Submitted by CAMILA PAIXÃO SANTOS (camila.paixao@yahoo.com.br) on 2016-11-03T08:48:02Z No. of bitstreams: 1 DEFESA_FINAL.pdf: 1918396 bytes, checksum: 8ba642a529d4534993d8d024baa1c739 (MD5) / Rejected by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-11-10T12:39:58Z (GMT) / Submitted by CAMILA PAIXÃO SANTOS (camila.paixao@yahoo.com.br) on 2016-11-11T18:37:20Z No. of bitstreams: 1 DEFESA_FINAL.pdf: 2077990 bytes, checksum: 7c050271b8596995c2ed6deeef0aca4e (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO null (luizaromanetto@hotmail.com) on 2016-11-16T19:53:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_cp_me_guara.pdf: 2077990 bytes, checksum: 7c050271b8596995c2ed6deeef0aca4e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-16T19:53:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_cp_me_guara.pdf: 2077990 bytes, checksum: 7c050271b8596995c2ed6deeef0aca4e (MD5) Previous issue date: 2016-09-03 / Não recebi financiamento / Este trabalho apresenta e discute o uso do óxido de cério na fabricação de filmes espessos por “screen printing” para aplicações em sensores de gás. Nesse estudo o CeO2 puro foi obtido pelo método dos precursores poliméricos utilizando como resina precursora o citrato de céria. O “puff” – espuma resultante da primeira fase do tratamento térmico da resina- foi calcinado a 550, 600, 700 e 750°C. O pó foi caracterizado por termogravimetria (TG) e as propriedades estruturais, morfológicas foram avaliadas por difratometria de raios X (DRX), espectroscopia Raman, área de superfície por isotermas Brunauer, Emmett e Taller (BET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A resposta sensora foi estudada em uma câmara de teste construída no Laboratório de Catálise e Superfícies do Instituto de Ciência de Tecnologia de Materiais (INTEMA) da Universidade de Mar del Plata. A TG mostrou a formação de óxido de cério a 550°C, temperatura relativamente baixa quando comparada com outros métodos. Mediante DRX todas as amostras mostraram picos correspondentes à fase pura de CeO2 o qual cristaliza em uma estrutura cúbica do tipo fluorita, entretanto, maiores temperaturas de calcinação mostraram aumento da cristalinidade e tamanho do cristalito. No espectro Raman, um forte pico em torno do 461 cm-1 foi detectado, atribuído às vibrações simétricas do Ce-O. A área de superfície BET dos pós foi de 301, 77 m2/g o que evidencia a formação de partículas muito pequenas e altamente reativas. As micrografias obtidas por MEV mostram a presença de diferentes tamanhos na forma de aglomerados. A caracterização da resposta sensora mostrou que o sensor fabricado a partir de pós de CeO2 puro apresenta um bom tempo de resposta, alcançando a melhor performance com temperatura de trabalho de 400 °C, tanto em atmosferas redutoras e oxidantes. A característica principal observada foi que os resultados são dependentes dos ciclos anteriores, a reprodutibilidade do sistema é garantida quando se apaga a “memória” do sistema, expondo-o ao vácuo. / This paper presents and discusses the use of cerium oxide in the production of thick films for "screen printing" for applications in gas sensors. In this study the pure CeO2 was obtained by the polymeric precursor method using as a precursor resin citrate ceria. The "puff" - resulting foam from the first stage of thermal treatment of the resin-calcined at 550, 600, 700 and 750 °C. The powder was characterized by thermogravimetry (TG) and structural, morphological were evaluated by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, isothermal Brunauer surface area, Emmett and Taller (BET) and scanning electron microscopy (SEM) . The sensor response was studied in a test chamber built in the Laboratory of Catalysis and Surface Materials Technology Institute of Science (INTEMA), University of Mar del Plata. The thermogravimetry showed the formation of cerium oxide at 550° C, relatively low temperature compared with other methods. Upon XRD all samples showed peaks corresponding to pure CeO2 phase which crystallizes in a cubic fluorite type structure, however, higher calcination temperatures showed increased crystallinity and crystallite size. In the Raman spectrum, a strong peak around 461 cm-1 was detected, assigned to symmetric vibrations of the Ce-O. The BET surface area of the powders was 301, 77 m2 /g which shows the formation of very small and highly reactive particles. The SEM micrographs show the presence of different sizes in the form of agglomerates. The characterization of the sensor response showed that the sensors manufactured from pure CeO2 powder has a good response time, achieving better performance at 400 °C working temperature in both reducing and oxidizing atmospheres. The main feature observed was that the results are dependent on previous cycles, the system reproducibility is guaranteed when it deletes the "memory" of the system, exposing it to vacuum.

A utilização cada vez mais severa de ferramentas de corte pela indústria metal-mecânica e a exigência de aumentar a vida útil dessas frente a atrito, desgaste e corrosão em altas temperaturas, fez com que técnicas de tratamentos de superfície ganhassem um papel preponderante, com destaque para os revestimentos protetores. Um dos tratamentos utilizados mais modernos é o duplex, que consiste em nitretação a plasma seguido de deposição de um revestimento duro, como o TiN. Nesse tipo de estrutura, verifica-se um aumento significativo da adesão do revestimento ao substrato de aço. Uma das hipóteses sobre a causa deste efeito é a migração de nitrogênio através das interfaces das estruturas formadas, aumentando a adesão pelo relaxamento das tensões de interface, as quais são originadas em mudanças abruptas da composição, defeitos de rede cristalina e ligações incompletas. Para a avaliação dessa hipótese foram construídas estruturas do tipo TiN/aço nitretado a plasma e TiN/Ti/aço nitretado a plasma. Para investigar a mobilidade das espécies envolvidas, foi utilizado um traçador isotópico para o nitrogênio (15N) e técnicas de perfilometria de alta resolução e análise de superfícies e interfaces. Nos resultados obtidos constatou-se migração de nitrogênio através das interfaces TiN/aço nitretado, TiN/Ti e Ti/aço nitretado, bem como migração de Ti para o aço utilizado. Outras espécies químicas existentes na região nitretada do aço, tais como Fe, Cr e Si, migraram para a superfície do filme de TiN. A presença de uma camada intermediária de Ti entre o revestimento protetor de TiN e o aço nitretado parece ser uma contribuição adicional para o aumento da adesão porque aumenta a migração de átomos através das interfaces, sem aumentar as tensões de interface. Isto é comprovado pelo fato de, durante o processo de deposição, todo Ti da camada intermediária (nanoscópica) ter sido convertido em compostos de nitretos e oxinitretos. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-28T16:09:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Cesar Aguzzoli.pdf: 7538958 bytes, checksum: 5439d5677356363e6356e1977bbd624c (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-28T16:09:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Cesar Aguzzoli.pdf: 7538958 bytes, checksum: 5439d5677356363e6356e1977bbd624c (MD5) / The use of cutting tools in progressively more severe conditions in the metal-mechanics industry and the requirement to increase tool life against friction, wear and high temperature corrosion made of surface treatments an important protection method. One of the most modern treatments is the so-called duplex, that consists of plasma nitriding and deposition of hard coatings, as TiN. In duplex coatings, the adhesion is increased, probably due to the diffusion of nitrogen through the interface of these structures, most probably by decreasing interface stresses originated in abrupt composition changes in this region. To investigate this hypothesis, structures like TiN/Ti/nitrided steel and TiN/nitrided were produced. Samples of high speed steel M2 were plasma nitrided and thin films were deposited by magnetron sputtering. An isotopic tracer (15N) was used to observe eventual nitrogen migration. The results revealed effectively nitrogen migration through the TiN/nitrided steel and TiN/Ti/nitrided steel interfaces, as well as migration of Ti to steel. Other chemical species existing in the nitrided region of the steel, such as, Fe, Cr, Si, migrated to the surface of the films. The presence of an intermediate layer of Ti between the protective coating of TiN and the nitrided steel seems to be an additional contribution to adhesion, because it increases the migration of atoms through the interface, without increasing the interface stress. This is proven by the fact that during the deposition process, all the intermediate layer of Ti has been converted into nitride and oxynitrides.

O presente trabalho avalia a deposição de filmes de TiN com caráter decorativo sobre substratos de AISI 304. Os filmes produzidos neste estudo são compostos por uma intercamada de Ti entre o substrato e o filme de TiN, produzindo assim um sistema substrato/Ti/TiN. Foram estudados os efeitos da tensão de polarização aplicada ao substrato durante a deposição da intercamada de Ti e a influência da temperatura de deposição do filme, com variação de temperatura entre 25°C e 200°C. Os filmes foram depositados através da tecnologia PVD por arco catódico em um processo de deposição reativa em escala industrial, partindo de cátodos de Ti e gases argônio e nitrogênio. Os filmes tiveram sua composição química analisada através da técnica de espectroscopia por descarga luminescente, as fases cristalinas foram determinadas por difração de raios-X e a microestrutura e espessura das camadas foram avaliadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Também foi medida a dureza em nanoescala dos filmes e, como forma de complementar os resultados obtidos, a carga crítica para início de deformação plástica dos filmes foi medida através de ensaios de esclerometria linear. Os resultados mostraram que ambos os parâmetros de processos analisados exercem influência significativa nas propriedades e características dos filmes formados, principalmente no teor de contaminação por oxigênio presente nos filmes e na carga crítica para deformação plástica. Além disso, também se observou que o filme depositado à 200°C apresenta uma mudança significativa na sua orientação cristalográfica e composição química em comparação com os depositados em temperaturas inferiores. Como resultado do trabalho, pôde-se determinar os parâmetros ideais para a deposição de filmes finos de TiN decorativos, possibilitando o desenvolvimento e a aplicação da tecnologia em escala industrial. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-11T13:10:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gustavo Caberlon Lain.pdf: 2832428 bytes, checksum: 9f93177004f259851cf5825bdbafb606 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T13:10:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gustavo Caberlon Lain.pdf: 2832428 bytes, checksum: 9f93177004f259851cf5825bdbafb606 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / This work studies the deposition of titanium nitride (TiN) thin films on stainless steel AISI 304 substrate for decorative applications. The films studied here are composed of a layer of Ti working as an interlayer between the substrate and the TiN thin film, creating a system substrate/Ti/TiN. The BIAS applied on the substrate during the deposition of the Ti interlayer and the deposition temperature of the films between 25°C and 200°C were studied. The films were deposited by a PVD cathodic arc evaporation technique in a reactive deposition process, working with Ti cathodes and argon and nitrogen as gases. The equipment utilized for these depositions was an industrial PVD coating equipment. The chemical composition of the TiN films was analyzed by glow-discharge optical emission spectroscopy technique (GD-OES) and the crystalline structure by X-ray diffraction (XRD) and the microstructure and thickness by scanning electron microscopy (SEM). Also, the hardness at the nanoscale of the films was measured and scratch analyses were made to determine the critical load for the beginning of plastic deformation of the films. The results show that both analyzed process parameters significantly affect the properties and characteristics of the films, especially on the oxygen contamination content and the critical load for plastic deformation. Furthermore, it was also observed that the film deposited at 200°C presents a significant change on its crystallographic orientation and chemical composition compared with those deposited at lower temperatures. As a result of this research, it was possible to determine the optimized process conditions for the deposition of TiN thin films for decorative purposes, enabling the development and application of this technology in industrial scale.

A deposição de filmes finos pode ser utilizada na modificação e/ou funcionalização de propriedades da superfície de um material, melhorando a resistência ao desgaste (propriedades tribológicas) ou alterando a resistividade (propriedades elétricas). Além disso, os filmes finos apresentam cores diferentes, as quais são interessantes para aplicações decorativas. Os filmes finos de carbonitreto de titânio (TiCxNy) são conhecidos por melhorar a resistência ao desgaste, contribuindo no aumento da vida útil de ferramentas industriais, além disso, os filmes TiCxNy chamam a atenção da indústria devido as cores que podem apresentar. Sua coloração pode variar do amarelo- ouro ao cinza escuro. As propriedades do filme e cor variam de acordo com os parâmetros de deposição e estequiometria dos filmes produzidos. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho consiste em avaliar as propriedades, microestruturais, tribológicas e a mudança de cor provocadas nos filmes de carbonitreto de titânio devido as variações do conteúdo de carbono dos filmes, introduzidas pela mudança na mistura gasosa (N2/CH4). As amostras foram analisadas por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia ótica por descarga luminescente, nanoindentação instrumentada, nanoesclerometria e espectrofotometria. Os resultados revelam a variação da cor em uma escala de cores que vai do amarelo- ouro claro até o bronze claro, sendo o amarelo-ouro predominante para as amostras com menor teor de carbono. Os difratogramas sugerem uma estrutura CFC com expanção isotrópica da célula unitária com a adição de CH4 nos processos de deposição. As propriedades mecânicas dos filmes demonstram uma redução da dureza com o aumento de carbono na estrutura dos filmes TiCxNy, porém ocorre uma melhora nas propriedades tribológicas como aumento da resistência ao riscamento com o elevação de CH4 nos processos de deposição. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram a possibilidade da produção filmes de carbonitreto de titânio com uma escala de cores e propriedades, sendo a resistência ao riscamento (característica importante para artigos decorativos) elevada com o aumento do conteúdo de carbono na estrutura. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-11-24T12:45:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leticia Milschi.pdf: 2958893 bytes, checksum: 2fad45a346a7eb4de6b05f652ec50dfb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-24T12:45:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Leticia Milschi.pdf: 2958893 bytes, checksum: 2fad45a346a7eb4de6b05f652ec50dfb (MD5) Previous issue date: 2016-11-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / The deposition of thin films can be employed to modify and/or functionalize the properties of a material’s surface, improving wear resistance (tribological properties) or changing the resistivity (electrical properties). Moreover, thin films display different colors, which are interesting for decorative applications. Titanium carbonitride thin films (TiCxNy) are known to improve wear resistance, contributing to the lifespan augmentation of industrial tools and for attracting the attention of the industry for the variation of colors that these films can exhibit. Its coloration varies from gold-yellow to dark-gray. The film’s properties and color vary according to the deposition parameters and film stoichiometry. In that sense, the objective of the present work consist in the evaluation of microstructural and tribological properties and color variation produced in titanium carbonitride films, due to the carbon content variation on these films, in turn induced by variation of N2/CH4 ration in the gaseous mixture. The samples were analyzed by X ray Diffraction, Scanning Electron Micrography, Glow Discharge Optical Emission Spectoscopy, Nanoindentation, Nanosclerometry and Spectrophotometry. Results reveal a film color variation from gold-yellow to light-bronze, with gold-yellow being the predominant color for samples with lower carbon content. The diffractograms suggest a FCC structure with isotropic expansion of the unit cell as CH4 is added to the gaseous mixture during the deposition process. The mechanical properties show a hardness reduction with carbon increase in the TiCxNy films structure, on the other hand, scratch resistance is improved with more carbon present during the deposition process. The results obtained in this work show the possibility to produce titanium carbonitride films with different colors and, at the same time, improve its scratching resistance (important property for decorative props) with the increase of carbon content on the film’s structure.

Estudos de filmes de carbono tipo diamante (Diamond like-carbon – DLC), com elevado apelo acadêmico, são desenvolvidos a mais de quatro décadas. Entretanto, nos dias de hoje, o interesse industrial em suas propriedades, como alta resistência ao desgaste e ultra baixo coeficiente de atrito, impulsionou o desenvolvimento de diferentes aplicações em larga escala para diversas áreas. No entanto, essas aplicações são restritas pela baixa adesão deste material sobre ligas de aço. Uma alternativa para a solução deste problema é a deposição de uma camada intermédia contendo silício. Porém, existem poucos trabalhos metódicos da dependência de parâmetros-chave como a temperatura e tempo de processo no uso de precursores líquidos contendo silício tais como tetrametilsilano (TMS), hexametildissiloxano (HMDSO) e tetraetilortossilicato (TEOS). Neste trabalho, foram depositados diferentes intercamadas usando estes três diferentes precursores sobre substrato de aço AISI 4140, a fim de melhorar a adesão do filme DLC. Os tratamentos foram realizados em um equipamento tipo PECVD com confinamento electrostático e fonte bipolar DC pulsada. As amostras foram caracterizadas por meio de FEG-SEM, EDS, GD-OES, RAMAN e testes nanoscratch. As análises de FEG-SEM revelaram uma dependência na espessura da intercamada com a temperatura de deposição, semelhante em todas as amostras estudadas. As análises de EDS e GD-OES identificaram e quantificaram a variação de intensidades dos elementos que evidenciam a estrutura DLC/intercamada/substrato. As análises de GD-OES permitiram identificar a variação da concentração dos elementos presentes na intercamada para cada precursor utilizado. Corroborando com esses resultados, os testes de nanoesclerometria linear evidenciaram a delaminação do DLC em diferentes cargas, indicando a influência da concentração de elementos sobre a adesão do filme. A carga crítica de delaminação para filmes DLC depositados sobre intercamadas depositadas por HMDSO a 300 °C é superior a 500 mN (limite do equipamento). Finalmente, a carga crítica para o TMS a 300 °C é 313,8 mN e para TEOS a 300 °C é 306 mN, onde a concentração dos elementos oxigênio e silício presentes na intercamada prejudicaram a adesão do filme de DLC. A intercamada depositada pelo precursor HMDSO aponta para a maior quantidade de C, consequentemente o maior número de ligações C–C promove uma melhor adesão do filme de DLC à temperatura de 300 oC. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-03-06T17:12:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Daniela Boeira.pdf: 1949458 bytes, checksum: d142b48ae2df8185c3733b95fbf49c34 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T17:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Daniela Boeira.pdf: 1949458 bytes, checksum: d142b48ae2df8185c3733b95fbf49c34 (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / Diamond-like carbon (DLC) films research has a high academic appeal, is being developed for more than four decades. Nowadays, the industrial needs in their properties, such as high wear resistance and superlow friction coefficient, boosted the development of different applications in large scales and many fields [1]. However such applications are restricted by the low adhesion of this material on steel. An alternative for solving this problem is the deposition of a silicon-containing interlayer [2]. However, there are few methodical studies of dependence on key parameters such as temperature and process use of silicon-containing liquid precursors such as tetramethylsilane (TMS), hexamethyldisiloxane (HMDSO) and tetraethoxysilane (TEOS). In this work, different interlayer were deposited by using these three precursors on AISI 4140 steel substrates in order improve the DLC film adhesion. The treatments were done in bipolar pulsed-DC PECVD equipment with electrostatic confinement. The samples were characterizes in details by means of FEG-SEM, EDS, GD-OES and nanoscratch tests. On the one hand, FEG-SEM images revealed an interlayers thickness dependence on deposition temperature, which is quite similar in the all samples. On the other hand, EDS and GDOES analysis identified and quantified intensities variation of iron, silicon, hydrogen, oxygen and carbon intensities that are elements responsible for the structure DLC/interlayer/substrate. The GD-OES analyzes allowed to identify the variation of concentration the elements present in the interlayer for each precursor used. Corroborating these results, linear nanoscratch tests showed delamination to DLC in different loads, indicating the influence of concentration to elements on the adhesion of the film. The critical delamination load for DLC films deposited on interlayers deposited by HMDSO at 300 °C is greater than 500 mN (equipment limit). Finally, the critical load for TMS at 300 °C is 313.8 mN and for TEOS at 300°C is 306 mN, where the concentration of the oxygen and silicon elements present in the interlayer impaired adhesion of the DLC film. The interlayer deposited by the precursor HMDSO points to the greater amount of C, consequently the greater number of C–C bonds promotes better adhesion of the DLC film to a temperature of 300 °C.

O fornecimento e o acesso à água potável é um dos grandes desafios deste século. Nesta perspectiva, o rápido avanço da Nanotecnologia tem contribuído significativamente para o desenvolvimento e a produção de nanomateriais, objetivando melhorar o desempenho e a eficiência dos processos de descontaminação da água. Desse modo, o presente trabalho teve por objetivo preparar e caracterizar filmes automontados de poli(hidrocloreto de alilamina) (PAH) e poli(ácido acrílico) (PAA) contendo nanopartículas de prata (AgNPs) e de cobre (CuNPs), visando sua posterior aplicação no tratamento terciário de efluentes industriais para reuso. As AgNPs e CuNPs foram sintetizadas por meio da (i) redução de sais de prata e de cobre (II) em meio aquoso, com posterior incorporação das mesmas nos filmes finos de PAH/PAA, e (ii) pela irradiação direta dos filmes finos de PAH/PAA com luz ultravioleta (UV), após a imersão dos mesmos em soluções salinas de prata e cobre (II). Após a automontagem, os filmes foram caracterizados por meio de diferentes técnicas instrumentais, incluindo a espectroscopia de absorção molecular na região do ultravioleta e visível (UV-Vis), a espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente (GD-OES), a microscopia de força atômica (AFM), a microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), a espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), a espectrometria de emissão óptica com plasma de argônio indutivamente acoplado (ICP-OES) e a microscopia eletrônica de transmissão (MET). De maneira geral, os espectros de UV-Vis e GD-OES comprovaram a incorporação/formação de AgNPs e de CuNPs/óxido de cobre (II) nos filmes finos desse trabalho. Os testes realizados com o efluente industrial evidenciaram que todos os filmes desenvolvidos apresentaram atividade bactericida frente a coliformes totais, com variação de 14 a 100% em termos de inibição. Os filmes contendo AgNPs, por sua vez, apresentaram atividade bactericida 5% superior, quando comparados aos filmes contendo CuNPs. Além disso, os filmes preparados a partir da irradiação direta com luz UV apresentaram a maior eficiência inibitória (superior a 90%) e, dessa forma, foram avaliados em função da variação da concentração do sal precursor. De maneira geral, observou-se através da caracterização por MEV-FEG e MET que a alteração na concentração do sal promoveu uma variação em termos de tamanho das nanopartículas incorporadas aos filmes (10-250 nm para as AgNPs e 10-170 nm para as CuNPs). O tratamento do efluente industrial para reuso com os filmes obtidos pelo método (ii), por sua vez, reduziu de 91 a 100% a contagem total de coliformes presentes no efluente industrial bruto (sem tratamento), sendo que o filme obtido na concentração 0,1098 mmol/L de Ag+ foi o material com maior eficácia. Finalmente, considerando-se a facilidade de aplicação, o baixo impacto ambiental, e a ação inibidora satisfatória, os filmes desenvolvidos neste trabalho apresentam um grande potencial para serem utilizados como auxiliares no tratamento terciário de efluentes industriais. / Submitted by cmquadros@ucs.br (cmquadros@ucs.br) on 2018-03-29T11:26:11Z No. of bitstreams: 1 Tese Fabiana Zarpelon Eltz.pdf: 3978549 bytes, checksum: 096915688f5f686bd248d824172b8fe1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-29T11:26:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Fabiana Zarpelon Eltz.pdf: 3978549 bytes, checksum: 096915688f5f686bd248d824172b8fe1 (MD5) Previous issue date: 2018-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES / The supply and access to drinking water is one of the great challenges of this century. In this perspective, the rapid advancement of Nanotechnology has contributed significantly to the development and production of nanomaterials, aiming to improve the performance and efficiency of water decontamination processes. Thus, the main goal of this work was to prepare and characterize self-assembled thin films of poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and poly(acrylic acid) (PAA) containing silver nanoparticles (AgNPs) and copper (CuNPs) for their subsequent application in the tertiary treatment of industrial effluents for reuse. The AgNPs and CuNPs were synthesized by (i) reducing silver and copper (II) salts in aqueous medium, with subsequent incorporation in PAH/PAA thin films, and (ii) by direct irradiation of the PAH/PAA thin films with ultraviolet (UV) light after immersion in silver and copper (II) salt solutions. After self-assembling, the thin films were characterized by different instrumental techniques, including ultraviolet and visible (UV-Vis) molecular absorption spectroscopy, glow discharge optical emission spectroscopy (GD-OES), atomic force microscopy (AFM), field emission scanning electron microscopy (FESEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), inductively coupled argon plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES) and transmission electron microscopy (TEM). In general, the UV-Vis and GD-OES spectra confirmed the incorporation/formation of AgNPs and CuNPs/copper (II) oxide in the thin films. The tests carried out with the industrial effluent showed that all the films developed presented bactericidal activity against total coliforms, ranging from 14 to 100% in terms of inhibition. The films containing AgNPs, by other hand, presented bactericidal activity 5% higher when compared to the films containing CuNPs. In addition, the films prepared from direct irradiation with UV light showed the highest inhibitory efficiency (greater than 90%) and, therefore, were evaluated as a function of the variation of the precursor salt concentration. In general, it was observed through the characterization by FESEM and TEM that the change in salt concentration promoted a variation in terms of size incorporated into the films (10-250 nm for AgNPs and 10-170 nm for CuNPs). The treatment of the industrial effluent for reuse with the films obtained by method (ii), in turn, reduced the total count of coliforms present in the raw industrial effluent (untreated) from 91 to 100%, being that the film obtained at the concentration 0.1098 mmol/L Ag+ was the most efficient material. Finally, considering the ease of application, the low environmental impact, and the satisfactory inhibitory action, the films developed in this work present a great potential to be used as auxiliaries in the tertiary treatment of industrial effluents.

Submitted by ALONSO HERNAN RICCI CASTRO null (alonso_elfisico@yahoo.com) on 2017-08-17T17:22:54Z No. of bitstreams: 1 Castro_AHR_PHD.pdf: 57242725 bytes, checksum: 36378feb1c1464a31ab9ed5824539173 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-23T17:50:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 castro_ahr_dr_guara.pdf: 57242725 bytes, checksum: 36378feb1c1464a31ab9ed5824539173 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T17:50:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 castro_ahr_dr_guara.pdf: 57242725 bytes, checksum: 36378feb1c1464a31ab9ed5824539173 (MD5) Previous issue date: 2017-06-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho teve como objetivo o estudo dos parâmetros que influenciam o comportamento de um jato de plasma em pressão atmosférica e sua aplicação em deposição de filmes poliméricos. Com esta finalidade, foram utilizadas duas diferentes configurações de eletrodos em jatos de argônio: um de eletrodo anular externo e outro com eletrodo cilíndrico interno. Também foram utilizadas três geometrias diferentes de bocal de saída do jato (cônico fechado, reto e cônico aberto), usando um eletrodo cilíndrico interno. Os jatos de plasma de argônio operam em modo filamentar, com os filamentos se espalhando por todo o volume do tubo dielétrico, disposto coaxialmente ao eletrodo. Neste trabalho também foi desenvolvido um jato de plasma para a deposição de filmes poliméricos, constituído de um eletrodo de alta tensão em forma cilíndrica localizado no eixo longitudinal do jato, e um eletrodo aterrado na forma de anel que está fixado ao redor do bocal do jato. O estudo foi iniciado com a comparação de dois métodos utilizados para o cálculo da potência. Para os dois jatos de plasma observou-se que o método mais adequado para calcular a potência de descarga é o método da figura de Lissajous, que fornece um erro experimental menor que 3 %. Após realizar a caraterização elétrica dos jatos de plasma, pode-se observar que a potência e a forma de onda da corrente dependem de diferentes parâmetros, que são apresentados em ordem da maior a menor influência da distância bocal-substrato, do fluxo de gás, do tipo de substrato e da geometria do bocal. A deposição de filmes poliméricos foi influenciada pela geometria do jato de plasma e do fluxo dos gases. Os filmes depositados sem movimento do substrato apresentam uma taxa de deposição de 1 m/min. A análise XPS mostrou que os filmes são constituídos em sua maioria por grupos alifáticos C-C/C-H e em menor proporção por hidroxila, éster e ácido carboxílico. Mediante a implementação de uma plataforma móvel foi possível depositar filmes poliméricos em uma grande área, o que amplia a gama de aplicações dos jatos de plasma desenvolvidos neste trabalho. / The goal of this work was to study the parameters which influence the electrical behavior of a atmospheric pressure plasma jet and its application for polymeric films deposition. For this purpose, two different configurations of electrodes were used in argon jets: one with an external annular electrode and the other with an internal cylindrical electrode. Also, three different jet nozzle geometries were adopted using an internal cylindrical electrode: tapered nozzle, straight nozzle and enlarged nozzle. The argon plasma jets operate in filament mode, with the filaments spreading throughout the volume of the dielectric tube, arranged coaxially to the electrode. On this work, a plasma jet system was developed to deposit polymer films, this system consists of a cylindrical high voltage electrode located in the longitudinal axis of the jet, and a grounded electrode in the form of a ring that is fixed around the nozzle of the jet. The study started comparing both methods for calculation of the power of plasma jets. Afterwards, it was concluded that the best method was the Lissajous method giving 3 % of experimental error. After electrical characterization of the plasma jet it was found that the power and current were influenced by different parameters, presented in order of their importance: distance, gas flow, type of substrate and nozzle geometry. The polymer films deposition was influenced by the plasma jet geometry and the gas flow. The films deposited without movement have 1 m/min of deposition rate. The XPS analysis shows that the films are made mostly from aliphatic groups C-C/C-H and in lesser extension by hydroxyl, ester and carboxylic acid. Through implementation of mobile platform was possible to deposit polymer films over larger area.

Submitted by MICHAEL DE MELO null (michaeldemelo@hotmail.com) on 2017-09-28T20:19:34Z No. of bitstreams: 1 Tese_Versão de Correção_Final_6_ultima.pdf: 5448253 bytes, checksum: 719d0e92c6a574eea487ee70a3b68542 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-29T18:01:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 melo_m_dr_ilha.pdf: 5511619 bytes, checksum: 89580a7f6e20d2c6d9a389aa1939e9e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T18:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 melo_m_dr_ilha.pdf: 5511619 bytes, checksum: 89580a7f6e20d2c6d9a389aa1939e9e1 (MD5) Previous issue date: 2017-09-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Polycrystalline thin films of Pb0.91La0.09Zr0.65Ti0.35O3 (PLZT9/65/35) and Sr0.75Ba0.25Nb2O6 (SBN75) were prepared by the chemical polymeric routine in order to investigate their physical properties at the macro- and nanoscale. X-ray diffraction (XRD), piezoresponse force microscopy (PFM), and scanning electron microscopy (SEM) were used as investigative tools. PLZT9/65/35 and SBN75 thin films have exhibited perovskite and tungsten bronze crystal structure at room temperature, as it was expected in this nominal composition for these relaxor ferroelectric materials. In addition, Rietveld method of the crystalline structure has revealed the thickness dependence of the crystallite size, grain size, and microstrain. The transition temperature of SBN thin film showed to shift to lower temperatures, suggesting the presence of a higher defect concentration, such as oxygen vacancies, chemical disorder, and lattice defects in this film. SEM has exhibited the porosity features in both thin films and has confirmed the existence of chemical elements (such as oxygen, niobium, lanthanum, strontium, platinum, silicon and barium) in film surface and near the substrate. Ferroelectric properties have been investigated by PFM and the results have suggested a thickness and crystallite size dependence of the piezoelectric response. Also in this work, the dynamic of ferroelectric domain switching and the induced domain relaxation were studied using the switching spectroscopy PFM (SS-PFM) in both relaxor systems as a function of variable DC applied voltages and pulse durations. / Filmes policristalinos de Pb0,91La0,09Zr0,65Ti0,35O3 (PLZT9/65/35) e de Sr0,75Ba0,25Nb2O6 (SBN75) foram preparados por uma rotina química polimérica para investigarmos as suas propriedades em nano- e macroescala. Difração de raios-X (DRX), microscopia de força atômica de piezoresposta (PFM), e microscopia eletrônica de varredura (SEM), foram utilizados como ferramentas investigativas. Os filmes finos de PLZT9/65/35 e de SBN75 exibiram estrutura peroviskita e tungstênio bronze, respectivamente, conforme esperado à temperatura ambiente e na composição nominal para estes materiais ferroelétricos relaxores. Além disso, o refinamento de Rietveld da estrutura revelou a dependência do tamanho do cristalito e do microstrain com a espessura. A temperatura de transição de fase do filme de SBN mostrou um deslocamento para valores menores de temperatura, sugerindo a presença de concentração de defeitos, tais como vacâncias de oxigênio, desordem química e defeitos de rede, maior no filme de SBN. Microscopia eletrônica de varredura (SEM) exibiu o caráter poroso de ambos os filmes. Propriedades ferroelétricas desses filmes foram investigados por meio da técnica de PFM. A piezoresposta mostrou ter uma dependência em função do tamanho do cristalito e da espessura. Neste trabalho, a dinâmica de reversão de domínios ferroelétricos e a relaxação de domínios induzidos foram estudados por meio do uso da espectroscopia de chaveamento (SS-PFM) em ambos os sistemas em função da tensão DC e do tempo de duração do pulso. / CNPq: 232241/2014-7

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-06-27Bitstream added on 2014-06-13T19:58:50Z : No. of bitstreams: 1 montanari_b_me_araiq.pdf: 1110824 bytes, checksum: 31d43cb39ebc2be5429e997729625c38 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Filmes finos de óxido de tungstênio apresentam várias propriedades ópticas interessantes. As propriedades eletrocrômicas, fotocrômicas e termocrômicas são conhecidas como uma mudança de cor pela ação de um campo elétrico, radiação eletromagnética e calor, respectivamente e têm sido amplamente estudadas. Muitos sistemas foram investigados e suas propriedades são largamente influenciadas por muitos parâmetros experimentais. Este comportamento é devido à facilidade dos átomos de tungstênio adotar vários estados de oxidação. Amostras vítreas foram preparadas nos sistemas ternário (NaPO3)n - BaF2 - WO3 e binário (NaPO3)n - WO3. Esses vidros apresentam grande estabilidade térmica frente à cristalização. Amostras contendo altas concentrações de WO3 (acima de 40% em mol) foram usadas como precursores na preparação dos filmes finos. Os filmes foram depositados pela técnica de evaporação por canhão de elétrons. Substratos de vidro borosilicato foram utilizados devido a melhor aderência. Os filmes foram caracterizados pela difração de raios X, perfilometria, espectroscopia de dispersão de raios X (EDX), espectroscopia de absorção eletrônica na região do UV-visível, espectroscopia de absorção vibracional na região do infravermelho, espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia de absorção de raios X (XANES), m-lines e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Filmes finos estáveis contendo altas concentrações de WO3 foram obtidos e parâmetros experimentais foram estabelecidos. Propriedades termocrômicas foram estudadas em função do tempo e da temperatura. A umidade atmosférica foi o parâmetro fundamental no estudo do termocromismo. Propriedades ópticas e estruturais foram estudadas em função da concentração de WO3. Tratamentos térmicos controlados foram realizados nos filmes e somente a fase WO3 pode ser cristalizada a partir de filmes contendo altas concentrações de tungstênio. / Tungsten oxide thin films present several interesting optical properties. Electrochromic, photochromic and thermochromic properties are known as a colour change by the action of an electric field, electromagnetic radiation and heat respectively and have been widely studied. Many systems were investigated and their properties are largely influenced by many experimental parameters. This behavior is due to the facility of tungsten atoms to adopt various oxidation states. Vitreous samples were prepared in the (NaPO3)n - BaF2 - WO3 ternary and (NaPO3)n - WO3 binary systems. These glasses present high thermal stability against crystallization. Samples containing high concentrations of WO3 (above 40% molar) have been used as target to prepare thin films. Such films were deposited by electron beam evaporation method. Borosilicate glasses substrates were used due to better adherence. The films were characterized by X-ray diffraction, perfilometry, X-ray dispersion spectroscopy (XDS), UV-visible transmittance, infrared reflectance spectroscopy, Raman spectroscopy, X-ray absorption near edge structure (XANES), m-lines and Scanning Electronic Microscopy (SEM). Stable thin films containing high concentration of WO3 were obtained and experimental parameters were established. Thermochromic properties were studied in function of time and temperature. Humidity of the atmosphere was a fundamental parameter in the study of the thermochromism. Optical and structural properties were studied in function of concentration WO3. Controlled thermal treatments were accomplished in the films and only the phase WO3 was crystallized starting from films containing high tungsten concentrations.

Submitted by Paula Andreia Petrini (paula.petrini@yahoo.com.br) on 2018-05-02T16:19:17Z No. of bitstreams: 1 2018_Dissertação_MS_Paula_Petrini_final.pdf: 4085214 bytes, checksum: da32a03d5bb301af130de6f96b52316f (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-05-03T12:28:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 petrini_pa_me_bauru.pdf: 4085214 bytes, checksum: da32a03d5bb301af130de6f96b52316f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-03T12:28:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 petrini_pa_me_bauru.pdf: 4085214 bytes, checksum: da32a03d5bb301af130de6f96b52316f (MD5) Previous issue date: 2018-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conhecido como o ramo da ciência que utiliza camadas moleculares ativas para agregar novas funcionalidades a dispositivos, a eletrônica molecular apresenta propostas promissoras para o futuro. Uma classe de pequenas moléculas semicondutoras que vem sendo explorada devido ao seu potencial na fabricação de diferentes dispositivos é a das ftalocianinas de cobre (CuPc). Entretanto, poucos trabalhos presentes na literatura relatam a relação entre a características elétricas dos filmes orgânicos e sua espessura em nanoescala. Tal fato é explicado pela dificuldade na deposição de contatos elétricos sobre as camadas moleculares, dado que os métodos atualmente empregados podem vir a danificá-las. Nesse contexto, essa dissertação apresenta a fabricação de um capacitor hibrido ultracompacto (h-Cap) constituído por metal / óxido dielétrico / camada molecular / Metal como uma plataforma para acessar as propriedades elétricas de camadas moleculares. Utilizando como a camada metálica a combinação de filmes finos de ouro, titânio e cromo, óxido de alumínio (Al2O3) para o dielétrico e filmes finos de CuPc como camadas moleculares, os h-Caps são fabricados a partir da técnica roll-up. Para a deposição dos filmes metálicos foi utilizado a técnica de evaporação térmica por feixe de elétrons, a técnica de deposição por camada atômica foi utilizada para a deposição do Al2O3 e pôr fim a técnica de deposição por evaporação por filamento resistivo para as camadas moleculares de CuPc. As características geométricas e estruturais dos h-Caps foram obtidas utilizando microscópios ópticos e eletrônico de varredura. Para a caracterização topográfica do filme de CuPc foi utilizado um microscópio de força atômica. Quanto a caracterização elétrica, foram realizadas medidas de corrente-tensão nos dispositivos, com a finalidade de obter os parâmetros de transportes. A resposta dielétrica do dispositivo foi avaliada utilizando a técnica de espectroscopia de impedância de modo a fornecer medidas de capacitância-frequência, permitindo relacionar a espessura e a constante dielétrica do filme de CuPc (kCuPc). Para os filmes de CuPc entre 5 a 20 nm foi obtido o valor de kCuPc = 4,5 ± 0,5, mostrando que a técnica proposta é uma excelente alternativa para caracterização dielétrica de camadas ultrafinas de semicondutores orgânicos. / Known as the branch of science that uses active molecular layers to add new functionality to devices, molecular electronics presents promising proposals for the future. A class of small semiconductor molecules being exploited due to its potential in the manufacture of different devices is that of copper phthalocyanines (CuPc). However, few papers in the literature report the relationship between the electrical characteristics of organic films and their thickness at the nanoscale. This fact is explained by the difficulty in the deposition of electrical contacts on the molecular layers, since the methods currently used may damage them. In this context, this dissertation presents the fabrication of an ultracompact hybrid capacitor (h-Cap) consisting of metal / dielectric oxide / molecular layer / metal as a platform to access the electrical properties of molecular layers. Used as the metallic layer is the combination of thin films of gold, titanium and chromium, aluminum oxide for the dielectric and thin films of CuPc as molecular layers, the h-Cap are formed from the roll-up technique. For the deposition of the metallic films was used the thermal evaporation technique by electron beam, the technique of deposition by atomic layer was used for the deposition of Al2O3 and finally the technique of deposition by evaporation by resistive filament for the molecular layers of CuPc . The geometric characteristics of the h-Caps were obtained using optical and scanning electron microscopes. For the topographic characterization of the CuPc film was used to an atomic force microscope. As for the electrical characterization, current-voltage measurements, the h-Caps were evaluated as a function of CuPc thickness (5 to 50 nm) in order to extract their transport parameters. The dielectric response of the device was evaluated using the impedance spectroscopy technique to provide capacitance-frequency measurements, making it possible to relate the thickness and dielectric constant of the CuPc film (kCuPc). For the CuPc films between 5 and 20 nm, the value of kCuPc = 4.5 ± 0.5 was obtained, showing that the proposed technique is an excellent alternative for the dielectric characterization of ultrafine layers of organic semiconductors.