Orientador: Celia Marina de A. Freire / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T13:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LianaRitaMarquesdos_M.pdf: 11150649 bytes, checksum: cb87ec8d45d1aa87bac1599b9cf78df1 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo da técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica - EIS - aplicada na análise de copolímeros obtidos pela enxertia de monômeros de acrilamida sobre matrizes de polietileno de baixa densidade (PEBD - g - AAm). Filmes de PEBD foram utilizados como substrato para enxertia da acrilamida a 5% (cinco), 20% (vinte) e 131% (cento e trinta e um). Os copolímeros de enxerto foram obtidos via radiação ionizante. A relação entre medidas de impedância em corrente alternada e o grau de enxertia foi realizada objetivando-se avaliar a eficiência da técnica EIS na caracterização dos copolímeros. A análise eletroquímica foi realizada em célula especialmente confeccionada para ensaio dos filmes, utilizando-se como eletrólito uma solução salina padrão. Paralelamente foi feita a caracterização dos filmes através das técnicas de Espectroscopia no Infravermelho por reflectância total atenuada (FTIR-A TR), análise topográfica por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e caracterização térmica por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC). Os valores de impedância dos copolímeros de PEBD -g- AAm com 20 e 131 % diminuíram com o percentual de enxertia , exceto para a amostra de 5% de enxertia, a qual apresentou aumento significativo na impedância / Abstract: This work discribes the study of the Eletrochemical Impedance Spectroscopy technique -(EIS)-, applied to the analysis of copolymers prepared by grafting acrylamide monomers onto low density polyetilene matrices (LDPE -g-AAm). LDPE films were used as substract for acrylamide grafting at 5, 20, and 131%. The grafting copolymers were obtained by ionizing radiation. Alternating current impedance measurements against the grafting grade was performed for the purpose of analysing the efficiency of the EIS technique in the copolymers characterization. The eletrochemical analysis was performed in a eletrochemical cell specially made for testing polymeric films and using a saline buffer solution as electrolyte. The films were characterized by Infrared Spectroscopy using a reflection method (FTIR-A TR), topographic analysis by Scanning Electron Microscopy and thermal analysis by Differential Scaning Calorimetry. The impedance of the LDPE-g-AAm films decreased with the acrylamide grafting except for the five percent sample, which showed a significant increasing in the impedance measurements / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores : Celia Marina de Alvarenga Freire, Margarita Ballester / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-01T17:09:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_MariaElizianePiresde_M.pdf: 4699247 bytes, checksum: 2a11efd2909c051b620b68d56a304492 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: As características protetoras das superficies de aços galvanizados são geralmente intensificadas através da passivação por cromo hexavalente (Cr+6). Porém, por ser este um elemento tóxico, vários estudos visando a substituição do procedimento de cromatização vêm sendo realizados. As resinas de polissiloxanos e materiais híbridos organo-inorgânicos preparados pelo processo sol-gel, podem vir a ser um excelente substituinte ao processo de cromatização. Neste trabalho, filmes híbridos organo-inorgânico e filmes de silicone foram aplicados em aço galvanizado e em camadas de Zn-Fe. Os revestimentos foram então avaliados através de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica. Os dados obtidos pela Espectroscopia foram modelados através de um circuito equivalente, permitindo a obtenção dos parâmetros eletroquímicos para os sistemas avaliados. Além disso, o potencial em circuito aberto, para os diferentes sistemas, foi monitorado durante processo de desgaste em sistema pino-disco em solução de NaCl 3%. Os revestimentos foram comparados em termos de resistência à corrosão e coeficiente de fricção. Os resultados mostram um bom desempenho para os revestimentos como protetores de corrosão e o comportamento destes mostraram-se dependente do tipo de revestimento metálico que foi aplicado no aço / Abstract: Chromating pre-treatments have been widely used to improve galvanized steel corroslOn resistance. However, due to the high toxicity of chromate ions, chromatation pre-treatments tend to be banned and, in last years, altemative coating systems are under investigation. Recently, polysiloxanes and hybrids materiais by the sol-gel process have been extensively investigated. These materiaIs may be considered as promising substitutes for chromatation pre-treatments. In this work organic-inorganic hybrid materiais and silicone films have been prepared and applied on galvanized steel and on steel electroplated with a Zn-Fe alloy. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) was used as a technique for the evaluation of the corrosion mechanisms of the coating systems and the EIS data was fitted to an equivalent circuit from which the electrochemical parameters were obtained. AdditionaIly, the evolution of open circuit potential, for samples, was monitored during altemative reciprocating sliding against an alumina pin in a 3% NaCI solution. The behaviour of the coatings has been compared in terms of corrosion potential and friction coefficient. Results show the protective character of the hybrid films and silicon resin films, when compared with uncovered specimens. The overaIl performance of the coating systems appears to be highl dependent on the type of metaIlic coating applied to the steel / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Celia Marina de Alvarenga Freire / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T10:19:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LianaRitaMarquesdos_D.pdf: 8036179 bytes, checksum: f06404658e15978222ceee5f6715b889 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Hidrogéis poliméricos a serem utilizados como biomateriais hemocompatíveis, têm sido estudados com relação a suas propriedades biológicas, mecânicas, fisico-químicas e morfológicas, entre outras, não se tendo conhecimento de estudos eletroquímicos relacionados às características de hemocompatibilidade. Neste trabalho, filmes de PE de baixa densidade, previamente oxidados, foram revestidos com blendas de poli (álcool vinílico) e poli (vinil pirrolidona), dois hidrogéis bastante estudados individualmente e albuminas de soro bovino e humano. A hemocompatibilidade das blendas foi avaliada através de ensaios de Adesão Plaquetária em sangue humano e monitorada por Microscopia Eletrônica de Varredura. Medidas de Ângulo de Contato foram realizadas para avaliação do comportamento hidrofílico das superfícies poliméricas. As amostras revestidas com hidrogéis e albumina foram estudadas por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, objetivando-se o estudo desta técnica na avaliação da trombogenicidade dos polímeros. Filmes de PE virgem e oxidado também foram caracterizados visando-se verificar uma possível contribuição do processo de oxidação no comportamento eletroquímico dos filmes-matrizes. Os resultados apontaram para uma grande sensibilidade da técnica na detecção das variações resultantes do processo de oxidação nos filmes matrizes, sem, entretanto, ter sido possível estabelecer uma relação padrão. A análise eletroquímica dos filmes revestidos revelou ocorrer uma diminuição nos valores do módulo de impedância paralelamente à melhora das características anti-trombogênicas e do caráter hidrofílico destes filmes. O comportamento eletroquímico dos filmes foi avaliado com o auxílio da teoria de circuitos equivalentes, tendo-se obtido o circuito análogo para os sistemas polímero/solução / Abstract: Polymeric hydrogels to be used as hemo-compatible biomaterials, have been studied in relation to their biological, mechanical, physico-chemical and morphological properties, among others, but as far as is known no studies have treated their hemo-compatible characteristics from an electro-chemical perspective. In this work, previously oxidized low density polyethylene film surfaces were covered with blends of PV A and PVP, two well studied hydrogels, and solutions of human and bovine serum albumin. The hemo-compatibility of the blends were evaluated through Platelet Adhesion Tests in human blood and monitored by Scanning Electron Microscopy. Contact angle measurements were performed to evaluate the hydrophilic behavior of the polymeric surfaces. The samples covered with hydrogels and albumin were analyzed by Electrochemical Impedance Spectroscopy, with the object of evaluating this technique for the examination of the thrombogenicity of polymers. Virgin and oxidized PE films were also characterized with the aim of verifying a possible contribution of the oxidation process in the electrochemical behavior of the film matrices. The results indicate a great sensitivity of the technique in the detection of variations resulting from the process of oxidation of the film matrices, without, however, having been possible to establish a standard relation. The electrochemical analysis of the covered films revealed a decrease in the modulus of the impedance together with an improvement in the anti-thrombogenic and hydrophilic characteristics of these films. The films' electrochemical behavior were evaluated by the equivalent circuit's theory and the analogous circuit for the polymer/solution systems was stablished. / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 3 arquivo7896_1.pdf: 8802641 bytes, checksum: 29cf6bc733328f7673d07da03cb7162e (MD5) arquivo7896_2.pdf: 7086090 bytes, checksum: 93126306604ed38e0a9d00061fdae1c4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / A organização molecular representa um parâmetro estrutural de fundamental importância na determinação das propriedades mecânicas, físicas e químicas de um dado material. A partir da existência de um momento de dipolo associado a um dado arranjo molecular temos como conectar a resposta dielétrica do sistema a parâmetros estruturais. Baseado nessa correlação, introduzimos perturbações de diversas naturezas em sistemas-teste e, com a informação referente à relaxação dielétrica, os parâmetros decorrentes da interação molecular puderam ser obtidos. Dessa forma, com o uso da espectroscopia de impedância ao longo desta tese nos foi possível determinar: i) a concentração crítica de formação de micelas em solução (cmc) para diferentes surfactantes, ii) a concentração de agregação e a região de viragem (pKA) do alaranjado de metila, iii) os mecanismos de condução em nanopartículas com a presença de cadeias de polímero condutor e ferro, iv) os processos de fotoisomerização em derivados de retinal encapsulados nessas mesmas nanopartículas, v) a percolação de cadeias de polipirrol ao longo de outra matriz polimérica além da interação entre substâncias relacionadas às sensações de sabor (vi)

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:13:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2935_1.pdf: 3041297 bytes, checksum: e1b3b767950f407a70071937d040ae71 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho, nós descrevemos a preparação e caracterização de um novo compósito híbrido de nanopartículas de ouro-polianilina (AuNpPANI) com grupos terminais SH que, devido a sua habilidade de imobilizar primers específicos para os sorotipos de dengue 1, 2 e 3 (ST1, ST2 e ST3), pode ser utilizado para o desenvolvimento de biossensores. Espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) na faixa de freqüência de 100 mHz a 100 KHz e voltametria cíclica (VC) na faixa de varredura -0,2 a 0,7 V foram realizadas na presença da mistura de 10 mM K3[Fe(CN)6]4-/K4[Fe(CN)6]3- (1:1), utilizada como par redox. Resultados de CV e EIS demonstraram que o AuNpPANI foi capaz de imobilizar ST1, ST2 e ST3, formando os complexos AuNpPANI-ST. As imagens de MEV mostraram a presença de aglomerados AuNpPANI quando a seqüência genômica DEN1 (alvo complementar) é hibridizada com o ST1 da dengue. Voltamogramas cíclicos bem definidos característicos de um processo redox de difusão limitada foram observados no eletrodo de ouro limpo e após este ter sido modificado pela adsorção de AuNpPANI ou AuNpPANI-ST. Em adição, foi observado um notável decréscimo nos picos anódico e catódico. O sistema AuNpPANI-ST(1-3) exibiu uma resposta altamente seletiva para o alvo complementar da dengue e pode ser utilizado para a construção de um biossensor para sorotipos da dengue. O sistema AuNpPANI-ST(1-3) foi capaz de reconhecer o sorotipo da dengue de diferentes pacientes em concentrações de picomolar. Os resultados VC e EIE mostraram evidência inequívoca da interação existente entre os primers específicos para os sorotipos de dengue estudados e o DNA genômico complementar utilizando pequenos volumes e baixas concentrações do analito

Orientador: Celia Marina de Alvarenga Freire / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T11:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domingues_SylviaRegina_M.pdf: 21461765 bytes, checksum: 21ce6b8052b5daa17aeb6d25cc79762a (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: A Técnica de lmpedância Eletroquímica tem sido considerada uma poderosa ferramenta na avaliação de diversos materiais. Neste trabalho foram analisados 4 Sistemas de Pintura usados como revestimentos contra a corrosão: Epoxi / PU, Acrílico / Água, Epoxi / AI e o tradicional Alquímico. Estes Sistemas foram envelhecidos em câmara climática, na forma de filmes livres, durante 600 horas divididas em 5 ciclos iguais. Os resultados mostraram que não houve mudanças significativas quanto à capacidade de proteção dos revestimentos nesse período e que a Técnica de lmpedância é bastante adequada e sensível para avaliação desse tipo de material. Foram utilizadas as Técnicas de Espectroscopia de lnfravermelho e de Reflectância como técnicas auxiliares / Abstract: Electrochemical lmpedance Technique has been considered as a powerful tooI in evaIuation of severaI materiaIs. There were anaIysed, in this work, 4 Paint Systems used as coatings against corrosion process: Epoxy / PU, Waterborne Acrylic , Epoxy / AI and the traditional Alquidic System. These Systems were aged into a climatic chamber, as free films, during 600 hours divided in 5 equal cycles. Results showed that no significative changes concerning protective capacity of the coatings was detected and lmpedance Technique is suitable and sensitive enough to evaluate this kind of material. lt was also used lnfrared and Reflectance Spectroscopy as auxiliar tecniques / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Cerâmicas de zircônia estabilizada com ítria são utilizadas na forma densa como eletrólito e na forma porosa como ânodo em células a combustível de óxido sólido. Neste trabalho cerâmicas porosas de zircônia estabilizada com 8 mol% de ítria foram preparadas por meio da adição de diferentes teores de KI, NaCl e grafite como aditivo sacrificial. A remoção térmica do aditivo foi avaliada por meio de análises termogravimétrica, térmica diferencial e dilatométrica. As amostras foram preparadas por meio de mistura, compactação e sinterização a 1400 ºC/2 h. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X(DRX) e análise topográfica em microscópio de varredura por sonda e microscópio eletrônico de varredura de superfícies polidas e atacadas para avaliação da distribuição do teor de poros e tamanho médio de grãos. O teor do aditivo residual foi avaliado por fluorescência de raios X (FRX). O comportamento elétrico foi analisado por espectroscopia de impedância (EI) na faixa de frequências 5 Hz-10 MHz entre 300 ºC e 450 ºC. Os resultados de FRX mostram que não há resíduo do aditivo após sinterização. A análise de DRX indica que todas as amostras têm fase única, cúbica tipo fluorita. Os diagramas de impedância mostram que há aumento i) das resistividades elétricas intergranular e intragranular, evidenciando a formação de poros em ambas as regiões, ii) do ângulo de descentralização do semicírculo a baixas frequências, devido ao aumento do grau de heterogeneidade pela presença de poros, e iii) do produto do fator de bloqueio R pelo fator de frequência f, consequência do aumento do teor de poros. Esses resultados estão em concordância com os resultados das análises de microscopia de varredura por sonda e de microscopia eletrônica de varredura. / Dense and porous yttria-stabilized zirconia ceramics are used as electrolytes and anodes, respectively, in solid oxide fuel cells. Porous ZrO2: 8 mol% Y2O3 (8YSZ) were prepared by using NaCl, KI and graphite as sacrificial additives. The thermal removal of the additives was evaluated by thermogravimetry, differential thermal analysis and dilatometry. The samples were prepared by thoroughly mixing 8YSZ to the additives, pressing and sintering at 1400 ºC/2 h. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and by observation of polished and etched surfaces in scanning probe microscope (SPM) and scanning electron microscope (FEG-SEM) to evaluate pore content. The evaluation of the NaCl and KI content was carried out by X-ray fluorescence (XRF) analysis. The electrical behavior was analyzed by impedance spectroscopy (IS) in the 5 Hz-10 MHz frequency range from 300 ºC to 450 ºC. The XRF results show no remaining KI or NaCl in the sintered samples. The XRD patterns show all samples are single cubic fluorite phase. The IS plots show that there is an increase i) of the intergranular and the intragranular electrical resistivity, an indication of bulk and grain boundary pore formation, ii) of the decentralization angle of the grain boundary semicircle in the impedance plots due to increasing heterogeneity of the samples, and iii) of the product of the blocking factor R to the frequency factor f, as a consequence of the increase in pore content. These results are in agreement with the SPM and SEM observations.

Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-26T15:02:57Z No. of bitstreams: 1 Dis Camila Dariva 2014.pdf: 4037537 bytes, checksum: 1e41021f60fe8a3e4a52d3def8ca4d2f (MD5) / Approved for entry into archive by Vera Leite (vera.leite@unipampa.edu.br) on 2018-02-26T19:02:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dis Camila Dariva 2014.pdf: 4037537 bytes, checksum: 1e41021f60fe8a3e4a52d3def8ca4d2f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-26T19:02:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dis Camila Dariva 2014.pdf: 4037537 bytes, checksum: 1e41021f60fe8a3e4a52d3def8ca4d2f (MD5) Previous issue date: 2014-03-13 / Os implantes de titânio recobertos com sol-gel podem apresentar propriedades bio-ativas que induzem a aceleração do processo de adesão no tecido ósseo. A tecnologia sol-gel é uma alternativa aos métodos de recobrimento desses implantes, devido às propriedades de vidro bio-degradável podem ser usados para liberar fármacos de forma controlada durante o processo de adesão celular. Enquanto que a adição da hidroxiapatita é um fator adicional para a liberação de possíveis fármacos durante a integração do implante ao tecido ósseo. Neste trabalho serão utilizadas as medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) para avaliar o comportamento de recobrimentos de sol-gel com e sem hidroxiapatita, sobre uma liga de titânio, em relação a sua estabilidade em solução de Ringer ácida que simula fluido corpóreo. Também será avaliada a estabilidade do recobrimento em função do tempo de imersão na solução e sua taxa de degradação, bem como sua morfologia por Microscopia de Força Atômica (MFA) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As amostras de ligas de Ti receberam um pré-tratamento de lixamento para homogeneizar a superfície e após foram recobertas por sol-gel. A composição do sol-gel foi alterada com o objetivo de determinar a influência da composição na taxa de degradação, que por hipótese, foi considerada igual à taxa de liberação de fármaco que porventura possa ser adicionado à composição do sol-gel. Pela avaliação de EIS foi possível determinar os valores de resistência elétrica dos recobrimentos e demais componentes durante um período de sete dias. As modificações na composição do sol-gel influenciaram significativamente no comportamento resistivo do revestimento ao longo do período de imersão. A alteração de dois ou mais componentes aumentou significativamente a degradação do revestimento, bem como a adição da quantidade dobrada de metanol. A redução de metade da quantidade de GPTMS também acarretou um decréscimo na resistência, entretanto a utilização da quantidade dobrada de etil acetoacetato não provocou significativas modificações na resistência, mas a quantidade de poros do revestimento reduziu. Foi possível determinar a taxa de degradação de cada recobrimento na solução, direcionando, assim, para uma escolha da composição química adequada para a taxa de liberação ideal de um provável fármaco. / The titanium implants coated with sol-gel may have bio-active properties that induce an accelerated adhesion process in bone tissue. The sol-gel technology is considered an alternative method comparing to other coating methods of these implants due the properties of biodegradable glass which can be used to release drugs in a controlled manner during the joining process. Thus the addition of hydroxyapatite is important factor for the possible release of pharmaceuticals during the implant osseointegration in the bone tissue. In this work the measures of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) will be used to evaluate the behavior of sol-gel coatings with and without hydroxyapatite over a titanium alloy, compared to its stability in acid Ringer solution which simulates the body fluid. Also the stability with time of immersion in the solution and its rate of degradation will be evaluated, as well as their morphology by Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Electron Microscope (SEM). The samples of Ti alloys received a pretreatment and later they were coated by sol-gel. The composition of the sol-gel was changed aiming to determine the influence of the composition on the degradation rate, which by definition, was considered equal to the drug release rate that may possibly be added to the composition of the sol-gel. By the EIS analysis it was possible to determine the values of electrical resistance of the coatings and other components for a seven days period. Changes in the composition of the sol-gel significantly influenced the behavior of the resistive coating over the immersion period. The alteration of two or more components increased significantly the coating degradation, as well the addition of double quantity of methanol. The reduction of half quantity of GPTMS also decreased the resistance, however the double quantity of ethyl acetoacetate do not resulted in significantly modifications in the resistance, but reduce the porous number. It was possible to determine the rate of degradation of each coating in the Ringer solution towards to realize a suitable choice for the chemical composition to the ideal release rate of a probable drug.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-14Bitstream added on 2014-06-13T19:12:22Z : No. of bitstreams: 1 braunger_ml_me_rcla.pdf: 1994940 bytes, checksum: 93302556a6228fb6bcbdf01e53c83e00 (MD5) / Neste trabalho foi avaliada a condutividade elétrica de vidros com composição (mol%) 22Na2O·8CaO·65SiO2·5MO2, com M = Si, Ti, Ge, Zr, Sn e Ce, sem e com troca iônica Ag+↔Na+ em 350 ºC por 1 hora. Após a troca iônica, amostras também foram submetidas a tratamento térmico em 500 ºC durante 24 horas. As medidas elétricas foram realizadas com um analisador de impedâncias Solartron. Foram analisados gráficos de Z” vs. Z’ e de σ’ vs. f em função da temperatura com o objetivo de se determinar, de duas maneiras diferentes, as energias de ativação para a condutividade elétrica, Eσ. Os valores das resistências elétricas das amostras são obtidos a partir de gráficos Z” vs. Z’ quando Z” se anula para baixas frequências. Conhecendo-se o parâmetro geométrico da amostra, calcula-se a condutividade para corrente contínua, σdc. Através das curvas σ’ vs. f determina-se σdc quando f → 0. Gráficos de Ln σdc vs. T-1 possibilitaram determinar 0,724 < Eσ < 0,826 eV, valores que concordam com os encontrados na literatura. Após submetidas à troca iônica, as amostras apresentaram aumento da condutividade. Por outro lado, o tratamento térmico posterior diminui a condutividade da maioria das amostras, provavelmente, devido à formação de nanopartículas de prata metálica na matriz vítrea. Para verificar alterações da composição devido à troca iônica e ao tratamento térmico utilizamos a técnica de espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, EDS, no volume e na superfície das amostras. Verificou-se que a Ag migra para o volume durante o tratamento térmico, tendendo a tornar constante a sua distribuição, dependendo do cátion tetravalente, M4+, presente na matriz vítrea. A espectroscopia de reflexão difusa no infravermelho, DRIFT, indicou alterações na estrutura da superfície das... / In this work, it has been evaluated the electrical conductivity of glasses with composition (mol%) 22Na2O·8CaO·65SiO2·5MO2, with M = Si, Ti, Ge, Zr, Sn and Ce, without and with ion exchange Ag+↔Na+ at 350 ºC for 1 hour. After the ion exchange, samples were also submitted to thermal treatment at 500 ºC for about 24 hours. Electrical measurements were carried out with a Solartron impedance analyzer. Z” vs. Z’ and σ’ vs. f plots were analyzed as a function of temperature in order to determine, by two distinct approaches, the activation energies for the electrical conductivity, Eσ. The values of the electrical resistances of the samples are obtained from Z” vs. Z’ plots when Z” nulls itself at low frequencies, and knowing the geometric parameter of the sample, the continuous current conductivity, σdc, can then be calculated. Through σ’ vs. f plots, one can determine σdc when f → 0. We were able to determine 0,724 < Eσ < 0,826 eV by Ln σdc vs. T-1 plots, and those values agree with the ones found in the literature. When submitted to ion exchange, the samples showed an increased conductivity. On the other hand, a subsequent thermal treatment diminishes the conductivity for most of the samples, probably due to the formation of metallic silver nanoparticles in the vitreous matrix. In order to check for compositional modifications due to the ion exchange and thermal treatment, we have employed the energy dispersive X-ray spectroscopy technique, EDS, in the bulk and surface of the samples. It has been observed that Ag migrates towards the bulk during the thermal treatment, tending to reach a constant distribution, depending on the tetravalent cation, M4+, in the vitreous matrix. The diffuse reflectance infrared Fourier transform, DRIFT, have pointed changes in the surface structure of the samples... (Complete abstract click electronic access below)

Cerâmicas de zircônia estabilizada com ítria são utilizadas na forma densa como eletrólito e na forma porosa como ânodo em células a combustível de óxido sólido. Neste trabalho cerâmicas porosas de zircônia estabilizada com 8 mol% de ítria foram preparadas por meio da adição de diferentes teores de KI, NaCl e grafite como aditivo sacrificial. A remoção térmica do aditivo foi avaliada por meio de análises termogravimétrica, térmica diferencial e dilatométrica. As amostras foram preparadas por meio de mistura, compactação e sinterização a 1400 ºC/2 h. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X(DRX) e análise topográfica em microscópio de varredura por sonda e microscópio eletrônico de varredura de superfícies polidas e atacadas para avaliação da distribuição do teor de poros e tamanho médio de grãos. O teor do aditivo residual foi avaliado por fluorescência de raios X (FRX). O comportamento elétrico foi analisado por espectroscopia de impedância (EI) na faixa de frequências 5 Hz-10 MHz entre 300 ºC e 450 ºC. Os resultados de FRX mostram que não há resíduo do aditivo após sinterização. A análise de DRX indica que todas as amostras têm fase única, cúbica tipo fluorita. Os diagramas de impedância mostram que há aumento i) das resistividades elétricas intergranular e intragranular, evidenciando a formação de poros em ambas as regiões, ii) do ângulo de descentralização do semicírculo a baixas frequências, devido ao aumento do grau de heterogeneidade pela presença de poros, e iii) do produto do fator de bloqueio R pelo fator de frequência f, consequência do aumento do teor de poros. Esses resultados estão em concordância com os resultados das análises de microscopia de varredura por sonda e de microscopia eletrônica de varredura. / Dense and porous yttria-stabilized zirconia ceramics are used as electrolytes and anodes, respectively, in solid oxide fuel cells. Porous ZrO2: 8 mol% Y2O3 (8YSZ) were prepared by using NaCl, KI and graphite as sacrificial additives. The thermal removal of the additives was evaluated by thermogravimetry, differential thermal analysis and dilatometry. The samples were prepared by thoroughly mixing 8YSZ to the additives, pressing and sintering at 1400 ºC/2 h. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD) and by observation of polished and etched surfaces in scanning probe microscope (SPM) and scanning electron microscope (FEG-SEM) to evaluate pore content. The evaluation of the NaCl and KI content was carried out by X-ray fluorescence (XRF) analysis. The electrical behavior was analyzed by impedance spectroscopy (IS) in the 5 Hz-10 MHz frequency range from 300 ºC to 450 ºC. The XRF results show no remaining KI or NaCl in the sintered samples. The XRD patterns show all samples are single cubic fluorite phase. The IS plots show that there is an increase i) of the intergranular and the intragranular electrical resistivity, an indication of bulk and grain boundary pore formation, ii) of the decentralization angle of the grain boundary semicircle in the impedance plots due to increasing heterogeneity of the samples, and iii) of the product of the blocking factor R to the frequency factor f, as a consequence of the increase in pore content. These results are in agreement with the SPM and SEM observations.