Este trabalho investigou a influência da atmosfera de sinterização sobre as propriedades elétricas de porcelanas aluminosas contendo diferentes concentrações de Fe2O3, sinterizadas em condições oxidantes e redutoras. A influência de tais variáveis sob a microestrutura, fases formadas e as propriedades elétricas foram investigadas com o auxílio de técnicas como difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura e por espectroscopia de impedância. Os corpos cerâmicos foram formulados a partir de uma formulação obtida da literatura, considerada aplicável para porcelanas aluminosas de alto desempenho: 30 %p de feldspato, 30 %p de caulim e 40 %p de alumina. As formulações contendo diferentes concentrações de Fe2O3 foram divididas em dois grupos. Um primeiro queimado em ar atmosférico para criar a condição oxidante e um segundo queimado em solução gasosa CO/CO2 para criar uma condição redutora. Para as condições redutoras utilizou-se uma técnica conhecida como “cama de grafite”. As temperaturas de queima praticadas foram 1200, 1250 e 1300 °C. A análise dos corpos cerâmicos após queima indicou que todas as amostras apresentaram mullita e coríndon como fases majoritárias e pequenas frações de quartzo. Hematita e ferro metálico foram observados para as amostras contendo elevada concentração de Fe2O3. Para as condições oxidantes, a adição de Fe2O3 provocou uma diminuição na resistividade das amostras. A maior resistividade elétrica apresentada pela amostra contendo 3 %p de Fe2O3 foi atribuída à elevada presença de mullita. A presença de hematita para as amostras contendo acima de 3%p de Fe2O3 foi considerada como responsável pela diminuição na resistividade elétrica. A adição de Fe2O3 resultou em um aumento na resistividade das amostras sinterizadas em atmosfera oxidante. Esse aumento foi atribuída à elevada quantidade de fase vítrea de baixa condutividade e ao elevado número de poros para formulações contendo > 3%p de Fe2O3. Os resultados permitiram concluir que embora a presença de 3 %p de Fe2O3 seja vista como a concentração máxima aceitável, maiores teores de Fe2O3 podem ser utilizados para a produção de isoladores elétricos de porcelana. / This study investigates the influence of sintering atmosphere on the electrical properties of aluminous porcelains containing different concentrations of Fe2O3, sintered in oxidizing and reducing conditions. The influence of these variables on the microstructure, phase formation and electrical properties were investigated with the aid of techniques such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy and impedance spectroscopy. The ceramic bodies were made from a formulation obtained from literature, aluminous porcelains considered applicable to High Performance: feldspar 30 wt%, 30 wt% kaolin and 40 wt% alumina. Formulations containing different concentrations of Fe2O3 were divided into two groups. A first burned in the atmospheric air to create the oxidizing condition and a second solution burned gas CO/CO2 to create a reducing condition. For the reducing conditions employed a technique known as "bed graphite." The firing temperatures were 1200, 1250 and 1300 ° C. The analysis of the ceramic bodies after sintering indicated that all samples showed corundum and mullite as major phases and small fractions of quartz. Hematite and metallic iron were observed for samples containing high concentration of Fe2O3. For oxidizing conditions, the addition of Fe2O3 caused a decrease in the resistivity of the samples. The higher electrical resistivity presented by the sample containing 3 wt% Fe2O3 was attributed to the high presence of mullite. The presence of hematite for samples containing up to 3 wt% Fe2O3 was considered responsible for the decrease in electrical resistivity. The addition of Fe2O3 resulted in an improvement in resistivity of the sample sintered in oxidizing atmosphere. This improvement is attributed to the high amount of glassy phase of low conductivity and high number of pores for formulations containing> 3 wt% Fe2O3. The results showed that although the presence of 3 wt% Fe2O3 is seen as the maximum acceptable concentration, higher concentrations of Fe2O3 can be used for the production of electrical porcelain insulators.

O diesel tem a função, além de combustível, de lubrificante de determinadas partes mecânicas em motores a compressão, principalmente referente ao sistema de injeção. A diminuição da lubricidade provoca o desgaste prematuro do motor, contudo a perda desta característica natural do combustível pode ser melhorada por meio de aditivos. O biodiesel, entre outras características, funciona como um aditivo que confere um acréscimo de lubricidade ao diesel. A lubricidade do combustível está relacionada aos compostos orgânicos que contêm uma parte polar, sulfurada ou não, que formam uma camada limite na superfície do metal, protegendo-o contra o desgaste. No entanto, o decréscimo gradativo no valor máximo do teor de enxofre permitido na legislação do diesel, para atender a demanda governamental de redução do impacto ambiental, provocou a diminuição do caráter natural lubrificante do diesel. O presente estudo visa demonstrar a correlação existente entre propriedades físico-químicas do diesel petroquímico com a lubricidade de forma a permitir um resultado rápido, com uma análise simples e de menor custo analítico do que a análise de lubricidade ASTM D6079. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa, a técnica de espectroscopia de impedância elétrica (EIE) foi utilizada para investigar propriedades dielétricas de amostras de diesel com diferentes concentrações de enxofre, biodiesel e suas misturas. As medidas de EIE, utilizando uma mistura de álcool isopropílico/tolueno como solvente, permitiram a diferenciação entre as resistividades das amostras. O acréscimo de biodiesel foi mais eficiente como aditivo de lubricitade em valores de adição de até 1%. Os resultados obtidos indicam uma relação linear entre a resistividade elétrica e o inverso do diâmetro de desgaste obtido pela análise de lubricidade (WSD-1). A presença de um único semicírculo no diagrama de Nyquist indica a presença de um único processo de relaxação na faixa de frequência investigada, ou diferentes processos com mesmo tempo de relaxação. Na segunda etapa do procedimento experimental, foram investigadas as propriedades físico-químicas do diesel como: viscosidade cinemática a 40°C (ASTM D445), enxofre (D5453 /D4294), densidade (ASTM D4052), condutividade a 20°C (ASTM D2426) e hidrocarbonetos aromáticos (ASTM D6591) a fim de desenvolver um modelo quimiométrico multifatorial com a lubricidade. O estudo de cada uma dessas propriedades individualmente mostrou que apenas a condutividade, o teor de enxofre e a concentração de triaromáticos apresentam correlação com a lubricidade. O método quimiométrico multifatorial permitiu a obtenção de dois modelos matemáticos, um baseado no teor de enxofre e condutividade e outro baseado no teor de enxofre e concentração de triaromáticos. Desta forma, observa-se que a lubricidade não está correlacionada a propriedades físicas como viscosidade e densidade e sim à composição química e às propriedades elétricas do combustível, as quais se referem a compostos com caráter polar permanente. / Diesel has the function, besides fuel, lubricant of certain mechanical parts in engines compression, mainly the injection system. The decreased ability to lubricate causes the premature engine wear. However, the loss of this natural characteristic of the fuel can be improved by means of additives. Biodiesel improves lubricity of petrochemical fuels. Diesel lubricity is due to the presence of organic compounds containing a polar part, sulphured or not, that form a boundary layer on the metal surface protecting against wear. The gradual decrease of the sulfur content in diesel fuels, according to the environmental concerns, removes the naturally occurring lubricants of this fuel. The present study aims to demonstrate the correlation between lubricity and physicochemical properties of the petrochemical diesel to obtain a fast result with a simple analysis and lower cost than the ASTM D6079 analysis. The work was divided in two steps. In the first step, Electric Impedance Spectroscopy (EIS) was used to investigate the dielectric properties of diesel samples, biodiesel and the diesel/biodiesel blends. The EIS was used with a solvent for the increased signal allowed the differentiation of the resistivity values of the each sample. These results indicate the existence of a linear relation between electrical resistivity and the inverse of the wear scar diameter (WSD-1). The single semicircles on the Nyquist diagram indicate only one relaxation process in the frequency range investigated or different relaxation process with similar time constants. In the second step it was investigated the relationship between lubricity and the physical and chemical properties of diesel as: kinematic viscosity at 40ºC (ASTM D445), sulphur (ASTM D5453/ D4294), density (ASTM D4052), conductivity at 20°C (ASTM D2426) and aromatic (ASTM D6591) in order to develop a multifactorial chemometric model. These study of each of these properties individually showed that only conductivity, sulphur content and concentration of triaromatic present correlation with the lubricity. Two multifactorial chemometric models were obtained, one based on sulphur content and conductivity and other based on the sulphur content and triaromatic concentration. Thus, it is showed that lubricity is not related to physical properties such as viscosity and density but to composition and electrical properties of the fuel, which are due to compounds with polar character.

CAMPOS, Othon Souto. Estudo Mecanístico da Eletrodeposição de Cádmio em Meio de Sulfato Ácido. 2011. 46 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-02T19:41:14Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_oscampos.pdf: 938891 bytes, checksum: 170c80aaa846defc16b0b360c53792fb (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-20T20:01:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_oscampos.pdf: 938891 bytes, checksum: 170c80aaa846defc16b0b360c53792fb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T20:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_oscampos.pdf: 938891 bytes, checksum: 170c80aaa846defc16b0b360c53792fb (MD5) Previous issue date: 2011 / This work describes a mechanistical proposition for cadmium electrodeposition in acid sulfate medium on platinum substrate using electrochemical techniques. The cadmium electrodeposition studies were carried in sodium sulfate 1 mol L–1 medium containing cadmium sulfate 10–2 mol L–1, which the pH of the solutions were adjusted with analytical grade sulfuric acid. The pH interval of the work solutions were ranged between 1 and 3. In all studied medium, the potentiostatic polarization curves showed a diffusional plateau which obeys the Levich equation. The interfacial pH studies showed the influence of acid–base equilibrium of bisulfate ion with the formation of a coordination compound Cd(HSO4)+ in platinum electrode. It is proposed that the cadmium ion associated in acid–base equilibrium of bisulfate ion, deposits as cadmium bisulfate at an irreversible step, and followed by a reversible metallic deposition of cadmium with the leaving of bisulfate ion, and this step is slower than the first one. Then, a mathematical model was calculated for the mechanism proposed, and qualitative studies were carried regarding to the polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy behavior. / Este trabalho descreve uma proposição mecanística para a deposição de cádmio em meio de sulfato ácido sobre substrato de platina utilizando técnicas eletroquímicas. Os estudos de eletrodeposição de cádmio foram feitas em meio de sulfato de sódio 1 mol L–1 contendo 10–2 mol L–1 de sulfato de cádmio, em que o pH das soluções foi ajustado com ácido sulfúrico PA. O intervalo de pH das soluções de trabalho foi variado entre 1 e 3. Em todos os meios estudados, as curvas de polarização potenciostática mostraram a formação de um patamar difusional que obedece a equação de Levich. Os estudos de pH local revelaram a influência do equilíbrio ácido–base do íon bissulfato com formação de compostos de coordenação Cd(HSO4)+ no eletrodo de platina. Propõe-se que o íon cádmio, associado ao equilíbrio ácido–base do íon bissulfato, deposita como bissulfato de cádmio numa etapa irreversível, e seguida pela deposição de cádmio metálico reversível com a saída do íon bissulfato, sendo esta última etapa mais lenta que a primeira. Desse modo, foi calculado um modelo matemático para o mecanismo proposto, sendo realizados estudos qualitativos em relação ao comportamento da curva de polarização e do espectro de impedância eletroquímica.

Este trabalho investigou a influência da atmosfera de sinterização sobre as propriedades elétricas de porcelanas aluminosas contendo diferentes concentrações de Fe2O3, sinterizadas em condições oxidantes e redutoras. A influência de tais variáveis sob a microestrutura, fases formadas e as propriedades elétricas foram investigadas com o auxílio de técnicas como difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura e por espectroscopia de impedância. Os corpos cerâmicos foram formulados a partir de uma formulação obtida da literatura, considerada aplicável para porcelanas aluminosas de alto desempenho: 30 %p de feldspato, 30 %p de caulim e 40 %p de alumina. As formulações contendo diferentes concentrações de Fe2O3 foram divididas em dois grupos. Um primeiro queimado em ar atmosférico para criar a condição oxidante e um segundo queimado em solução gasosa CO/CO2 para criar uma condição redutora. Para as condições redutoras utilizou-se uma técnica conhecida como “cama de grafite”. As temperaturas de queima praticadas foram 1200, 1250 e 1300 °C. A análise dos corpos cerâmicos após queima indicou que todas as amostras apresentaram mullita e coríndon como fases majoritárias e pequenas frações de quartzo. Hematita e ferro metálico foram observados para as amostras contendo elevada concentração de Fe2O3. Para as condições oxidantes, a adição de Fe2O3 provocou uma diminuição na resistividade das amostras. A maior resistividade elétrica apresentada pela amostra contendo 3 %p de Fe2O3 foi atribuída à elevada presença de mullita. A presença de hematita para as amostras contendo acima de 3%p de Fe2O3 foi considerada como responsável pela diminuição na resistividade elétrica. A adição de Fe2O3 resultou em um aumento na resistividade das amostras sinterizadas em atmosfera oxidante. Esse aumento foi atribuída à elevada quantidade de fase vítrea de baixa condutividade e ao elevado número de poros para formulações contendo > 3%p de Fe2O3. Os resultados permitiram concluir que embora a presença de 3 %p de Fe2O3 seja vista como a concentração máxima aceitável, maiores teores de Fe2O3 podem ser utilizados para a produção de isoladores elétricos de porcelana. / This study investigates the influence of sintering atmosphere on the electrical properties of aluminous porcelains containing different concentrations of Fe2O3, sintered in oxidizing and reducing conditions. The influence of these variables on the microstructure, phase formation and electrical properties were investigated with the aid of techniques such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy and impedance spectroscopy. The ceramic bodies were made from a formulation obtained from literature, aluminous porcelains considered applicable to High Performance: feldspar 30 wt%, 30 wt% kaolin and 40 wt% alumina. Formulations containing different concentrations of Fe2O3 were divided into two groups. A first burned in the atmospheric air to create the oxidizing condition and a second solution burned gas CO/CO2 to create a reducing condition. For the reducing conditions employed a technique known as "bed graphite." The firing temperatures were 1200, 1250 and 1300 ° C. The analysis of the ceramic bodies after sintering indicated that all samples showed corundum and mullite as major phases and small fractions of quartz. Hematite and metallic iron were observed for samples containing high concentration of Fe2O3. For oxidizing conditions, the addition of Fe2O3 caused a decrease in the resistivity of the samples. The higher electrical resistivity presented by the sample containing 3 wt% Fe2O3 was attributed to the high presence of mullite. The presence of hematite for samples containing up to 3 wt% Fe2O3 was considered responsible for the decrease in electrical resistivity. The addition of Fe2O3 resulted in an improvement in resistivity of the sample sintered in oxidizing atmosphere. This improvement is attributed to the high amount of glassy phase of low conductivity and high number of pores for formulations containing> 3 wt% Fe2O3. The results showed that although the presence of 3 wt% Fe2O3 is seen as the maximum acceptable concentration, higher concentrations of Fe2O3 can be used for the production of electrical porcelain insulators.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1950.pdf: 7192146 bytes, checksum: 68b89ea2608351b8183463ad5baf024e (MD5) Previous issue date: 2008-05-27 / Universidade Federal de Minas Gerais / Studies on the influence of the nature of the growth electrolyte on the properties of oxide films grown on the Ti-50Zr at.% alloy were carried out. The results obtained through the different measurements done (chronoamperometry, open circuit potentials, and reconstruction rates) showed that phosphate incorporation into the matrix of oxide films grown in H3PO4 make them unstable, bringing a greater dissolution compared to the ones grown in CH3SO3H, H2SO4, and HNO3. The electrochemical impedance spectroscopy measurements showed that the phosphate incorporation into the oxide films grown on the Ti-50Zr at.% alloy by different methods and thickenesses lead to high values of electrical resistance when compared with the ones of films grown in CH3SO3H, H2SO4, and HNO3. The nature of the growth electrolyte was observed to also affect the semiconducting properties of the different oxide films grown on the alloy, leading to different voltammetric profiles of these films when illuminated with radiation of energy greater than that of the band gap. The studies on the effect of the exchange of the electrolyte solution in the galvanostatic growth of anodic films in two steps showed that the breakdown potentials are dependent on the nature of the electrolyte. On the other hand, these measurements also revealed that the initial electrical breakdown of the film or the nature of the electrolyte in which it was initially grown do not alter the film growth kinetics during the second step, carried out in another electrolyte. / Foram realizados estudos da influência da natureza do eletrólito de crescimento nas propriedades de filmes de óxido crescidos sobre a liga Ti-50Zr at.%. Os resultados obtidos por meio das diferentes medidas realizadas (cronoamperometria, potencial de circuito aberto e taxas de reconstrução) mostraram que a incorporação de fosfato na matriz dos filmes de óxido crescidos em H3PO4 provoca instabilidade dos mesmos, fazendo com que haja maior dissolução em relação aos crescidos em CH3SO3H, H2SO4 e HNO3. As medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram que a incorporação de fosfato na matriz dos filmes de óxido crescidos sobre a liga Ti- 50Zr at.% por diferentes métodos e espessuras proporciona elevados valores de resistência elétrica quando comparados com os de filmes crescidos em CH3SO3H, H2SO4 e HNO3. Foi observado que a natureza do eletrólito de crescimento afeta também as propriedades semicondutoras dos diferentes filmes de óxido crescidos sobre a liga, proporcionando diferentes perfis voltamétricos destes filmes quando iluminados com radiação de energia maior que a da banda proibida. Os estudos do efeito da troca da solução eletrolítica no crescimento por via galvanostática de filmes anódicos em duas etapas mostraram que os potenciais de ruptura são dependentes da natureza do eletrólito. Por outro lado, estas medidas também revelaram que a ruptura elétrica inicial do filme de óxido ou a natureza do eletrólito em que ele foi inicialmente crescido não alteraram a cinética de crescimento durante a segunda etapa, feita em um outro eletrólito.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2765.pdf: 10294371 bytes, checksum: 66fcf2dd421727ee88223fd4f856bfd2 (MD5) Previous issue date: 2009-10-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Studies on the anodic growth of oxide films passivating the biocompatible alloy Ti-13Nb-13Zr (m/m) and the formation of hydroxyapatite (HA) films on these oxides were carried out in this work. The oxides were grown either potentiodynamically up to 8 V (vs. SCE) or by micro-arc oxidation (MAO) in phosphate buffer electrolyte of pH 5 at room temperature, in order to obtain both compact thin films and porous thick films, respectively. The bioactive films of HA were formed by electrochemical deposition using catodic current density, in solutions containing salts of Ca and P, and by biomimetic method in solutions simulating physiological fluid. The metal/oxide and metal/oxide/HA electrodes were submitted to stability tests as a function of the immersion time in an electrolyte simulating the physiological medium as the PBS solution. The electrochemical parameters of the anodic oxides, with and without the HA films, were analysed by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) at constant time intervals during the immersion in PBS solution. Analyses of scanning electron microscopy (SEM), dispersive energy X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray difractometry were also performed for all electrodes for morphological, compositional and structural characterization of the oxide films/HA before and after the immersion time in PBS solution. The results also revealed that the oxides formed by MAO is the more corrosion resistant in a chloride-containing medium, the HA coating obtained by electrodeposition presents higher corrosion resistance when formed on the compact oxide, and the oxide obtained by MAO presents higher corrosion resistance when the apatite coating is obtained by the biomimetic method. / Neste trabalho foram realizados estudos de crescimento anódico de óxidos que passivam a liga biocompatível Ti-13Zr-13Nb (m/m) e de formação de filmes de hidroxiapatita (HA) sobre esses óxidos. Os óxidos foram formados tanto potenciodinamicamente até 8 V (vs. ECS), quanto por oxidação por micro-arco (MAO) em soluções de tampão fosfato com pH 5, a temperatura ambiente, de forma a obter tanto filmes finos e compactos quanto filmes espessos e porosos, respectivamente. Os filmes bioativos de HA foram formados por deposição eletroquímica utilizando densidades de corrente catódicas, em soluções que contêm sais precursores de Ca e P, e pelo método biomimético em solução que simula o fluído fisiológico. Os eletrodos metal/óxido e metal/óxido/HA foram submetidos a testes de estabilidade em função do tempo de imersão em eletrólito que simula o meio fisiológico, como a solução PBS. Os parâmetros eletroquímicos dos óxidos anódicos com e sem recobrimento de hidroxiapatita foram analisados através de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) a intervalos constantes de tempo durante a imersão em solução PBS. Foram feitas também análises de micrografias de microscopia eletrônica de varredura (MEV), de espectroscopia de energia de raios X disperso (EDS) e de difratometria de raios X para os sistemas estudados, para caracterizar a morfologia, composição e estrutura dos filmes de óxido/HA antes e após o tempo de imersão em solução PBS. Os resultados indicaram que os óxidos formados por MAO são mais resistentes à corrosão em um meio contendo cloreto que os demais óxidos analisados, que os recobrimentos de HA obtidos por eletrodeposição apresentam maiores resistências à corrosão quando são formados sobre os óxidos compactos, e que os óxidos crescidos por MAO apresentam melhores resistências à corrosão quando recobertos por apatitas obtidas pelo método biomimético.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseKQG.pdf: 1532149 bytes, checksum: 1ebd79a948b891df70bd45a1319b4782 (MD5) Previous issue date: 2002-10-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / Amostras cristalinas com conteúdo óxido provenientes dos sistemas [(x)(MnO)] [(1-x)(CoO)] [Al2O3], [(x)(NiO)] [(1-x)(CoO)] [Al2O3], [(x)(MnO)] [(1- x)(CuO)] [Al2O3] e [(x)(NiO)] [(1-x)(CuO)] [Al2O3] (0,05 ≤ x ≤ 0,95) tiveram suas propriedades elétricas e estruturais investigadas. A análise por difração de raios-X do pó indicou a formação da fase espinélio proveniente dos sistemas em todas as amostras. Os resultados quantitativos e o refinamento estrutural das amostras foram realizados pelo método de Rietveld. A formação da solução sólida foi indicada pela variação no parâmetro de rede. A resistividade dc (ρdc), a impedância complexa, a permissividade dielétrica (ε ) e a tangente de perda dielétrica (tang δ) foram investigadas em função da composição, temperatura de sinterização e freqüência. O sistema à base de Cu-Al2O3 mostrou-se mais condutivo para os resultados das propriedades elétricas. Os valores da energia de ativação foram calculados para todas as amostras e os resultados indicaram uma característica de materiais semicondutores. A adição de Ni e Mn no sistema Cu-Al2O3 aumentou a resistividade das amostras como uma conseqüência da redução dos íons de Cu no sistema, com isso reduziu o hopping de elétrons entre os ions Cu+2 → Cu+1 que caracteriza o mecanismo de condução. A adição de Ni, no sistema Co-Al2O3, aumentou a resistividade das amostras porque neste sistema o mecanismo de condução é dominado pelas trocas de elétrons entre os íons de Co. A adição de Mn no sistema Co-Al2O3 reduziu a resistividade das amostras, porque o mecanismo de condução dominante passou a ser do hopping de elétrons entre os íons Mn+2 → Mn+3 considerados mais efetivos que os íons de Co. A tangente de perda dielétrica e a permissividade dielétrica aumentam com o aumento da temperatura e diminuem quando a freqüência diminui. Todas as amostras apresentaram este comportamento dielétrico considerado normal em função da freqüência, que é devido ao hopping local de elétrons do mesmo elemento com diferença de uma unidade na valência, caracterizado pelos íons Mn+2 → Mn+3, Co+2 → Co+3, Cu+2 → Cu+1 como os responsáveis pela condução elétrica e polarização dielétrica nos sistemas investigados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5443.pdf: 5234214 bytes, checksum: e3f57c4df3dd243dbcbda53e3201dfdc (MD5) Previous issue date: 2013-07-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / This doctoral thesis presents results of the chemical, thermal, structural, microstructural and electrical characterization of glass and glass-ceramics with Li1,3Al0,3Ti1,7(PO4)3 (LATP), Li1,5Al0,5Ge1,5(PO4)3 (LAGP) and (LixNa1-x)1,5Al0,5Ge1,5(PO4)3 (LNAGP) compositions. All the compositions are shown to present homogeneous volume nucleation (Tgr ≤ 0.6), enabling their microstructures to be controlled through heat treatments, which in this study were single and double. The highly conductive NASICON-type phase was obtained in all the studied compositions. Secondary phases were also observed, albeit with no deleterious effect on the total electrical conductivity. Electrical characterization by impedance spectroscopy, performed at various temperatures below ambient temperature, enabled the contributions of the grain and grain boundary on the total electrical conductivity to be separated. An analysis of the two glass-ceramics, LATP and LAGP, leads to the conclusion that, in both cases, the total electrical resistance of the samples, and hence, their total electrical conductivity, is dominated by the grain boundary. The LATP composition presented higher electrical conductivity at room temperature, but also lower glass forming ability (very low Kgl). A Rietveld refinement of the LATP samples obtained by single heat treatment revealed that the concentration of lithium ions in the unit cell increases as a function of the heat treatment temperature. The electrical conductivity results indicate a relationship between this property and the thickness and volume fraction of grain boundaries, since the latter decrease with heat treatment temperature (in TTS case) and increase with nucleation time (in the case of TTD). The LATP samples obtained by TTD exhibited higher electrical conductivity than those obtained by TTS at the same temperature; however, this effect was not observed in the LAGP samples. The electrical conductivity of the LNAGP samples showed a mixed alkali effect in both the glasses and the corresponding glass-ceramics. / Nessa tese de doutorado apresentam-se resultados de caracterização química, térmica, estrutural, microestrutural e elétrica de vidros e vitrocerâmicas de composição Li1,3Al0,3Ti1,7(PO4)3 (LATP), Li1,5Al0,5Ge1,5(PO4)3 (LAGP) e (LixNa1-x)1,5Al0,5Ge1,5(PO4)3 (LNAGP). Mostrou-se que as composições apresentam nucleação homogênea (Tgr ≤ 0,6), característica que torna possível o controle da microestrutura através de tratamentos térmicos, que no caso foram simples (TTS) e duplos (TTD). Foi obtida em todas as composições estudadas a fase altamente condutora com estrutura tipo NASICON. Fases secundárias também foram observadas, porém sem efeito deletério na condutividade elétrica total. A caracterização elétrica por espectroscopia de impedância, realizada em temperaturas abaixo da ambiente, permitiu separar as contribuições do grão e do contorno de grão à condutividade elétrica total. Analisando as vitrocerâmicas LATP e LAGP se conclui que, em ambos os casos, a resistência elétrica do contorno de grão é quem domina a resistência total das amostras e, portanto, a condutividade elétrica total. A composição LATP apresentou maior condutividade elétrica total à temperatura ambiente, mas também menor habilidade para formar vidro (Kgl muito baixo). Foi encontrado por refinamento Rietveld que, nas amostras LATP obtidas por TTS, a concentração de íons lítio na célula unitária aumenta com a temperatura de tratamento térmico. Resultados de condutividade elétrica mostram uma relação entre esta propriedade e a espessura e fração volumétrica de contornos de grão, pois estes diminuem com a temperatura de tratamento térmico (no caso de TTS) e aumentam com o tempo de nucleação (no caso de TTD). No caso do LATP, amostras obtidas por TTD, tiveram condutividade maior do que as obtidas por TTS na mesma temperatura, porém esse efeito não foi observado nas amostras LAGP. A condutividade elétrica das amostras LNAGP mostra um efeito de alcalino misto tanto nos vidros como nas correspondentes vitrocerâmicas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGFP.pdf: 2092337 bytes, checksum: 385d3d3daf591a1a892eb5bf695a8595 (MD5) Previous issue date: 2006-03-08 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work aimed the investigation of ultra thin, polymeric film compositions made by the layer-by-layer deposition technique capable of coffee quality classification accordingly to stablished standards, using electrical impedance measurements and the statistical method Principal Component Analysis. Films made of polyaniline, poly(o-ethoxyaniline), polypyrrole, poly(3,4- ethylenedioxythiophene), poly(hexamethylene biguanide), poly(sodium methacrylate), fatty acids and derivatives, and other materials were studied. Films were grown showing the applicability of these materials to self-assembly of sensors based on polymeric materials. It was verified that PANI and DBSA has a great potential as materials for sensor construction by such process due to high rates of film growing. Itl was also observed that PEDOT(PSS) alternated with PHMB(HCl) was the better material combination for coffee evaluation. Impedance measurements in broad spectrum and use of variance-based ranking factors allowed selection of optimum operation frequency for each sensor, aiming the classification of brewed coffee by Global Quality and bean type. With this strategy, it was also possible to determine those materials that presented the best responses. Experimentally, it was shown that coffee deposition occurs on the electrode surface during the time of measurements, and proved that the usual washing procedure was not efficient to remove all adsorbed coffee compounds, being necessary the washing with detergents. The results of this work allows the construction of a sensor array to classify commercial coffees by Global Quality, and the optimization of a sensor array specialized on defective beans, which previously could not be determined on commercial samples of roasted coffees. / Este trabalho visou a determinação de composições de filmes poliméricos ultrafinos preparadas por automontagem com capacidade de classificar cafés de acordo com categorias de qualidade pré-estabelecidas, por impedometria elétrica e utilizando a técnica estatística de Análise de Componentes Principais. Foram estudados filmes baseados em polímeros condutores polianilina, seu derivado poli(o-etoxianilina), polipirrol, poli(3,4-etilenodioxitiofeno) e outros materiais, tais como poli(hexametileno biguanida), poli(metacrilato de sódio), ácidos graxos e derivados. Realizou-se crescimento de filmes destes materiais demonstrando a possibilidade de uso destes para fabricação de sensores automontados, e verificou-se que os filmes baseados em PANI e DBSA apresentam grandes potencial para automontagem de sensores pela alta taxa de crescimento. Os resultados de impedometria para filmes de PEDOT(PSS) alternado com PHMB(HCl) demonstraram que este material é muito promissor para avaliação de cafés. Medidas de impedometria elétrica em amplo espectro de freqüências e uso de fator de classificação baseado em variância permitiram determinar as melhores condições de operação dos sensores, visando a determinação da qualidade de cafés na forma de bebida pronta, e a seleção dos materiais que apresentam as melhores respostas. Foi também verificado e demonstrado experimentalmente que ocorre deposição de componentes advindos da bebida sobre os eletrodos com o tempo de uso, e que o processo usual de lavagem não é suficiente para remover esta deposição. Os resultados obtidos permitem a construção de um conjunto sensorial protótipo para classificação de cafés comerciais quanto à qualidade global, e o aprimoramento de um conjunto sensor para grãos defeituosos, cuja determinação não era até então possível em amostras de café torrado e moído.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMOO.pdf: 7304849 bytes, checksum: 264ade429480255ee8c39c5b6129ba3c (MD5) Previous issue date: 2002-08-02 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work focussed on the effect of addition of Nb2O5 on the electrical and microestructural properties of SnO2-MnO2 based ceramics. It was also studied the effect of heat-treatments in a oxygen-rich atmosphere in these properties. The parent system was 99,5% SnO2-0,5% MnO2 in molar ratio, a dense system that did not present non-ohmic behavior. The addition of Nb2O5 on this system promoted an increase on the charge carrier number in the SnO2 matrix and, then, varistor properties were observed. Otherwise, the upper doping level, 0.25% mol of Nb2O5 system showed an higher porosity, due to the decrease on the thermal sintering properties, that depleted the varistor characteristic of this system. A detailed study on the electrical properties were performed using impedance spectroscopy and the obtained results showed that Nb2O5 tends to form an electronic trapping level between the valence and the conduction bands, modifying the potential barrier properties formed in the grain boundaries region. In order to explain the obtained results, it was proposed a parallel equivalent circuit model, based on the grain boundaries contributions to electrical properties. Heat-treatments under oxygen-rich atmosphere did not changed the observed electrical properties in the systems, due to the presence of numerous secondary phases (rich in oxygen and manganese), localized in triple points in the grain boundaries. It is pointed the there is a oxygen local enrichment in these phases, not significantly altering the observed macroscopical electrical characteristics in the analyzed systems. / Neste trabalho estudou-se o efeito da adição de Nb2O5 nas propriedades elétricas e microestruturais de cerâmicas a base de SnO2-MnO2. Foi também estudado o efeito do tratamento térmico em atmosfera oxidante sobre essas propriedades. O sistema de partida foi 99,5% SnO2-0,5% MnO2 em mol, que é um sistema denso mas não apresenta propriedades não-ohmicas. A adição de Nb2O5 ao sistema proporciona um aumento no número de portadores de carga na matriz do SnO2 e o sistema passa a ter propriedades varistoras. Entretanto, o sistema contendo 0,25% em mol de Nb2O5 apresentou alta porosidade, devido à diminuição nas propriedades de sinterização do sistema com o aumento da concentração de Nb2O5, o que impossibilita esse sistema de ser utilizado como varistor. Um estudo detalhado das propriedades elétricas foi feito por espectroscopia de impedância e mostra que o Nb2O5 forma um nível de aprisionamento de elétrons entre a banda de valência e a banda de condução que modifica as propriedades da barreira de potencial formada na região do contorno de grão. Para explicar os resultados, é proposto um modelo de circuito equivalente em paralelo baseado apenas nas contribuições do contorno de grão para as propriedades elétricas. O tratamento térmico em atmosfera oxidante não alterou as propriedades elétricas dos sistemas devido a uma grande quantidade de precipitados (ricos em oxigênio e manganês) localizados em pontos triplos entre grãos. É proposto que haja um enriquecimento local com espécies de oxigênio adsorvidas nesses precipitados, mas que não alteram as propriedades elétricas macroscópicas dos sistemas estudados.