 oC, pois formou-se uma barreira retificadora entre o metal e o semicondutor.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000393121-Texto+Parcial-0.pdf: 406310 bytes, checksum: 23e8baa18c7d49b0a33e7c6c6370fd48 (MD5) Previous issue date: 2007 / The aim of this work is to compare and analyze the aluminum gettering in the n+pp+ solar cell structure, taking into account that aluminum is deposited and diffused by different techniques in Czochralski silicon wafers. A p+ region was implemented in conventional and rapid thermal furnaces, by using two aluminum sources: from high vacuum evaporation and deposition B. Wafers with evaporated aluminum diffused in conventional furnaces presented a reduction in the minority carrier lifetime. Deposition B was used and aluminum was diffused at several temperatures in a convencional furnace. The carrier lifetime was achieved as high as 180 μs, related to a lifetime enhancement of 240 %. When aluminum layer is deposited by process B is carried out in a rapid thermal furnace, carrier lifetime was improved. Nevertheless, average lifetime was lower than those obtained in wafers processed in convencional furnace. Based on aluminum deposited by evaporation, four solar cell fabrication sequences was implemented, all of that with screen-printing metal deposition. First manufacturing sequences allowed the production of solar cells with efficiencies of 8. 7%, mainly limited by the rear face metal grid. This shortcoming was eliminated in the last two batches and an average efficiency of 11% was obtained for 4 cm2 cells. Best cell was 13. 6% efficient, typical for industrial silicon solar cells with screen-printed metal grid. / Os objetivos desta dissertação são comparar e analisar o gettering por alumínio, na estrutura n+pp+ de células solares, depositado e difundido por diferentes técnicas sobre lâminas de silício crescido pelo método Czochralski. A região p+ foi implementada em fornos convencionais e de processamento térmico rápido, empregando dois tipos diferentes de deposição: a evaporação de alumínio em alto vácuo e a deposição B. Nas difusões em fornos convencionais com evaporação de alumínio, houve uma redução no tempo de vida dos portadores minoritários. Foram alcançados aumentos no tempo de vida dos portadores minoritários significativos após a deposição B e são difundido em fornos convencionais. Ao final do processo, valores da ordem de 180 μs foram encontrados, correspondendo a um aumento de 240%. Para as difusões após a deposição B de alumínio em fornos de processamento térmico rápido, os melhores valores para os tempos de vida encontrados são da ordem de 116 μs em média inferiores à difusão em forno convencional. Com base nos resultados da difusão em forno convencional de alumínio evaporado, foram implementados quatro processos de fabricação de células solares com metalização por serigrafia. Nos dois primeiros testes, a eficiência máxima foi de 8,7%, limitada pelo processo de metalização, principalmente na face posterior. Este problema foi superado nos dois últimos lotes e a eficiência média obtida em células de 4 cm2 foi de 11%. O valor máximo foi de 13,6%, típico de células industriais com este tipo de metalização.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000434471-Texto+Completo-0.pdf: 3846522 bytes, checksum: 31c7bc9b2eae0d1e9d61a544fa33a3ab (MD5) Previous issue date: 2011 / Self-compacting concrete (SCC) was first developed in Japan as an attempt to solve the problem of scarce skilled labor. Its introduction provided several opportunities for improved quality and productivity in the construction industry. Since then, researchers have developed research activities to understand and make the trial mix design of the self-compacting concrete as clear and systematic as the mix proportions of conventional concrete nowadays. In Brazil, trial mix design methods of SCC can be divided into two groups. The methods in the first group are based on the addition of aggregates, and the mix is evaluated from the paste formulation stage to the final adjustment of the concrete. The second group evaluates the concrete as a whole, and uses concepts of the IPT/EPUSP method proposed by Helene and Terzian (1992). In this research, a comparison was made among Tutikian and Dal Molin’s (2007), Alencar and Helene’s mix-proportioning methods of SCC - both of which belong to the second group - and a SCC obtained through a method developed in this work. All the SCC’s were mixed with fine sand, and for each method, a family with three base concrete compositions was mixed. The concepts of the CIENTEC and IPT/EPUSP methods proposed were used for obtaining the resulting self-compacting concrete. Besides, the dry mortar content and the superplasticizer additive content were considered in relation to the variable cement for each base concrete composition of a same family. The results of the trials conducted to test the fresh state workability, the compressive strength, the water absorption by immersion and capillarity in the hardened state, as well as the cost by the cubic meter of concrete, showed that the performance of the SCC developed in this work is equivalent or superior to the other methods. / A introdução do concreto autoadensável (CAA), primeiramente buscando sanar o problema da redução de mão de obra qualificada no Japão, apresentou diversas oportunidades de melhoria de qualidade e produtividade na indústria da construção. Pesquisadores, desde então, vêm desenvolvendo trabalhos a fim de compreender e tornar a dosagem experimental do CAA tão clara e sistemática como a do concreto convencional. No Brasil, os métodos experimentais de dosagem de CAA podem ser divididos em dois grupos. Os métodos do primeiro grupo baseiam-se na adição de agregados e avaliam a mistura desde a etapa de formulação da pasta até o ajuste final do concreto. O segundo grupo avalia o concreto como um todo e utiliza conceitos do método IPT/EPUSP de Helene e Terzian (1992). Na presente pesquisa foram comparados os métodos de dosagem de CAA de Tutikian e Dal Molin (2007) e Alencar e Helene (2006), ambos pertencentes ao segundo grupo, e um CAA obtido através de metodologia desenvolvida neste trabalho. Todos os CAAs foram dosados com areia fina e para cada método foi dosado uma família composta por três traços-base. Para a obtenção do CAA resultante, foram utilizados conceitos dos métodos CIENTEC e IPT/EPUSP de Helene e Terzian (1992), além de considerar o teor de argamassa seca e o teor de aditivo superplastificante em relação ao cimento variável para cada traço-base de uma mesma família. Os resultados dos ensaios de trabalhabilidade, no estado fresco, e de resistência à compressão, absorção de água por imersão e por capilaridade, no estado endurecido, assim como o custo por m³ de concreto, demonstraram que o desempenho do CAA desenvolvido neste trabalho é consoante ou superior aos demais métodos.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000401118-Texto+Completo-0.pdf: 5442692 bytes, checksum: 0c3e9f42f5d3973f12f6e4af2dbe4ef5 (MD5) Previous issue date: 2008 / The insole is one of the most important components of the shoe industry, being considered the shoe’s chassis, once the shoe is assembled over it. This study concerning the drying process in Rama consists of an attempt to reduce cut costs with the use of LPG in the insole production, carried on in an industry of shoe components. It has its beginning with the origin and evolution of the shoe history, leading to one of the current components of the insole production: the non-fabric of polyester. The subject of non-fabric impregnation and the technical resources of the Rama dryer during the manufacturing process are approached. A methodology of the insole humidity control was developed and a study of the drying curves was made, with speed versus humidity, for the non-fabrics with basic weight varying from 110, 150 to 220 g/sqm. In these curves production thermal profiles were developed, being relevant an economic, slow and of low temperature one, and another advanced, fast and of high temperature one. The Modified Simplex method was used to correct points in these profiles, seeking to maximize and minimize the speed of the dryer. The drying curves were used as models for the production, leading to the conclusion that the economic thermal profile minimizes the consumption of LPG in 19. 4%, an economy of R$ 80,588. 00/year. The advanced thermal profile, on the other hand, raises the consumption of the LPG in 31. 1%, which represents an increase of R$ 128,941. 00/year. The certification of curves was accomplished in the credentialed laboratory of SENAI Shoe Technological Center in Novo Hamburgo city, RS state, which identified as best in quantity the economic thermal profile in zones of low speed. This academic paper demonstrated that the performance control of processes is an efficient alternative to control costs. / A palmilha é um dos componentes mais importantes da indústria calçadista, sendo considerada o “chassi” do calçado, pois, é sobre ela que o calçado é montado. Este estudo do processo de secagem em Rama constitui-se uma tentativa de reduzir os custos com GLP na produção de palmilhas, realizado em uma indústria de componentes para calçados. Inicia com a origem e evolução da história do calçado, levando a um dos componentes atuais da fabricação de palmilhas, o não-tecido de poliéster. Aborda-se a impregnação de não-tecidos e os recursos técnicos do secador Rama, no processo de fabricação. Foi desenvolvida uma metodologia de controle da umidade em palmilha e estudo das curvas de secagem, velocidade versus umidade, para os não-tecidos com gramaturas de 110, 150 e 200 g/m2. Nestas curvas, foram desenvolvidos perfis térmicos de produção, sendo relevante um econômico, lento e de baixa temperatura, e outro avançado, rápido e de alta temperatura. Utilizou-se o método Simplex Modificado para corrigir pontos nestes perfis, buscando a minimização e maximização da velocidade no secador. As curvas de secagem foram usadas como modelos para produção, levando a conclusão que o perfil térmico econômico minimiza em 19,4% o consumo de GLP, uma economia de R$ 80. 588,00/ano. O perfil térmico avançado, por sua vez, encarece em 31,1% o consumo de GLP, representando um incremento de R$ 128. 941,00/ano. A certificação das curvas foi realizada no laboratório credenciado do Centro Tecnológico do Calçado SENAI - Novo Hamburgo, que identificou como melhor quantitativamente o perfil térmico econômico em zonas de baixa velocidade. Este trabalho mostrou que o controle de processos é uma alternativa eficaz para o controle dos custos.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000389419-Texto+Completo-0.pdf: 856184 bytes, checksum: 75843de852363f22fd3691f46ed12cd5 (MD5) Previous issue date: 2007 / This work presents a comparative study between alternatives catalytic systems, metal-b-diketones complexes (iron, copper, chromium and tin), and the commercial catalyst dibutyl tin dilaurate, DBTDL, in the synthesis of polyurethanes obtained from reactions between isophorone diisocyanate (IPDI) and the polyols polypropileneglycol/ diethyleneglycol and 1,6- hexanodiol polyadypate. The catalytic systems metal-b-diketones was obtained from reaction between a metallic salt and acetylacetone, and characterized by infrared spectroscopy (IR) and ultraviolet electronic spectroscopy (UV) according to the literature. The reactions formation of the polyurethanes was followed by the consumption of IPDI in time, verified by the decrease of NCO concentration using a titulometric method with dibutilamine and by IR by the decrease of the characteristic band of NCO free, 2300-2200 cm -1. The IR data was used to determinated the kinetic behavior of the reactions, and it was verified that the reactions with excess of polyol follow a pseudo kinetic behavior 1st order, while the reactions with the equivalent amount of diisocyanate and polyol present a kinetic behavior of 2nd order. / Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre sistemas catalíticos alternativos, acetilacetonatos metálicos (ferro, cobre, cromo e estanho), frente ao catalisador comercial dibutil dilaurato de estanho (IV), DBTDL, na síntese de poliuretanos obtidos a partir de reações entre o diisocianato de isoforona (IPDI) e os polióis polipropilenoglicol/dietilenoglicol e 1,6-hexanodiol poliadipato. Os sistemas catalíticos acetilacetonatos foram obtidos a partir da reação entre um sal metálico e a acetilacetona, e caracterizados através da espectroscopia de infravermelho (IV) e espectroscopia eletrônica de ultravioleta (UV) de acordo com a literatura. As reações de formação dos poliuretanos foram acompanhadas através do consumo de IPDI ao longo do tempo, verificado através da diminuição da concentração de NCO utilizando o método titulométrico com dibutilamina e por IV através da diminuição da banda característica de NCO livre, 2300-2200 cm-1. Através dos dados de IV determinou-se o comportamento cinético das reações, através do qual verificou-se que as reações realizadas com excesso de poliól seguem comportamento cinético de pseudo-1ª ordem, enquanto as reações realizadas em quantidade equivalente do diisocianato e do poliól apresentaram comportamento cinético de 2ª ordem.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000440909-Texto+Completo-0.pdf: 2969914 bytes, checksum: 4c85990c58ed87e8fb0f8ed039b46fe8 (MD5) Previous issue date: 2012 / The need of new and different polymeric materials has attracted the attention to the study of composites using inorganic fillers. Considering the wide range of applications of the polyurethanes (PU) and the use of aqueous polyurethane dispersions in several areas, this work aimed to study the preparation and characterization of PU composites with zinc oxide (ZnO) and silica from the ash rice husk (SCA) in an aqueous dispersion of polyurethane (PAD). The composites were prepared with commercial materials, which was used in two different methods: in situ polimerization, where the load was added with the formed prepolymer and by physical mixing, where the load was added to the finished PAD. For these reaction, it was added 1%, 3% and 5% w / w ZnO and SCA, related to the mass of polyurethane formed in the reaction with the polyester polyol and isophorone diisocyanate (IPDI). The composites were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA) and thermodynamic-mechanical analysis (DMA). By analyzing the results, the composites with better mechanical performance were prepared in situ independent of used load. All composites showed degradation temperature, when compared with the pure PU (at least 20 ° C, regardless of the used load). It was observed that the in situ method provided better distribution of the inorganic filler in the polymer matrix besides that, the thermal properties (degradation temperature) and the mechanical properties were superior than the pure polymer. / A necessidade de desenvolvimento de novos e diferenciados materiais poliméricos fez com que as atenções fossem voltadas para o estudo de compósitos utilizando cargas inorgânicas usuais. Levando em consideração a grande aplicação dos poliuretanos (PU) e a utilização de dispersões aquosas poliuretanos em diversas áreas, este trabalho teve como objetivo principal o estudo da preparação e caracterização de compósitos de PU com óxido de zinco (ZnO) e sílica proveniente da cinza da casca de arroz (SCCA) em uma dispersão aquosa de poliuretano (DAP). Os compósitos foram preparados com matérias-primas comerciais, onde foi utilizado de dois métodos diferentes: in situ, onde a carga foi adicionada na formação do pré- polímero e por meio mistura física, onde a carga foi adicionada na DAP finalizada. Nestas reações foram adicionados 1 %, 3 % e 5 % m/m de ZnO e de SCCA, levando em conta a massa de poliuretano formada na reação com poliol poliéster e com o diisocianato de isoforona (IPDI). Os compósitos foram caracterizados por espectrometria de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e análise termodinâmico-mecânica (DMA). Pela análise dos resultados obtidos, os compósitos que apresentaram melhor desempenho mecânico foram os preparados in situ com ambas as cargas utilizadas. Todos os compósitos apresentaram temperatura de degradação superior ao PU puro (de no mínimo 20 °C independente do tipo de utilização da carga). Pode-se verificar também que o método in situ proporcionou melhor distribuição da carga inorgânica no filme de poliuretano e, de forma geral, propriedades térmicas (temperatura de degradação) e mecânicas foram superiores ao polímero puro.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000429719-Texto+Completo-0.pdf: 8096563 bytes, checksum: 3909c8aa0ccc3554fde2f6ac8e82d333 (MD5) Previous issue date: 2011 / This work describes the growth and characterization of GaSb and GaInSb crystals, lightly doped with aluminum (Al), cadmium (Cd) and tellurium (Te). The Gallium antimonite is a semiconductor compound of the family III-V, with thermalphotovoltaic and optoelectronics characteristics. This is a preferential candidate on the new generation of low-power, low-consumption and high performance electronic devices. The methodology presents the description of the crystal growth process through Liquid Encapsulated Czochralski Method. The distribution of dopants and Indium, analyzed by Energy Dispersive Spectroscopy, was compared to resistivity, carrier density and mobility throughout the crystals. The n-type conductivity found in some of the crystals suggests that defects like SbGaSb and more likely VGaSb could be present. The uneven distribution of aluminum and tellurium in the analyzed samples are probably linked to a non-uniformity of the radial distribution of dopants due to defects as twins and facets found in the crystals. / Este trabalho descreve a obtenção e caracterização de cristais compostos semicondutores III-V GaSb e GaInSb, levemente dopados com alumínio (Al), cádmio (Cd) e telúrio (Te). O Antimoneto de Gálio é um composto semicondutor da família III-V, com característica optoeletrônica e termofotovoltaica, de aplicação preferencial para uma nova geração de dispositivos de baixo consumo de energia e alto desempenho. A metodologia apresenta a descrição do processo de crescimento dos cristais através do método Czochralski com Líquido Encapsulante. A distribuição dos dopantes e do índio, analisada por Espectroscopia por Dispersão de Energia, foi comparada com a resistividade, densidade de portadores e mobilidade ao longo dos cristais. A condutividade tipo-n encontrada em algum dos cristais sugere que defeitos complexos como VGaGaSb e mais provavelmente gálio no sítio do Sb (GaSb) possam estar presentes. A distribuição não uniforme do alumínio e do telúrio nas amostras analisadas provavelmente esteja vinculada a não uniformidade da distribuição radial dos dopantes em função da presença de defeitos como maclas, contornos de grão e pits encontrados nos cristais.