Neste trabalho eletrodos negativos de baterias de níquel-hidreto metálico constituídos por ligas de hidreto metálico baseadas em MgNi, processadas por moagem de alta energia utilizando-se um moinho de bolas tipo vibratório, foram preparadas e inicialmente investigadas utilizando técnicas como difração de raios-X, energia dispersiva de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão e microscopia eletrônica de varredura para caracterização estrutural e morfológica. Em seguida foram feitos estudos eletroquímicos como ciclos galvanostáticos de carga e descarga e voltametria cíclica para se obter informações como a estabilidade e a capacidade de descarga da liga, bem como conhecer os processos de difusão que ocorrem no interior das ligas. As ligas foram baseadas em Mg55Ni45 com o Mg sendo substituído parcialmente por Ti em até 8% atômico e o Ni substituído parcialmente por Pt ou por Pd em até 4%, em cada um dos casos. As análises consistiram em avaliar ligas com 1 ou 2 substituintes, gerando uma série de combinações devidas às variações na quantidade de cada substituinte. Foi observado que as ligas contendo Ti apresentaram melhora na capacidade de descarga inicial quando comparadas à liga base; ligas contendo Pt ou Pd melhoraram a capacidade de reter carga durante os ciclos, apresentando maior estabilidade; ligas contendo Ti e Pt apresentam melhores capacidades de descarga inicial, inclusive maiores que as ligas contendo Ti, finalmente as ligas contendo Pd apresentaram as maiores capacidades, com e sem adição de Ti. / This work investigated negative electrodes for nickel-metal hydride batteries, formed by Mg-based metal hydride alloys and prepared by high energy mechanical alloying. The prepared alloys were first characterized using X-ray diffraction, energy dispersive X-ray analyses, transmission electron microscopy and scanning electron microscopy, for obtaining structural and morphological information\'s of the materials. Electrochemical analyses comprised galvanostatic charge/discharge cycling and cyclic voltammetry, used for obtaining information\'s on the alloy discharge capacity and stability as well as on the diffusion processes occurring in the bulk of the alloys. The alloys were based on Mg55Ni45, in which Mg was partially substituted by Ti up to 8 % (atomic) and Ni partially substituted by Pt or Pd up to 4 % (atomic). These materials were formed with 1 or 2 substituting elements, in a series of several Ti, Pt, Pd, Ti and Pt and Ti and Pd combinations. It was seen the alloys containing Ti show higher initial discharge capacity when compared to the base material. In the case where Pt or Pd substitutes Ni, higher charge retention capacity along the cycles was seen, but when Ti and Pt or Pd are used together, the alloys show higher initial discharge capacity, larger than when Ti used alone. Finally, it was seen that the alloys containing Pd present the largest discharge capacity, both in the absence or in the presence of Ti.

Segundo a Organização Mundial de Saúde, a hipertensão arterial é responsável por uma crise global de saúde pública, sendo as doenças cardiovasculares implicadas em aproximadamente 17 milhões de mortes/ano, das quais, 9,4 milhões ocasionadas por complicações provocadas pela hipertensão, como edema pulmonar. Quanto ao arsenal terapêutico disponível, a furosemida, potente diurético de alça, é amplamente utilizada em situações de controle e emergência relacionadas à hipertensão e ao edema pulmonar cardiogênico. Apesar do elevado índice de sua prescrição, esse fármaco pertence à classe IV do Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB), apresentando absorções intestinais erráticas e variáveis. Tais características representam desafio para o desenvolvimento de formas farmacêuticas orais. Assim, adoção de tecnologias inovadoras associadas à via de administração pulmonar pode permitir abordagem terapêutica alternativa, com elevado potencial de aplicação. Entre as tecnologias inovadoras, a obtenção de nanocristais de fármacos classes II e IV tem sido promissora. Nanocristais podem exibir desempenho in vivo superior quando comparados aos seus homólogos, na forma micronizada. Portanto, estratégias que permitam o desenvolvimento de medicamentos contendo furosemida, com maior eficácia e segurança, são de fundamental importância. Nesse sentido, a aplicação de tecnologia in silico, com propriedade preditiva, contribui para a racionalização de ensaios na pesquisa e no desenvolvimento de novas formas farmacêuticas. Objetivou-se, desse modo, a preparação e a caracterização físico-química de nanocristais de furosemida e sua avaliação in silico na absorção oral e pulmonar empregando ferramenta computacional. Os nanocristais foram obtidos por moagem à alta energia, utilizando movimentos simultâneos de revolução/rotação. A determinação da distribuição do tamanho e a morfologia foram realizadas por difração de raios laser e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. As possíveis interações e/ou alterações do estado cristalino do fármaco foram investigadas por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria diferencial, difração de raio X e espectroscopia Raman de baixo deslocamento. Quanto à solubilidade do nanocristal, foram realizados ensaios para a determinação do aumento na solubilidade de equilíbrio e da velocidade dissolução, utilizando os métodos shake flask e velocidade de dissolução intrínseca (VDI), respectivamente. A moagem à alta energia permitiu a obtenção de nanocristais com tamanho médio trinta vezes menor (231nm) do que o tamanho inicial, na escala micrométrica (7,1 µm). Os nanocristais apresentaram estabilidade térmica. Não foram observadas interações entre os excipientes e os nanocristais, que, entretanto, exibiram estrutura cristalina menos definida, o que indica parcial amorfização do nanocristal. A solubilidade de saturação dos nanocristais aumentou aproximadamente três vezes; como consequência, houve aumento na VDI em 2,2 vezes, 1,8 vezes e 3,8 vezes, quando comparado à VDI da furosemida micronizada em meio SGF, tampão 4,5 e SIF, respectivamente. Quanto às avaliações in silico dos nanocristais, sua absorção oral revelou moderada alteração no perfil farmacocinético. Quando foi utilizada a via de administração pulmonar, os nanocristais apresentaram maior desempenho quando comparada a via de administração oral; destacando-se o aumento na Fa% e na Cmáx e a acentuada diminuição no Tmáx. Em conclusão, a plataforma tecnológica obtida tem potencial aplicação no desenvolvimento de formas farmacêuticas inovadoras para administração pulmonar de furosemida. / According to the World Health Organization, hypertension is responsible for global public health crisis, being the cardiovascular diseases involved in approximately 17 million deaths a year, of these, 9.4 million occasioned by hypertension complications such as pulmonary edema. Regarding therapeutic arsenal available, Furosemide is a potent loop diuretic widely used in control and emergency situations related to hypertension and cardiogenic pulmonary edema. Despite the high level of prescribing, this drug belongs a class IV drug, according to Biopharmaceutics Classification System (BCS), exposing erratic and variable intestinal absorption. These characteristics represent a challenge for the development of oral dosage forms. Thus, adoption of innovative technologies associated with pulmonary route of administration may allow an alternative therapeutic approach, with high potential for application. Among the new technologies, those for obtaining nanocrystals of classes II and IV drugs have been a promising approach. Nanocrystals can exhibit in vivo higher performance when compared to their counterparts in micronized form. Therefore, strategies to develop medicines containing Furosemide, with greater efficacy and safety, are of critical importance. In this sense, the application of technology in silico, with predictive property, contributes to the rationalization of testing in research and development of new dosage forms. The objectives, as a result, were the preparation and the physicochemical characterization of Furosemide nanocrystals, and it\'s in silico evaluation on oral and pulmonary absorption using a computational tool. The nanocrystals were obtained using a high-energy milling technology under simultaneous revolution/rotation motion. The determination of the size distribution and morphology was performed using laser diffraction and scanning electron microscopy, respectively. Furthermore, differential scanning calorimetry, differential thermogravimetry, X-ray diffraction and Low Shift Raman spectroscopy were performed to investigate possible interactions and changes in the crystalline state of the nanocrystals. To measure the increase in the equilibrium solubility and dissolution rate, the shake flask and intrinsic dissolution rate (IDR) methods were used respectively. The nanocrystals size appeared thirty times lower (231 nm) compared to the initial size (7,1 µm). The nanocrystals were stable with concern to its thermal characteristic not showing interactions between the excipients and the nanocrystals; however, they exhibited less defined crystal structure, indicating partial amorphization. The nanocrystals saturation solubility increased approximately three times. Consequently, 2.2, 1.8 and 3.8 folds increase were observed in IDR when compared to the Furosemide raw material in SGF, buffer 4.5 and SIF, respectively. The in silico nanocrystal studies revealed moderate changes in its oral absorption and pharmacokinetic profile. When the pulmonary route of administration was used, the nanocrystals showed higher performance compared to oral route administration; highlighting the increase in Fa % and Cmax and a significant decrease in Tmax. In conclusion, the technology platform obtained has potential application in the development of innovative dosage forms for Furosemide pulmonary delivery.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Feitosa.pdf: 8656207 bytes, checksum: 5144b613822296890457a30b8473bd01 (MD5) Previous issue date: 2011-09-13 / Among the ceramic materials, one can highlight the mullite, whose characteristics are of great industrial interest. This material consists of silica and alumina has high mechanical strength, high refractory and chemical inertness, and low coefficients of expansion and thermal conductivity, which makes this material synthesis from Al2O3 e SiO2 mixtures or from material showing Al2O3 - SiO2 even more technology important in traditional and advanced ceramic fields. Nevertheless the synthesis of mullite is hampered by the reaction kinetics is very slow, taking long time and large amount of energy during sintering. It takes temperatures above 1500°C to form mullite oxides via. Techniques that facilitate this process has been developed, but they have disadvantages such as high cost of reagents. This work had as objective produce mullite using the high energy milling. It was used as starting materials aluminum hydroxide, aluminum oxide, quartzite and kaolin. It was prepared two mixtures of oxides, which are: aluminum hydroxide with quartzite and quartzite with aluminum oxide. These two mixed oxides plus kaolin were subjected to high energy milling for different times and then the milled and unmilled powders were sintered at different temperatures. The characterization was made by ray-X diffraction and by scanning electronic microscopy and thermal analysis. The results showed that the mechanical activation of powders allowed the formation of mullite phase in a lower temperature and formation of anisotropic mullite grains. / Dentre os materiais cerâmicos, pode-se destacar a mulita, cujas características são de grande interesse industrial. Este material formado por sílica e alumina apresenta elevada resistência mecânica, alta refratariedade e inércia química, além de baixos coeficientes de expansão e condutividade térmica, o que torna a síntese desse material a partir de misturas de Al2O3 e SiO2 ou a partir de materiais que apresentem Al2O3 e SiO2 cada vez mais importantes tecnologicamente nas áreas de cerâmica tradicional e avançada. Entretanto, a síntese da mulita é dificultada pela cinética da reação que é muito lenta, levando longos tempos e grande gasto energético durante a sinterização. São necessárias temperaturas acima de 1500ºC para se formar mulita via óxidos. Técnicas que facilitam este processo têm sido desenvolvidas, mas possuem desvantagens como alto custo de reagentes. Este trabalho teve como objetivo a obtenção de mulita utilizando a moagem de alta energia. Foram utilizadas como matériasprimas hidróxido de alumínio, óxido de alumínio, quartzito e caulim. Foram preparadas duas misturas de óxidos, sendo elas: hidróxido de alumínio com quartzito e óxido de alumínio com quartzito. Essas duas misturas e o caulim foram submetidos à moagem de alta energia por diferentes tempos e em seguida os pós moídos e não moídos foram conformados e então sinterizados em diferentes temperaturas. A caracterização das amostras foi feita por difratometria de raios X, análise térmica diferencial, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a ativação mecânica dos pós possibilitou a formação da fase mulita numa temperatura mais baixa que as amostras não ativadas e formação de grãos anisotrópicos de muita.

Segundo a Organização Mundial de Saúde, a hipertensão arterial é responsável por uma crise global de saúde pública, sendo as doenças cardiovasculares implicadas em aproximadamente 17 milhões de mortes/ano, das quais, 9,4 milhões ocasionadas por complicações provocadas pela hipertensão, como edema pulmonar. Quanto ao arsenal terapêutico disponível, a furosemida, potente diurético de alça, é amplamente utilizada em situações de controle e emergência relacionadas à hipertensão e ao edema pulmonar cardiogênico. Apesar do elevado índice de sua prescrição, esse fármaco pertence à classe IV do Sistema de Classificação Biofarmacêutica (SCB), apresentando absorções intestinais erráticas e variáveis. Tais características representam desafio para o desenvolvimento de formas farmacêuticas orais. Assim, adoção de tecnologias inovadoras associadas à via de administração pulmonar pode permitir abordagem terapêutica alternativa, com elevado potencial de aplicação. Entre as tecnologias inovadoras, a obtenção de nanocristais de fármacos classes II e IV tem sido promissora. Nanocristais podem exibir desempenho in vivo superior quando comparados aos seus homólogos, na forma micronizada. Portanto, estratégias que permitam o desenvolvimento de medicamentos contendo furosemida, com maior eficácia e segurança, são de fundamental importância. Nesse sentido, a aplicação de tecnologia in silico, com propriedade preditiva, contribui para a racionalização de ensaios na pesquisa e no desenvolvimento de novas formas farmacêuticas. Objetivou-se, desse modo, a preparação e a caracterização físico-química de nanocristais de furosemida e sua avaliação in silico na absorção oral e pulmonar empregando ferramenta computacional. Os nanocristais foram obtidos por moagem à alta energia, utilizando movimentos simultâneos de revolução/rotação. A determinação da distribuição do tamanho e a morfologia foram realizadas por difração de raios laser e microscopia eletrônica de varredura, respectivamente. As possíveis interações e/ou alterações do estado cristalino do fármaco foram investigadas por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria diferencial, difração de raio X e espectroscopia Raman de baixo deslocamento. Quanto à solubilidade do nanocristal, foram realizados ensaios para a determinação do aumento na solubilidade de equilíbrio e da velocidade dissolução, utilizando os métodos shake flask e velocidade de dissolução intrínseca (VDI), respectivamente. A moagem à alta energia permitiu a obtenção de nanocristais com tamanho médio trinta vezes menor (231nm) do que o tamanho inicial, na escala micrométrica (7,1 µm). Os nanocristais apresentaram estabilidade térmica. Não foram observadas interações entre os excipientes e os nanocristais, que, entretanto, exibiram estrutura cristalina menos definida, o que indica parcial amorfização do nanocristal. A solubilidade de saturação dos nanocristais aumentou aproximadamente três vezes; como consequência, houve aumento na VDI em 2,2 vezes, 1,8 vezes e 3,8 vezes, quando comparado à VDI da furosemida micronizada em meio SGF, tampão 4,5 e SIF, respectivamente. Quanto às avaliações in silico dos nanocristais, sua absorção oral revelou moderada alteração no perfil farmacocinético. Quando foi utilizada a via de administração pulmonar, os nanocristais apresentaram maior desempenho quando comparada a via de administração oral; destacando-se o aumento na Fa% e na Cmáx e a acentuada diminuição no Tmáx. Em conclusão, a plataforma tecnológica obtida tem potencial aplicação no desenvolvimento de formas farmacêuticas inovadoras para administração pulmonar de furosemida. / According to the World Health Organization, hypertension is responsible for global public health crisis, being the cardiovascular diseases involved in approximately 17 million deaths a year, of these, 9.4 million occasioned by hypertension complications such as pulmonary edema. Regarding therapeutic arsenal available, Furosemide is a potent loop diuretic widely used in control and emergency situations related to hypertension and cardiogenic pulmonary edema. Despite the high level of prescribing, this drug belongs a class IV drug, according to Biopharmaceutics Classification System (BCS), exposing erratic and variable intestinal absorption. These characteristics represent a challenge for the development of oral dosage forms. Thus, adoption of innovative technologies associated with pulmonary route of administration may allow an alternative therapeutic approach, with high potential for application. Among the new technologies, those for obtaining nanocrystals of classes II and IV drugs have been a promising approach. Nanocrystals can exhibit in vivo higher performance when compared to their counterparts in micronized form. Therefore, strategies to develop medicines containing Furosemide, with greater efficacy and safety, are of critical importance. In this sense, the application of technology in silico, with predictive property, contributes to the rationalization of testing in research and development of new dosage forms. The objectives, as a result, were the preparation and the physicochemical characterization of Furosemide nanocrystals, and it\'s in silico evaluation on oral and pulmonary absorption using a computational tool. The nanocrystals were obtained using a high-energy milling technology under simultaneous revolution/rotation motion. The determination of the size distribution and morphology was performed using laser diffraction and scanning electron microscopy, respectively. Furthermore, differential scanning calorimetry, differential thermogravimetry, X-ray diffraction and Low Shift Raman spectroscopy were performed to investigate possible interactions and changes in the crystalline state of the nanocrystals. To measure the increase in the equilibrium solubility and dissolution rate, the shake flask and intrinsic dissolution rate (IDR) methods were used respectively. The nanocrystals size appeared thirty times lower (231 nm) compared to the initial size (7,1 µm). The nanocrystals were stable with concern to its thermal characteristic not showing interactions between the excipients and the nanocrystals; however, they exhibited less defined crystal structure, indicating partial amorphization. The nanocrystals saturation solubility increased approximately three times. Consequently, 2.2, 1.8 and 3.8 folds increase were observed in IDR when compared to the Furosemide raw material in SGF, buffer 4.5 and SIF, respectively. The in silico nanocrystal studies revealed moderate changes in its oral absorption and pharmacokinetic profile. When the pulmonary route of administration was used, the nanocrystals showed higher performance compared to oral route administration; highlighting the increase in Fa % and Cmax and a significant decrease in Tmax. In conclusion, the technology platform obtained has potential application in the development of innovative dosage forms for Furosemide pulmonary delivery.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1 Caderno_Zero_e_Introducao.pdf: 124923 bytes, checksum: 98c6d8b2bbb09c47a9216bc181431401 (MD5) Previous issue date: 2008-07-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this assignment is the synthesis of Ni3Al and Fe3Al, though the high energy milling. Intermetallic compounds are ordinate alloys, usually consisted of two elements characterized by the order of long reach they exhibit, that is caused by the strong connection among the different atoms when compared to the same atoms in the system. Some of the intermetallic compounds, specially those ones based on aluminum and silicium, have the attractive combinations of low density, high resistance and good resistance to corrosion and oxidation. The samples were obtained in attrition mill varying the milling time to a same relation ball/powder. The powders were submitted to thermal treatment for the final formation of the intermetallics. The structural characterization was accomplished through the diffraction of X-rays and electronic microscopy. The obtained results show the viability to obtain several systems of intermetallic compounds. / Esse trabalho tem por objetivo a síntese de sistemas intermetálicos de Ni3A1 e i, através da técnica de moagem de alta energia. Compostos intermetálicos são ligas ordenadas, normalmente consistidas de dois elementos sendo caracterizados pela ordem de o alcance que exibem, que é causada pela forte ligação entre os átomos diferentes quando comparados aos átomos iguais no sistema. Alguns dos compostos intermetálicos, especialmente aqueles baseados em alumínio e silício, têm as atrativas combinações de a densidade, alta resistência e boa resistência à corrosão e oxidação. As amostras obtidas em moinho atritor do tipo horizontal, variando o tempo de moagem para relação bolas/pó. Os pós foram submetidos a tratamento térmico para a final dos intermetálicos. A caracterização estrutural foi realizada através de de raios-X e microscopia eletrônica. Os resultados obtidos demonstram a ~ de obter diversos sistemas de compostos intermetálicos.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoFA_DISSERT.pdf: 1242758 bytes, checksum: 3fd41c76d37384c7bc0008cfd31e4a64 (MD5) Previous issue date: 2011-08-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The calcium ferrite (Ca2Fe2O5) has a perovskite-type structure with oxygen deficiency and is used as a chemical catalyst. With the advent of nanoscience and nanotechnology, methods of preparation, physical and chemical characterizations, and the technological applications of nanoparticles have attracted great scientific interest. Calcium nanostructured ferrites were produced via high-energy milling, with subsequent heat treatment. The milling products were characterized by X-ray diffraction, magnetization and M?ssbauer spectroscopy. Samples of the type Ca2Fe2O5 were obtained from the CaCO3 and Fe2O3 powder precursors, which were mixed stoichiometrically and milled for 10h and thermally treated at 700?C, 900?C and 1100?C. The M?ssbauer spectra of the treated samples were adjusted three subespectros: calcium ferrite (octahedral and tetrahedral sites) and a paramagnetic component, related to very small particles of calcium ferrite, which are in a superparamagnetic state. For samples beats in an atmosphere of methyl alcohol, there is a significant increase in area associated with the paramagnetic component. Hysteresis curves obtained are characteristic of a weak ferromagnetic-like material / A ferrita de c?lcio (Ca2Fe2O5) possui uma estrutura do tipo perovskita com defici?ncia de oxig?nio e ? utilizada como catalisador qu?mico. Com o advento da nanoci?ncia e da nanotecnologia, os m?todos de prepara??o, as caracteriza??es f?sicas e qu?micas, e as aplica??es tecnol?gicas de nanopart?culas t?m despertado grande interesse cient?fico. Ferritas de c?lcio nanoestruturadas foram produzidas via moagem de alta-energia, com subsequente tratamento t?rmico. Os produtos da moagem foram caracterizados por difra??o de raios X, magnetiza??o e espectroscopia M?ssbauer. Amostras do tipo Ca2Fe2O5 foram obtidas a partir dos p?s-precursores Fe2O3 e CaCO3, os quais foram estequiometricamente misturados e mo?dos por 10h e tratados termicamente a 700 C, 900 C e 1100 C. Os espectros M?ssbauer das amostras tratadas foram ajustados com tr?s subespectros que correspondem ? ferrita de c?lcio (s?tios octaedrais e tetraedrais) e a uma componente paramagn?tica, relacionada com part?culas muito pequenas da ferrita de c?lcio, as quais est?o em estado superparamagn?tico. Para as amostras batidas em atmosfera de ?lcool met?lico, observa-se um aumento significativo da ?rea associada ? componente paramagn?tica. As curvas de histerese obtidas s?o caracter?sticas de um material antiferromagn?tico com uma fraca componente ferromagn?tica.

Les composés intermétalliques à base d'éléments de terres rares et de métaux de transition présentent des propriétés magnétiques intéressantes pour les applications technologiques (aimants permanents, enregistrement magnétique,...). Ce travail est dédié à l'étude des propriétés structurales et magnétiques des nanomatériaux de type PrCo(3-x)Fex, dérivant de la structure PuNi3. L'état nanocristallin a pour but d'optimiser les propriétés magnétiques extrinsèques, il a été obtenu par broyage à haute énergie suivi d'un recuit. Les composés PrCo3 ont une anisotropie uniaxiale, une aimantation très importante et un champ coercitif de 12 kOe à température ambiante et de 55 kOe à T = 10 K. L'analyse des données de diffraction des rayons X par affinement Rietveld a montré que le système PrCo3-xFex est mono-phasé de type PuNi3 pour x < 1. La substitution du Co par Fe induit des améliorations significatives sur les propriétés magnétiques intrinsèques. Cette amélioration est due d'une part au renforcement du moment magnétique moyen 3d des composés substitués, et d'autre part à l'effet magnétovolumique. Parallèlement, nous avons complété cette étude expérimentale par deux études théoriques. La première approche, à l'échelle atomique, consiste à faire des calculs de type DFT des structures électroniques et des propriétés magnétiques intrinsèques des intermétalliques RCox, (R = Y, Pr et x = 2, 3, 5) et PrCo(3-x)Fex. La seconde approche correspondant à l'échelle mésoscopique a pour but d'interprêter le lien entre les propriétés magnétiques extrinsèques et la structure à l'échelle nanométrique. Elle est menée dans le cadre du micromagnétisme par une méthode de type éléments finis / The intermetallic based on rare earth and transition metal compounds present interesting magnetic properties for the technological applications (permanent magnets, magnetic recording,...). This work is dedicated to the study of the structural and magnetic properties of nanocrystalline PrCo(3-x)Fex, described in the PuNi3 type structure. The nanocrystalline state leads to optimize the extrinsic roperties, it has been obtained by high energy milling technique following by subsequent annealing. The compound PrCo3-xFex presents a very high uniaxial magnetocrystalline anisotropy, a very important magnetization and a coercive field of 12 kOe at room temperature and 55 kOe at T = 10 K. The analysis result of X-ray diffraction pattern of PrCo(3-x)Fex using the Rietveld refinement showed that these compounds are single phase with the rhombohedral PuNi3-type structure for x < 1. The substitution of the Co by Fe leads to significant improvement on the intrinsic magnetic properties. This improvement comes from on the one hand the increase of average 3d magnetic moment on substituted compounds, and on the other hand the magnetovolumic effect. We have completed this experimental study by two theoretical investigations. The first approach, at the atomic scale, with DFT based calculations of the electronic structure and intrinsic magnetic properties of RCox (R = Y, Pr and x = 2, 3, 5) and PrCo3-xFex intermetallics. The second approach is the simulation of the extrinsic magnetic properties in the framework of micromagnetism. It has been performed in order to get a qualitative picture of the microstructure effect on the macroscopic magnetization curve, this model is treated by using the finite elements method

O presente estudo está dividido em duas partes. A primeira parte está relacionada à preparação de pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados através do processo de moagem de alta energia, bem como à caracterização dos pós moídos e no estado como recebido. A análise dos dados obtidos nesta etapa do trabalho foi feita utilizando-se uma abordagem essencialmente teórica. A segunda parte deste estudo refere-se à produção e caracterização de revestimentos preparados com os pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados e como recebido. O comportamento destes revestimentos sob erosão-oxidação em alta temperatura foi comparado com base em uma abordagem de caráter mais tecnológico. O tamanho médio de cristalito do pó de Cr3C2-25(Ni20Cr) decresceu rapidamente de 145 nm para 50 nm nos estágios iniciais de moagem e, posteriormente, com o aumento do tempo de moagem, decresceu mais lentamente até atingir um estado estacionário para um tamanho de cristalito em torno de 10 nm. Este estado estacionário corresponde ao início do processo de recuperação dinâmica. A máxima deformação da rede cristalina (&delta; = 1,17%) foi observada para pós moídos por 16 horas, caracterizando um tamanho crítico de cristalito da ordem de 28 nm. Por outro lado, o parâmetro de rede atingiu um mínimo para pós moídos por 16 horas. Após atingir o tamanho crítico de cristalito, a densidade de discordâncias praticamente não mais varia (estado estacionário) e toda deformação plástica posteriormente introduzida no material é acomodada através de eventos que ocorrem nos contornos de grão, particularmente por meio do processo designado deslizamento de contorno de grão (grain boundary sliding). A energia de deformação armazenada na rede cristalina dos pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) moídos com diferentes tempos de moagem foi determinada por meio de medidas da variação de entalpia. Estes resultados indicaram que a máxima variação de entalpia (&Delta;H = 722 mcal) também ocorreu para pós moídos por 16 horas. Analogamente, a máxima variação do calor específico (&Delta;Cp = 0,278 cal/gK) ocorreu para pós moídos por 16 horas. As seguintes propriedades mecânicas dos revestimentos de Cr3C2-25(Ni20Cr), preparados utilizando-se o processo HVOF de aspersão térmica, foram determinadas: microdureza Vickers, módulo de Young e tenacidade à fratura. As propriedades dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados e como recebido foram comparadas. A dureza e o módulo de Young dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados foram aproximadamente 26% maiores que aqueles preparados com os pós como recebido. A tenacidade à fratura dos revestimentos nanoestruturados foi aproximadamente 36% maior do que o verificado para os revestimentos produzidos com pós no estado como recebido. A resistência à erosão-oxidação do revestimento produzido com o pó nanoestruturado foi em torno de 52% maior do que a do revestimento preparado com o pó no estado como recebido, a 800ºC. Ambos os revestimentos mostraram um aumento da taxa de erosão-oxidação para temperaturas acima de 450ºC. / This study is divided in two parts. The first part is about the preparation of nanostructured Cr3C2-25(Ni20Cr) powders by high energy milling followed by characterization of the milled and the as received powder. Analyses of some of the data obtained were done using a theoretical approach. The second part of this study is about the preparation and characterization of coatings prepared with the nanostructured as well as the as received Cr3C2-25(Ni20Cr) powders. The high temperature erosion-oxidation (E-O) behavior of the coatings prepared with the two types of powders has been compared based on a technological approach. The average crystallite size of the Cr3C2-25(Ni20Cr) powder decreased rapidly from 145 nm to 50 nm in the initial stages of milling and thereafter decreased slowly to a steady state value of around 10 nm with further increase in milling time. This steady state corresponds to the beginning of a dynamic recovery process. The maximum lattice strain (&delta; = 1,17%) was observed in powders milled for 16 hours, and this powders critical crystallite size was 28 nm. In contrast, the lattice parameter attained a minimum for powders milled for 16 hours. Upon reaching the critical crystallite size, the dislocation density attained a steady state regime and all plastic deformation introduced in the material there after was in the form of events occurring at the grain boundaries, due mainly to grain boundary sliding. The deformation energy stored in the crystal lattice of the Cr3C2-25(Ni20Cr) powders milled for different times was determined from enthalpy variation measurements. These results indicated that the maximum enthalpy variation (&Delta;H = 722 mcal) also occurred for powders milled for 16 hours. In a similar manner, the maximum specific heat variation (&Delta;Cp = 0,278 cal/gK) occurred for powders milled for 16 hours. The following mechanical properties of Cr3C2-25(Ni20Cr) coatings prepared using the HVOF thermal spray process were determined: Vickers micro-hardness, the Young Modulus and the fracture toughness. The properties of the coatings prepared with the nanostructured and the as received powders were compared. The hardness and Young Modulus of the coatings prepared with nanostructured powders were approximately 26% higher than that of the coatings prepared with as received powders. The fracture toughness of the nanostructured coating was 36% higher. The erosion-oxidation resistance of the coating produced with the nanostructured powder was around 52% higher than that of the coating prepared with the as received powders at 800 ºC. The E-O wastage of both types of coatings increased with temperature beyond 450 ºC.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseFSJ_DISSERT_2008.pdf: 20908474 bytes, checksum: 6066ac5af7bd753501dc151675ed9175 (MD5) Previous issue date: 2008-03-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Ta-Cu bulk composites combine high mechanical resistance of the Ta with high electrical and thermal conductivity of the Cu. These are important characteristics to electrical contacts, microwave absorber and heat skinks. However, the low wettability of Ta under Cu liquid and insolubility mutual these elements come hard sintering this composite. High-energy milling (HEM) produces composite powders with high homogeneity and refines the grain size. This work focus to study Ta-20wt%Cu composite powders prepared by mechanical mixture and HEM with two different conditions of milling in a planetary ball mill and then their sintering using hydrogen plasma furnace and a resistive vacuum furnace. After milling, the powders were pressed in a steel dye at a pressure of 200 MPa. The cylindrical samples pressed were sintered by resistive vacuum furnace at 10-4torr with a sintering temperature at 1100?C / 60 minutes and with heat rate at 10?C/min and were sintered by plasma furnace with sintering temperatures at 550, 660 and 800?C without isotherm under hydrogen atmosphere with heat rate at 80?C/min. The characterizations of the powders produced were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), x-ray diffraction (XRD) and laser granulometry. After the sintering the samples were analyzed by SEM, XRD and density and mass loss tests. The results had shown that to high intense milling condition produced composite particles with shorter milling time and amorphization of both phases after 50 hours of milling. The composite particles can produce denser structure than mixed powders, if heated above the Cu melting point. After the Cu to arrive in the melting point, liquid copper leaves the composite particles and fills the pores / O comp?sito Ta-Cu alia a alta resist?ncia mec?nica do Ta com a alta condutividade t?rmica e el?trica do Cu. Estas s?o caracter?sticas importantes para contatos el?tricos, absorvedores de microondas ou dissipadores de calor. Todavia, a baixa molhabilidade do Cu l?quido no Ta s?lido e a m?tua insolubilidade desses elementos tornam dif?cil a densifica??o deste material. A moagem de alta energia (MAE) produz p?s comp?sitos com alta homogeneidade e refina o tamanho de gr?o. Este trabalho faz um estudo sobre p?s comp?sitos Ta-20%Cu preparados por mistura mec?nica e moagem de alta energia com duas condi??es distintas de moagem em um moinho do tipo planet?rio e sua posterior sinteriza??o em um forno a plasma de hidrog?nio e em um forno resistivo sob v?cuo. Amostras cil?ndricas foram obtidas usando uma press?o de 200 MPa. Elas foram sinterizadas em forno resistivo a 1100?C por 60 minutos sob um v?cuo de 10-4torr com uma taxa de aquecimento de 10?C/min e em um forno a plasma de H2 a 550, 660 e 800?C sem tempo de isoterma de sinteriza??o com uma taxa de aquecimento de 80?C/min. Para caracteriza??o dos p?s produzidos foram realizadas microscopia eletr?nica de varredura (MEV), difra??es de raios x (DRX) e granulometria a laser. Ap?s a sinteriza??o as amostras foram analisadas atrav?s de MEV, DRX, densidade e perda m?ssica. Os resultados mostram que para condi??o de moagem mais intensa part?culas comp?sitas s?o produzidas com poucas horas de moagem e h? uma amorfiza??o do t?ntalo e do cobre ap?s 50 horas de moagem. A MAE produz part?culas comp?sitas com uma densidade estrutural maior do que os p?s misturados, se as amostras forem aquecidas acima do ponto de fus?o do cobre. Ap?s o cobre atingir o ponto de fus?o, o cobre l?quido deixa as part?culas comp?sitas e preenche os poros

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoaoBM.pdf: 4159366 bytes, checksum: 0675996da75ecb96ee8b23855ac7f866 (MD5) Previous issue date: 2008-05-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / This work a studied the high energy milling effect in microstructure and magnetic properties of the WC-10wt.%Co composite. The composite powders were prepared by mechanical mixed and milled at 2 hours, 100 hours, 200 hours and 300 hours in planetary milling. After this process the composite were compacted in stainless steel die with cylindrical county of 10 mm of diameter, at pressure 200 Mpa and sintered in a resistive furnace in argon atmosphere at 1400 oC for 5 min. The sintered composite were cutted, inlaid, sandpapered, and polished. The microestrutural parameters of the composite was analyzed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, optical microscopy, hardness, magnetic propriety and Rietveld method analyze. The results shows, with milling time increase the particle size decrease, it possibility minor temperature of sintering. The increase of milling time caused allotropic transformation in cobalt phase and cold welding between particles. The cold welding caused the formation of the particle composite. The X-ray diffraction pattern of composite powders shows the WC peaks intensity decrease with the milling time increase. The X-ray diffraction pattern of the composite sintered samples shows the other phases. The magnetic measurements detected a significant increase in the coercitive field and a decrease in the saturation magnetization with milling time increase. The increase coercitive field it was also verified with decrease grain size with milling time increase. For the composite powders the increase coercitive field it was verified with particle size reduction and saturation magnetization variation is relate with the variation of free cobalt. The Rietveld method analyze shows at milling time increase the mean crystalline size of WC, and Co-cfc phases in composite sintered sample are higher than in composite powders. The mean crystallite size of Co-hc phase in composite powders is higher than in composite sintered sample. The mean lattice strains of WC, Co-hc and Co-cfc phases in composite powders are higher than in composite sintered samples. The cells parameters of the composite powder decrease at milling time increase this effect came from the particle size reduction at milling time increase. In sintered composite the cells parameters is constant with milling time increase / O presente trabalho estudou o efeito da moagem de alta energia nos par?metros microestruturais e nas propriedades magn?ticas do comp?sito WC-10%pCo. Os p?s comp?sitos foram processados em moinho planet?rio por mistura mec?nica e mo?dos por 2 h, 100 h, 200 h e 300 h. Os comp?sitos em p? foram compactados numa matriz de 10 mm de di?metro a uma press?o de 200 Mpa e sinterizadas a 1400 0C/ 5 min no forno acoplado ao dilat?metro com atmosfera de arg?nio. Os comp?sitos foram submetidos a um processamento metalogr?fico de corte, embutimento, lixamento e polimento. A caracteriza??o dos comp?sitos consistiu em difra??o de raios-X, microscopia ?ptica, microscopia eletr?nica de varredura, dureza, propriedades magn?ticas e an?lise dos par?metros microestruturais pelo m?todo de Rietveld. Os resultados mostram que o tempo de moagem promove uma redu??o do tamanho de part?cula. Os comp?sitos com maior tempo de moagem sinterizam a menor temperatura. O tempo de moagem promove ainda a soldagem a frio das part?culas originando a forma??o de part?culas comp?sitas e transforma??es alotr?picas na fase cobalto. O difratograma de raios-X para os p?s comp?sitos mostra uma queda da intensidade dos picos de WC com o tempo de moagem. O difratograma de raios-X para os comp?sitos sinterizados mostra a presen?a de outras fases. As medidas magn?ticas detectaram um decr?scimo na magnetiza??o de satura??o e um crescimento no campo coercitivo com o aumento do tempo de moagem. Com o tempo de moagem foi verificado um decr?scimo do tamanho de gr?o. Para os p?s comp?sitos o aumento do campo coercitivo est? relacionado com a redu??o do tamanho de part?cula e a varia??o da magnetiza??o de satura??o est? relacionada com a varia??o do cobalto livre. O m?todo de Rietveld mostrou que a varia??o do tamanho m?dio do cristalito com o tempo de moagem das fases WC e Co-cfc foi menor nos comp?sitos sinterizados do que nos p?s comp?sitos. J? na fase Co-cfc esta varia??o foi maior nos p?s. A deforma??o m?dia do cristalito das fases WC, Co-hc e Co-cfc ? maior nos p?s comp?sitos do que nos comp?sitos sinterizados. Nos p?s comp?sitos os par?metros de rede para as fases WC, Co-hc e Co-cfc decrescem com o tempo de moagem. Este decr?scimo est? diretamente influenciado pela redu??o do tamanho das part?culas. Para os comp?sitos sinterizados os par?metros de rede para as fases WC, Co-hc e Co-cfc s?o praticamente constantes