The ferrites are a wide class of ferrimagnetic materials with great technological importance and are studied extensively for many decades. Their remarkable magnetic characteristics make it an element often used in induction transformers by his high magnetic permeability, high values of saturation magnetization and low coercivity, resulting in smaller losses in their hysteresis loops. In this work were characterized pure nickel ferrite (NiFe2O4), a soft magnetic material where the magnetic properties depend on the nature of the ions, their charges and their distribution among the tetrahedral and octahedral sites. Heat treatment and sintering time were emphasized. In order to improve one of the most important parameters for such an application, the saturation magnetization, new samples were doped with zinc at various concentrations (Ni1-xZnxFe2O4). Two new series were prepared starting from the higher value of the previous series (Ni0,6Zn0,4Fe2O4) with two new doping, indium and gadolinium. Finally, the values of saturation magnetization and initial permeability could be compared with samples of commercial cores, showing the potential of the compound to be used as the core of magnetic induction. / As ferritas formam uma ampla classe de materiais ferrimagnéticos com grande importância tecnológica e têm sido estudadas exaustivamente ao longo de décadas. Suas notáveis características magnéticas as tornam um elemento frequentemente utilizado em transformadores de indução por sua alta permeabilidade magnética, altos valores de magnetização de saturação e baixa coercividade, resultando em perdas menores observadas em seus ciclos de histerese. Neste trabalho foram caracterizadas ferritas de níquel pura (NiFe2O4), um material magnético mole onde as propriedades magnéticas dependem da natureza dos íons, suas cargas e sua distribuição entre os sítios tetraédricos e octaédricos. Nessa fase o tratamento térmico e o tempo de sinterização tiveram ênfase. A fim de melhorar um dos parâmetros mais importantes para tal aplicação, a magnetização de saturação, foram feitas novas amostras dopadas com zinco em várias concentrações (Ni1-xZnxFe2O4). Duas novas séries foram preparadas partindo-se do maior valor da série anterior (Ni0,6Zn0,4Fe2O4) com dois novos dopantes, o índio e o gadolínio. Finalmente, os valores de magnetização de saturação e permeabilidade inicial puderam ser comparados com amostras de núcleos comerciais, evidenciando a potencialidade do composto em ser utilizado como núcleo de indução magnética.

Submitted by MARCIA ROVADOSCHI (marciar@unifra.br) on 2018-08-17T19:22:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_BibianaCulauLopes.pdf: 2194937 bytes, checksum: 262e67bf2660f0e0bc2210c458d84e70 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_BibianaCulauLopes.pdf: 2194937 bytes, checksum: 262e67bf2660f0e0bc2210c458d84e70 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / One of the most common methods applied to heavy metal removal from contaminated aqueous solutions is adsorption through materials like activated carbon, and silica. In general, those materials are efficient and possible to reuse, although after their lifespan they become an environment liability, especially if inappropriately discharged. So that, it is seeking for materials that show more efficiency, that are easily regenerated, reusable and that generate less environmental impact. It is promising the use of graphene oxide (GO) as an adsorbent for environmental pollutants. GO with metallic nanoparticles attached to it, they confer magnetic features to GO, which makes it separation from the aqueous solution easy. In this study it was synthesized graphene oxide through Hummers & Offeman (1958) adapted method. Synthesized GO as well as commercial graphene oxide (Sigma) were submitted to hydrothermal process for insertion of ferrite (NiFe3O4) in its structure, then forming a nanocomposite NiFe2O4/GO. Nanomaterials were characterized by DRX, FTIR, Raman spectroscopy, MEV, BET and magnetization test, which all prove the formation and magnetization of the material. A solution of 100 mg.L-1 concentration of potassium dichromate (K2Cr2O7), was used as Cr(VI) source, for adsorption tests. The results show great efficiency of adsorption, which was stable in 150 min of stirring for more concentrated solutions of Cr(VI). It was used 500 mg.L-1 concentration of potassium dichromate in the photocatalytic process, which resulted in significant decrease of Cr(VI) and release of Cr(III) in the solution. The results obtained show high efficiency in the adsorption and the removal mechanism defined was through electrostatic attraction, due to the difference between charges of adsorbent and pollutant. A solution with 0.03 g of commercial graphene oxide decorated with ferrite and potassium dichromate in a concentration of 80 mg.L-1, adsorption reaction achieved the equilibrium, approximately, 20 minutes after the reaction started. When tested concentrations of 100, 80 and 40 mg.L-1 of potassium dichromate, the reaction achieved the equilibrium in 30 minutes. Adsorption reactions in concentrations of 300, 250 and 150 mg.L-1 of potassium dichromate stabilized 150 minutes after the reaction started. All tests were done with a fixed mass of 0.30 g of commercial graphene oxide decorated with ferrite. The results indicated that the major efficiency, when higher concentrations of Cr(VI) 9 source, depends on the adjustment of adsorbent added. Photocatalytic reaction promoted the reduction of Cr(VI) to Cr(III), which was proved through the difference in absorbance solution. The removal mechanism was through difference between charges, photocatalytic reaction also promoted the desorption of Cr(III) from the adsorbent surface, as it has negatively charged, they naturally repel. / Um dos métodos mais comuns aplicado para remoção de metais pesados de soluções aquosas contaminadas é por adsorção através de materiais, como carvão ativado e sílica. Em geral esses materiais são eficientes e possibilitam a reutilização, porém ao final de sua vida útil se tornam passivo ambiental, principalmente se não forem descartados de forma correta. Desta forma busca-se por materiais que apresentem maior eficiência, facilidade de regeneração, de reutilização e que gerem menor impacto ambiental. O uso do óxido de grafeno como adsorvente, para remoção de poluentes de amostras ambientais, tem se mostrado promissor, principalmente se tratando de íons de metais. Quando o óxido de grafeno é agregado a nanopartículas metálicas, isso promove um caráter magnético, o que facilita a separação deste da solução aquosa. No presente estudo foi sintetizado o óxido de grafeno através do método adaptado de Hummers, Offeman (1958). O óxido de grafeno sintetizado, assim como óxido de grafeno comercial (Sigma), foram submetidos a um processo para inserção de ferrita (NiFe3O4) em sua estrutura via processo hidrotermal, formando o nanocompósito NiFe2O4/GO. Os nanomateriais obtidos foram caracterizados por difração de raios-x, espectroscopia no infrevermelho, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, teste de Brunauer-Emmett-Taller e teste de magnetização, os quais comprovam formação do óxido de grafeno e da magnetização do mesmo. Para os testes de adsorção e fotocatálise, utilizou-se solução de dicromato de potássio (K2Cr2O7) como fonte de Cr(VI). Os resultados obtidos demonstram alta eficiência de adsorção e o mecanismo de remoção definido foi por atração eletrostática, devido a diferença de cargas entre o adsorvente e o poluente. Para uma solução contendo 0,30 g de óxido de grafeno comercial decorado com ferrita e com uma concentração de 80 mg.L-1 de dicromato de potássio, a reação de adsorção atingiu o equilíbrio aproximadamente 20 minutos depois do inicio do processo. Quando testadas as concentrações de 100, 80 e 40 mg.L-1 de dicromato de potássio, a reação atingiu o equilíbrio em 30 minutos. As reações de adsorção em concentrações de 300, 250 e 150 mg.L-1 de dicromato de potássio estabilizaram depois de 150 minutos depois do inicio da reação. Todos os testes foram realizados com a quantidade fixa de 0,30 g de óxido de grafeno comercial decorado com ferrita. Os resultados indicam que a maior eficiência, 7 quando em maiores concentrações de fonte de Cr(VI), depende do ajuste na quantidade de adsorvente adicionado. A reação de fotocatálise promoveu a redução do Cr(VI) para Cr(III), o que foi comprovado através da diferença medida nas absorbâncias da solução. O mecanismo de remoção foi por por diferença de cargas, a reação de fotocatálise promove também a dessorção do Cr(III) da superfície do adsorvente, já que esse é carregado negativamente, eles se repelem naturalmente.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 05333.pdf: 6187094 bytes, checksum: f2e70bb302111d70efab851a434597e9 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-02-15T12:23:24Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nícholas Zufelato - 2012.pdf: 2835862 bytes, checksum: 9d1149314ab7a9df2da0b228aeeed37b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-02-15T12:55:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nícholas Zufelato - 2012.pdf: 2835862 bytes, checksum: 9d1149314ab7a9df2da0b228aeeed37b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-15T12:55:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Nícholas Zufelato - 2012.pdf: 2835862 bytes, checksum: 9d1149314ab7a9df2da0b228aeeed37b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2012-05-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work investigated the magneto-thermal properties of manganese ferrite-based nanoparticles. The nanosctructures were synthesized by the coprecipitation method. Three samples were studied, namely: non passivated (2A), passivated (2B), and passivated with citrate coating molecules (2B cit). The particles were characterized by x-ray diffraction (XRD), transmission eléctron microscopy (TEM), vibrating sample magnetometer (VSM) and electron magnetic resonance (EMR). The non-coated samples showed similar diameter and saturation magnetization values, while the citrate-coated sample showed striking diferente values. In particular, the 2B cit sample showed lower values of particle size (determined from Scherrer relation), saturation magnetization and magnetic anisotropy. Those results corroborate with a core-shell nanoparticle model. The magnetic hyperthermia studies, perfomed around 300kHz, revealed that sample 2B had a higher magneto-thermal effiency when compared with the 2B cit one. Dynamic hysteresis curves, obtained within the linear response regime, were capable to explian qualitatively the experimental data. The phenomena was related to a lower magnetic anisotropy for the 2B cit nanoparticles. In addition, the biocompatible magnetic colloid (2B cit) showed SAR values around 50 W/g of MnFe 2 O 4 at the high field limit. However, differently from results reported in the literature, based upon magnetite/maghemite nanoparticles, saturation is achieved at a lower magnetic field amplitude. This suggest that this type of material has great biomedical potential for low-field magnetic hyperthermia applications, which might be necessary in order to inhibit harmful eddy currents inside the patient’s body. / Neste trabalho investigamos as propriedades magneto-térmicas de nanopartículas à base de ferrita de manganês. As nanopartículas foram sintetizadas pelo método de coprecipitação. Três amostras foram investigadas, são elas: nanopartículas não passivadas (2A), passivadas (2B) e passivadas recobertas com moléculas de citrato (2B cit). As nanoestruturas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX). microscopia eletrônica de transmissão (TEM), magnetometria de amostra vibrante (VSM) e ressonância magnética eletrônica (RME). As amostras não recobertas apresentaram valores de diâmetro e magnetização de saturação semelhantes, enquanto que uma significativa alteração foi evidenciada na amostra recoberta. Esta amostra (2B cit) apresentou valores de diâmetro (utilizando a relação de Scherrer), constante de anisotropia e magnetização menores que as não recobertas. Tais resultados corroboram para a formação de uma nanopartícula do tipo core-shell. Os estudos de magnetohipertermia, realizados em torno de 300kHz, revelaram, ainda, que a amostra 2B apresenta uma eficiência magneto-térmica bem maior que a 2B cit. Curvas de histerese dinâmica, usando a teoria do regime linear, foram capazes de explicar qualitativamente tais resultados. O fenômeno foi explicado pela menor anisotropia magnética da amostra 2B cit. Adicionalmente, o fluido magnético biocompatível (amostra 2B cit) apresentou um SAR em torno de 50 W/g de MnFe 2 O 4 no limite de alto campo. Entretanto, diferentemente de outras amostras da literatura à base de magnetita/maguemita, a saturação foi alcançada em baixa amplitude de campo magnético. Isto sugere, que esta amostra, possui grande potencial biomédico em aplicações de hipertermia magnética com baixa amplitude de campo, as quais são desejáveis para inibir possíveis correntes parasitas em tecidos sadios.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-20T11:58:42Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eli Silveira Alves Júnior - 2016.pdf: 12417931 bytes, checksum: 6db7ee264bfc1aa30451796af3624091 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-02-20T11:59:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eli Silveira Alves Júnior - 2016.pdf: 12417931 bytes, checksum: 6db7ee264bfc1aa30451796af3624091 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T11:59:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Eli Silveira Alves Júnior - 2016.pdf: 12417931 bytes, checksum: 6db7ee264bfc1aa30451796af3624091 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-10-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Nanocomposites based on magnetic nanoparticles dispersed in a polymer matrix has emerged as a new class of materials that might be applied in various technology segments, such as telecommunication, aerospace and recently biomedical industry. However, obtaining nanocomposites with uniform distribution of nanoparticles in the polymeric matrix has been a challenge due to the chemical incompatibility between these materials. In this context, the objective of this study was to evaluate the homogeneity of the dispersion of cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles in an epoxy resin matrix by varying the method of incorporating them into the polymeric matrix (by adding a powder or a colloidal dispersion of nanoparticles). The prepared materials were evaluated by chemical (FTIR, AA, UV-Vis), structural (XRD), thermal (TG, DSC), morphological (DLS, SEM, TEM) and magnetic (VSM) characterization techniques. A strong correlation between the method of incorporation of the cobalt ferrite nanoparticles, the uniformity of their dispersion into the polymeric matrix and the thermal and magnetic properties of the nanocomposites was verified. / Nanocompósitos de nanopartículas magnéticas dispersas numa matriz polimérica tem se destacado como uma nova classe de materiais que podem ser aplicados em diversos segmentos tecnológicos, como nas indústrias de telecomunicações, indústria aeroespacial e, recentemente, na indústria biomédica. Contudo, a confecção de nanocompósitos com distribuição uniforme das nanopartículas na matriz polimérica tem sido um desafio, em virtude da incompatibilidade química entre estes materiais. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a homogeneidade da dispersão de nanopartículas de ferrita de cobalto (CoFe2O4) em uma matriz epoxídica, variando-se o método de incorporação das nanopartícula na matriz polimérica (adicionando-se um pó ou uma dispersão coloidal de nanopartículas). As propriedades dos materiais preparados foram avaliadas pelas técnicas de caracterização química (FTIR, AA, UV-Vis), estrutural (XRD), térmica (TG, DSC), morfológica (DLS, SEM, TEM) e magnética (VSM). Verificou-se forte correlação entre o método de incorporação das nanopartículas de ferrita de cobalto, a uniformidade da dispersão destas na matriz polimérica e as propriedades térmicas e magnéticas apresentadas pelos nanocompósitos.

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e avaliar metais de solda de diferentes eletrodos revestidos da classe AWS E309 (309-16, 309L-15, 309L-16, 309MoL-15 e 309MoL-16), oriundos de trÃs fabricantes disponÃveis no mercado nacional. A avaliaÃÃo destes eletrodos e fabricantes foi feita quanto Ãs suas qualidades operacionais, composiÃÃo quÃmica do metal de solda, microestrutura, teores de ferrita , teores de oxigÃnio e nitrogÃnio, resistÃncia à traÃÃo, ductibilidade, tenacidade ao impacto, teores de inclusÃes. As soldagens, como uma fonte eletrÃnica multiprocesso foram realizadas na posiÃÃo plana, sobre as chapas de aÃo ABNT 1020 usinadas e amanteigadas segundo a norma AWS A5. 4-92. Os parÃmetros de soldagem de todos os passes foram monitorados por sistema dedicado de aquisiÃÃo de dados, e controlado pelo soldador dentro de faixas recomendadas pelos fabricantes e obedecendo à temperatura de interpasse mÃxima de 150ÂC estabelcida pela norma AWS A5.4-92. Os corpos de prova retirados das soldas para os ensaios tambÃm foram preparados segundo normas apropriadas. Utilizou-se o ataque com o reagente de Murakami para as anÃlises metalogrÃficas dos metais de solda. Os resultados indicam que exisitem caracterÃsticas operacionais dos eletrodos, que embora nÃo sejam especificadas por norma, devem ser consideradas nos seus procedimentos de qualificaÃÃo ou avaliaÃÃo. Concluiu-se ainda que muitas vezes os teores de determinados elementos quÃmicos importantes encontram-se perigosamente nos limites estabelecidos pela norma ou atà fora deles; que o teor de ferrita , bem como a sua morfologia, depende do fabricante e isto pode provocar significativas diferenÃas nos valores de resistÃncia à traÃÃo, dictibilidade e tenacidade do metal de solda; e que as inclusÃes apresentadas nos diversos metais de solda sÃo esfÃricas e multifÃsicas, ricas em manganÃs e silÃcio, e podem conter ainda cromo, titÃnio e outros elementos em menor quantidade distribuÃdos em suas fases.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Maya.pdf: 2139276 bytes, checksum: cfef7aaa2bfaa13447c6eeabf90ed3d8 (MD5) Previous issue date: 2012-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Ferrites are complex oxides, thermally stable, that presents crystalline structures equivalent to the spinel mineral.These solids alsoretain significant dielectric, magneticand catalytic properties. Thus, this work aims to obtain Co1-xCuxFe2O4spinel nanoparticles (x = 0.00, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00) by the polymeric precursor method as well as evaluates the effect of its thermal treatment (700 - 1200 °C) over the crystalline structure. Therefore, all spinel structures were characterized by means of Raman and infrared vibrational spectroscopies and X-ray powder diffraction (XRPD). According to the X-ray diffraction patters, all the primary CoFe2O4 adopts an ideal inverse spinel structure [(Fd3 ̅m (O_h^7))], whereas the CuFe2O4 materials preferentially assume tetragonal distorted spinel structure [(I41/amd(D_4h^19))], except the 700 and 800 oC annealed CuFe2O4, that was indeed hematite. Besides, such case the FWHM analysis has indicates that the ternary thermal treatment leads to a higher organization of the lattice, as well as, increases the crystallite sizes. In general, the average crystallite sizes for CuFe2O4 varies between 27 35 nm; whereas, for the CoFe2O4 and Co-substituted CuF2O4 are respectively 28 37 nm and 33.3 52.6 nm. The crystal microdeformation oscillates between 0.17 and 0.32%, reducing, in most cases, with the thermal evolution. Raman spectra for CuFe2O4 samples shows vibrational modes at about 166 (F2g), 456 (F2g), 519 (F2g), 217 (Eg), e 686(A1g) cm-1. In other hand, CoFe2O4 samples present vibrational modes at 195, 457 and 587 cm-1 (all F2g symmetries), 298 cm-1 (A1g) and 671 cm-1(Eg). Similar optical-active modes were detected for the Co-substituted ferrites. Conversely, FTIR spectra for all CuFe2O4 shows characteristic stretching at about 531.79 559.45 cm-1 (Fe-O)A, 605.18 672.12 cm-1 (Cu-O)Aand 474.69 397.33 cm-1 (Fe-O)B. However, the CoFe2O4 samples exhibits strong stretching modes at 581.70 578.51 cm-1 (Co-O)A. Similar modes were also observed for the intermediary ferrites. Finally, the UV-vis spectra for CuFe2O4 shows 6A1g → 4Eg (G) (Fe3+ )B, and 6A1g → 4Eg (G) (Cu2+)Atransitions between 2.14 2.72 eV and 1.76 1.80 eV, respectively. However, the CoFe2O4 ferrites presents6A_1g → 2A_2g(P)(Co2+)A electronic transitions 2.11 and 2.39 eV. / As ferritas são óxidos compostos, termicamente estáveis, que apresentam estruturas cristalinas equivalentes as do mineral espinélio. Estas retêm propriedades dielétricas, magnéticas e catalíticas específicas. Neste sentido, este trabalho objetiva avaliar a síntese de estruturas espinélios Co1-xCuxFe2O4 (x = 1,0, 0,75, 0,25, 0,0) pelo método do precursores poliméricos (MPP), em diferentes temperaturas. Para tanto, tais sistemas foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e espectroscópicas na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Raman e UV-visível. Os resultados de DRX sugerem a formação de estruturas monofásicas CuFe2O4[(I41/amd(D_4h^19))] e CoFe2O4[(Fd3 ̅m (O_h^7))], a exceção das amostras CuFe2O4 700 e 800 oC.O parâmetro FWHM indica que o aumento da temperatura de calcinação ternária gera uma melhor organização estrutural a longo alcance. Ademias, o tamanho médio dos cristalitos aumenta com a temperatura de calcinação ternária devido a maior difusão dos íons na rede cristalina. Os tamanhos médios dos cristalitos variam entre 27 35 nm (CuFe2O4), 28 37 nm (CoFe2O4) e 33,3 - 52,6 nm(CuFe2O4 substituídas). As microdeformações da rede cristalina variaram entre 0,17 e 0,32%, diminuindo, na maioria dos casos, com a evolução da temperatura de tratamento. Os espectros Raman das amostras CuFe2O4exibem modos vibracionais próximos a 166 (F2g), 456 (F2g) , 519 (F2g), 217 (Eg), e 686(A1g) cm-1. Por outro lado, as estruturas CoFe2O4 demonstraram modos vibracionais F2g (195, 457 e 587 cm-1), A1g(298 cm-1) e Eg(671 cm-1). Modos vibracionais equivalentes foram também detectados nas estruturas intermediárias. Os espectros FTIR das CuFe2O4 exibiram estiramentos vibracionais nas regiões de 531,79 - 559,45 cm-1 (Fe-O)A, 605,18 - 672,12 cm-1(Cu-O)Ae 474,69 - 397,33 cm-1(Fe-O)B. Já as CoFe2O4 demonstraram uma forte absorção entre 581,70 - 578,51 cm-1(Co-O)A. Tais modos vibracionais também foram observados nas ferritas intermediarias. Os espectros UV-vis das CuFe2O4 exibiram transições 6A1g → 4Eg (G) (Fe3+ )B, entre 2,14 2,72 eV, e 6A1g → 4Eg (G) (Cu2+)A, entre 1,76 1,80 eV. Já as CoFe2O4 apresentam transições 6A_1g → 2A_2g(P)(Co2+)A entre 94, 2,11 e 2,39 eV.

Com o desenvolvimento da nanociência e da nanotecnologia, as nanopartículas magnéticas vêm sendo cada vez mais gerado interesse devido as inúmeras possíveis aplicações na área de catálise, diagnóstico, pigmentos, sensores, etc. Atualmente, as nanopartículas com potencialidade de aplicação em biomedicina que pode se destacar os as ferritas magnéticas os quais apresentam comportamento superparamagnético a temperatura ambiente. Além dos ligantes funcionais, as nanopartículas magnéticas são geralmente recobertas com polímeros orgânicos ou inorgânicos, destacando-se a sílica, nessa última classe. O sistemas as nanopartículas magnéticas recobertas com sílica formando um sistema casca-caroço, possibilita que o núcleo magnético se mantenha protegido por uma camada polimérica que pode conter grupos funcionais ativos, formando hidridos orgânicos-inorgânicos que devido a sua propriedade hidrofóbica ou hidrofílica dependendo da natureza do ligante de modificação de superfície. Este trabalho foi desenvolvido com intuito de obter nanopartículas magnéticas de ferrita MFe2O4, com (M= Fe, Co, Ni e Cu) com controle de tamanho, forma, composição química e estrutural, dos quais foram sintetizados pelo método de decomposição térmica utilizando diferente precursores metálicos para adequação das melhores condições de síntese. As ferritas magnéticas foram recobrimento com sílica, modificando da superfície da partícula e possibilitando caráter hidrofílico ao sistema casca-caroço, apresentando uma melhor estabilidade coloidal em dispersão aquosa devido a presença de grupos silanois na superfície, bem como uma recobrimento uniforma com apenas um núcleo magnético sem formação de aglomerados. A funcionalização com o grupo o trietoxivinilsilano, através de reações de condensação via catálise básica ou ácida, formou uma rede polimérica Si-O-Si, sendo que a presença do grupo vinil (-CH=CH2) livre na a superfície do sistema casca-caroço foi evidenciado através da técnica de FTIR. Portanto foi possível a obtenção de um sistema hibrido orgânico-inorgânico com a superfície contendo grupo que podem ser reativos, abrindo a possibilidade da utilização deste material para futuros testes de aplicações como sensor multifuncional. / In recent decades the development of nanoscience and nanotechnology, magnetic nanoparticles have been increasingly generated interest due to the numerous possible applications in the field of catalysis, diagnosis, pigments, sensors, etc. Currently, the nanoparticles with potential of application in biomedicine that can stand out the magnetic ferrites which have superparamagnetic behavior at room temperature. In addition to the functional binders, magnetic nanoparticles are generally coated with organic or inorganic polymers, especially silica in the latter class. The magnetic nanoparticle systems covered with silica forming a shell-core system allow the magnetic core to remain protected by a polymeric layer that may contain active functional groups, forming organic-inorganic hydrides that due to its hydrophobic or hydrophilic property depending on the nature of the surface modifying binder. This work was developed to obtain magnetic nanoparticles of MFe2O4 ferrite, with (M = Fe, Co, Ni and Cu) control of size, shape, chemical and structural composition, of which were synthesized by the thermal decomposition method using different precursors to suit the best conditions of synthesis. The magnetic ferrites were coated with silica, modifying the surface of the particle and allowing a hydrophilic character to the shell-core system, presenting a better colloidal stability in aqueous dispersion due to the presence of silane groups on the surface, as well as a uniform coating with only one magnetic core without formation of agglomerates. The functionalization with the triethoxyvinylsilane group, through condensation reactions via basic or acid catalysis, formed a Si-O-Si polymer network, and the presence of the free vinyl group (-CH=CH2) on the shell surface was observed by FTIR technique. Therefore, it was possible to obtain an organic-inorganic hybrid system with the surface containing the reactive group, opening the possibility of using this material for tests of future applications as multifunctional sensor.

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T10:37:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MunozDias_LuizRoberto_M.pdf: 3936007 bytes, checksum: fb9f262c5583315e04e019d84e27c1c1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os ferros fundidos cinzentos são muito empregados em diversos segmentos da indústria, sendo sua utilização preferida para composição de bases de máquinas por ter baixo custo de aquisição, alta capacidade de amortecimento a vibrações e facilidade de fabricação. As normas que norteiam a produção destas ligas determinam as classes divididas por faixas de resistência à tração e forma da grafita presente na estrutura. A classe GG-25, determina resistência à tração situada entre 250Kgf/mm² e 300Kgf/mm² e forma de grafita lamelar. Esta pesquisa tem como objetivo investigar a diferença de usinabilidade entre ferros fundidos cinzentos desta mesma classe, ou seja, dentro da tolerância da norma, com diferentes concentrações de perlita e ferrita. Avaliou-se a usinabilidade em termos de vida de ferramenta, esforços de corte e rugosidade em operações de fresamento em acabamento com ferramentas de metal duro e cerâmica (com geometrias de corte idênticas) e diferentes velocidades de corte em um material contendo 100% de perlita e em outro com 50% de perlita. Os resultados mostraram que os lotes perlíticos, em função de resistência e dureza maiores, provocam desgaste das ferramentas mais rapidamente que os lotes 50% perlíticos e também consomem maiores esforços de corte. Também foi possível notar que as ferramentas de cerâmica apresentaram vida maior que as ferramentas de metal duro. Os mecanismos causadores de desgastes da ferramenta foram: difusão, adesão de ferro com conseqüente remoção de partículas (attrition) e trincas térmicas / Abstract: The gray cast irons are frequently used in various fields of industry, mainly for machine bed due to the low cost, high vibration damping capacity and easiness of manufacturing. The standards that guide the production of these alloys determine the classes based on the range of tensile strength and shape of graphite in the structure. The class GG-25 determines the tensile strength between 250Kgf/mm² and 300Kgf/mm2 and lamellar shape of graphite flakes. This research aims at investigate the difference of machinability between two gray cast irons belonging to the same class, i.e., within tolerance of the standard, with different pearlitic / ferritic concentrations. Machinability was evaluated in terms of tool life, cutting forces and workpiece surface roughness in finish milling with carbide and ceramic tools (with similar cutting geometries) and different cutting in a material containing 100% pearlite and another with 50% pearlite. The results showed that in the milling of the pearlitic alloy, due to higher strength and hardness, tool wear progressed faster than in the milling of ferritic alloy and also consumed higher cutting forces. It was also possible to note that ceramic tools showed longer life than carbide tools. The main observed mechanisms of wear were diffusion, adhesion of iron with consequent removal of tool material (attrition) and thermal cracks. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

When a permanent magnet is considered for an application, the quantity that quantifies the usability of that material is the magnetic energy product (BH)max. In today’s world, rare earth transition metal permanent magnets like Nd-Fe-B, Sm-Co possesses the maximum magnetic energy product. But still for the industrial application, the ferrite permanent magnets are the primary choice over these rare transition metal magnets. Thus, in the present context, the magnetic energy product of the low cost ferrite system makes it unsuitable for the high magnetic energy application. In this regard, exchange spring magnets which combine the magnetization of the soft phase and coercivity of the hard magnetic phases become important in enhancing the magnetic energy product of the system. In this thesis, the exchange spring behaviour is reported for the first time in hard/soft oxide nanocomposites by microstructural tailoring of hard Barium Ferrite and soft Nickel Zinc Ferrite particles. We have analyzed the magnetization reversal and its correlation with the coercivity mechanism in the Ni0.8Zn0.2Fe2O4/BaFe12O19 exchange spring systems. Using this exchange spring concept, we could enhance the magnetic energy product in Iron Oxide/ Barium Calcium Ferrite nanocomposites compared to the bare hard ferrite by ~13%. The presence of the exchange interaction in this nanocomposite is confirmed by the Henkel plot. Moreover, a detailed Reitveld study, magnetization loop and corresponding variation of the magnetic energy product, Henkel plot analysis and First Order Reversal Curve analysis are performed on nanocomposites of hard Strontium Ferrite and soft Cobalt Ferrite. We have proved the exchange spring behaviour in this composite. In addition, we could successfully tailor the magnetization behaviour of the soft Cobalt Ferrite- hard Strontium Ferrite nanocomposite from non exchange spring behaviour to exchange spring behaviour, by tuning the size of the soft Cobalt Ferrite in the Cobalt Ferrite/Strontium Ferrite nanocomposite. The relative strength of the interaction governing the magnetization process in the composites has been studied using Henkel plot and First Order Reversal Curve method. The FORC method has been utilized to understand the magnetization reversal behaviour as well as the extent of the irreversible magnetization present in both the nanocomposites, having smaller and larger particle size of the Cobalt Ferrite. It has been found that for the all the studied composites, the pinning is the dominant process for magnetization reversal. The detailed structural analysis using thin film XRD, angle dependent magnetic hysteresis and remanent coercivity measurement, coercivity mechanism by micromagnetic analysis and First Order Reversal Curve analysis are performed for thin films of Strontium Ferrite which are grown on c-plane alumina using Pulsed Laser Deposition (PLD) at two different oxygen partial pressures. The magnetic easy directions of both the films lie in the out of plane direction where as the in plane direction corresponds to the magnetic hard direction. Depending on the oxygen partial pressure during deposition, the magnetization reversal changes from S-W type reversal to Kondorsky kind of reversal. Thus, the growth parameter for the Strontium Ferrite single layer which will be used further as a hard layer for realizing oxide exchange spring in oxide multilayer, is optimized. The details of the magnetic and structural properties are analyzed for Nickel Zinc Ferrite thin film grown on (100) MgAl2O4. We have obtained an epitaxial growth of Nickel Zinc Ferrite by tuning the growth parameters of PLD deposition. The ferromagnetic resonance and the angle dependent hysteresis loop suggest that, the magnetic easy direction for the soft Nickel Zinc Ferrite lie in the film plane whereas the out of plane direction is the magnetic hard direction. Using the growth condition of respective Nickel Zinc Ferrite and Strontium Ferrite, we have realized the exchange spring behaviour for the first time in the trilayer structure of SrFe12O19 (20 nm)/Ni0.8Zn0.2Fe2O4(20 nm)/ SrFe12O19 (20 nm) grown on c-plane alumina (Al2O3) using PLD. The FORC distribution for this trilayer structure shows the single switching behaviour, corresponding to the exchange spring behaviour. The reversible ridge measurement shows that the reversible and the irreversible part of the magnetizations are not coupled with each other.