Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3872.pdf: 4801816 bytes, checksum: 899b7e1628f67c8f208b8739dab38c1c (MD5) Previous issue date: 2010-11-22 / In this work the electrochemical degradation of polypyrrole films was studied by means of an applied overpotential and the magnetic properties of polypyrrole pellets, when these were modified by the incorporation of metallic species. The films studied in the electrochemical degradation were grown potentiostatically at 0.75 V vs. SCE, up to a charge of 80 mC in a HCl solution, using LiClO4 as support electrolyte. The degradation process took place by an applied potential of 0.58 V vs. SCE, accompanied by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy measurements. The voltammograms showed the decrease of the polypyrrole redox properties with the degradation process, and the impedance measurements, that were interpreted using transmission line models, showed that the degradation process affects the interfacial polypyrrole properties, once the polymeric resistivity and the time constant of the diffusional process in the pores remained constant. The magnetic measurements of the polypyrrole pellets showed that the sample ferromagnetism is dependent of the synthesis parameters, such as temperature and monomer/oxidant ratio. The magnetic properties of the polypyrrole pellets also shown to be dependent of the iron and cooper particles incorporated in the sample during the synthesis, which is interesting, once independently of the nature of the magnetic particle, the changes that occurred in the magnetic properties of the polypyrrole were similar. / Neste trabalho foi estudada a degradação eletroquímica de filmes de polipirrol pela aplicação de um potencial anódico e as propriedades magnéticas de pastilhas de polipirrol, quando estas foram modificadas pela incorporação de espécies metálicas. Para o estudo da degradação eletroquímica de filmes de polipirrol, os mesmos foram crescidos potenciostaticamente a 0,75 V vs. SCE, até uma carga de crescimento de 80 mC em uma solução de HCl, utilizando LiClO4 como eletrólito suporte. Já o processo de degradação ocorreu pela aplicação de um potencial de 0,58 V vs. SCE, acompanhado por medidas de voltametria cíclica e de espectroscopia de impedância eletroquímica. As medidas voltamétricas mostraram uma redução das propriedades redox do polipirrol com a degradação eletroquímica; já as medidas de impedância eletroquímica, que foram interpretadas utilizando o modelo de linhas de transmissão, mostraram que a degradação eletroquímica afeta somente as propriedades interfaciais do polipirrol, uma vez que a resistividade do polímero e a constante de tempo do processo difusional nos poros permaneceram constantes. As medidas magnéticas realizadas em pastilhas de polipirrol mostraram que o ferromagnetismo das amostras é dependente dos parâmetros de síntese, tais como temperatura e razão monômero/oxidante. As propriedades magnéticas de pastilhas de polipirrol também se mostraram dependentes da quantidade de partículas de ferro e cobre incorporadas na amostra durante a síntese, o que é interessante, uma vez que independentemente da natureza magnética da partícula, as mudanças que ocorreram nas propriedades magnéticas foram semelhantes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1000.pdf: 1282226 bytes, checksum: 45210bd658152041637357c47e0681ba (MD5) Previous issue date: 2005-09-09 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this work a qualitative study was carried out, using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), exchanging cobalt by nickel in LixNiyCo1-yO2 compound synthetized by method of the polymeric precursor (Pechini s Method). A systematic study of LixCoO2 compound was also carried out to, used as cathode material in rechargeable lithium ion batteries. In this systematic study of LixCoO2 the structural characterization was made, by x-ray diffraction, and the identification of different possible structures was made by the structural refinement (Rietveld s Method), being based on three possible structures: LixCoO2 (layered), LiCo2O4 and Co3O4 (both spinel-type). The LixCoO2 electrodes were electrochemically characterized by cyclical voltammetry, to study the system s reversibility, chronopotenciometry, to study the system specific capacity, and electrochemical impedance spectroscopy, to understanding chemical and physical system s phenomena. The LixCoO2 compounds had layered-type structure like the main phase, showed by Rietveld s Method. To the same oxide, cyclical voltammetry showed reversible processes of oxidation/reduction. Chronopotenciometry showed a lost in specific capacity caused by increase of spinel-type structure. The add of nickel on compound became easier the oxidation/reduction process, although this was carried out by the increase of the spinel-type structure to. / Neste trabalho foi realizado um estudo qualitativo, através da espectroscopia de impedância eletroquímica, da substituição de cobalto por níquel no composto LixCoO2 sintetizado pelo método dos precursores poliméricos (Método de Pechini). Foi realizado também um estudo sistemático do composto LixCoO2, utilizado como catodo em baterias recarregáveis de íons lítio. Neste estudo sistemático de LixCoO2 foi feita a caracterização estrutural, através de difratogramas de raios X, e a identificação de diferentes estruturas possíveis foi feita pelo refinamento estrutural destes difratogramas com o uso do Método de Rietveld, baseando-se em três fases de possível ocorrência: LixCoO2 lamelar (fase principal), e os espinélios de LiCo2O4 e Co3O4. Os eletrodos de LixCoO2 foram caracterizados eletroquimicamente através das seguintes técnicas: voltametria cíclica, para estudar a reversibilidade do sistema, cronopotenciometria, estudo da capacidade específica do sistema, e a espectroscopia de impedância eletroquímica, onde foi proposto um circuito equivalente para facilitar a compreensão dos fenômenos químicos e físicos ocorridos no sistema em diferentes potencias dc. Os óxidos LixCoO2 obtidos através do método de Pechini e calcinados a 700 ºC tiveram como principal fase a fase lamelar, como mostrou o refinamento de Ritvield. Para esse mesmo óxido a voltametria mostrou ter um processo reversível de oxidação/redução, o que foi comprovado pelos diagramas de carga e descarga, que mostrou também uma perda irreversível da capacidade específica cada ciclo realizado. A adição de níquel ao óxido mostrou, principalmente através da espectroscopia de impedância, que facilita o processo de oxidação/redução do óxido, porém a fase predominante foi a fase espinélio, que foi acentuada a medida que aumentou-se a proporção de níquel no óxido.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6400.pdf: 3098552 bytes, checksum: a11af262ad5614369afbff393bca7753 (MD5) Previous issue date: 2014-10-24 / Universidade Federal de Sao Carlos / The study of the electrochemical aging of conductive polymers, including of polythiophenes, has been described in the literature. However, this paper proposed study, in addition to electrochemical aging of polyethylene films (3-hexylthiophene), the influence of synthesis variables on the initial electrochemical properties of the films and also how they affect the degradation process. This study was conducted using factorial designs 23, in which the variables were the concentration of monomer (3- hexylthiophene), electrolyte concentration (LiClO4) and the presence of water, on two levels. To estimate the effect were used for responses the parameters of cyclic voltammetry, the impedance spectra and the Mott-Schottky curves. The model of transmission lines for porous electrodes where used for fit the impedance spectra. It has been shown that the changes observed are related to modifications in film/solution interface, because the parameters of impedance spectra have undergone major changes. It was also possible to assess the variables affect the synthesis not only the initial parameters as well as the extent of degradation that the polymer undergoes, including, identifying two stages of degradation. The first stage occurs before 120 min, and that in most of the films has a rate of change of the parameters marked. The second time, with slightly larger gear change occurs after this time. There is a relationship between the initial parameters and the evolution of degradation. In general, the films with improved initial properties have lower resilience to the degradation process, while the films with lower values of initial properties have shown less variation in these parameters over the same process. / O estudo do envelhecimento eletroquímico de polímeros condutores, inclusive de politiofenos, já foi descrita na literatura. Contudo, o presente trabalho propôs estudar, além do envelhecimento eletroquímico de filmes de poli(3-hexiltiofeno), a influência das variáveis de síntese sobre as propriedades eletroquímicas iniciais dos filmes e também sobre como elas afetam o processo de degradação. Esse estudo foi realizado utilizando planejamentos fatoriais 23, nos quais as variáveis estudadas foram a concentração do monômero (3-hexiltiofeno), concentração de eletrólito (LiClO4) e a presença de água, em dois níveis. Como respostas para a estimativa dos efeitos foram utilizados os parâmetros da voltametria cíclica, dos espectros de impedância e das curvas de Mott-Schottky. Os espectros de impedância foram ajustados pelo modelo de linhas de transmissão para eletrodos porosos. Foi evidenciado que as variações observadas são referentes a modificações na interface filme/solução, uma vez que os parâmetros dos espectros de impedância sofreram importantes variações. Também foi possível avaliar que as variáveis de síntese afetam não somente os parâmetros iniciais como também a extensão da degradação que o polímero sofre, identificando-se, inclusive, dois momentos de degradação. O primeiro momento ocorre antes de 120 min e que, na maioria dos filmes, possui uma taxa de mudança dos parâmetros mais acentuada. O segundo momento, com velocidade de mudança ligeiramente maior, o qual ocorre após este valor tempo. Há uma relação entre os parâmetros iniciais e a evolução da degradação. De modo geral, os filmes com melhores propriedades iniciais apresentam menor resistência frente ao processo de degradação, enquanto que, os filmes com menores valores de propriedades iniciais, demonstram sofrer menor variação destes parâmetros ao longo do mesmo processo.

Orientador: Jozue Vieira Filho / Resumo: Neste trabalho aplica-se a Transformada Wavelet Packet para a identificação de faixas de frequência para detecção de danos em sistemas de monitoramento de integridade estrutural baseados no princípio da impedância eletromecânica no domínio do tempo. Assim, foram verificadas e determinadas as faixas de frequências que melhor representam as variações no conjunto PZT/estrutura por meio de informações obtidas da Transformada Wavelet Packet aplicada no sinal de resposta do conjunto PZT/estrutura, obtendo uma metodologia viável, fácil e simples para escolher a faixa mais sensível para a detecção de danos. Os resultados indicam que a entropia dos coeficientes wavelet é uma importante referência na seleção da banda mais apropriada para a detecção de danos. / Abstract: This work applies the Wavelet Packet Transform in the identification of frequency bands for damage detection in structural health monitoring systems based on the principle of electromechanical impedance in the time domain. Thus, the frequency bands that best represent the variations in the set PZT/structure were obtained and determined by means of the information obtained from the Wavelet Packet Transform applied to response signal obtained from PZT/structure, which is an easy, simple and viable methodology for choosing the more sensitive frequency bands for damage detection. Results indicate that the entropy of wavelet coefficients is an important reference in selecting the most appropriate band for damage detection. / Mestre

Submitted by maria angelica Varella (angelica@sibi.ufrj.br) on 2018-01-25T16:24:58Z No. of bitstreams: 1 141585.pdf: 1594530 bytes, checksum: 081068ca2e24ebcade33327ac1e3ee61 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-25T16:25:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 141585.pdf: 1594530 bytes, checksum: 081068ca2e24ebcade33327ac1e3ee61 (MD5) Previous issue date: 1975-09 / A determinação da impedância acústica e coeficiente de absorção em meios porosos é realizada em tubos de impedância para ar e água. A medição em água envolve o desenvolvimento de urna técnica experimental própria. Os parâmetros porosidade, densidade, permeabilidade e espessura das amostras porosas são medidos experimentalmente, e estudado o modo como estes influenciam a impedância e absorção acústica. Os parâmetros da amostra assim determinados são introduzidos em teoria de propagação em meios porosos existente e a absorção teoricamente obtida é comparada com os dados das medições em tubo de impedância. Os valores maiores de absorção medidos em comparação com os previstos pela teoria são atribuídos as ressonâncias nas cavidades do esqueleto poroso. / Acoustic impedances and absortion coefficients in fluid-saturated porous solids are experimentally determined in air and water in impedance tubes. An experimental methodology is developed for the measurements in water. A study is made of the ways in which the experimentally measured parameters porosity, density, permeability and sample thickness, influence acoustic impedance and absortion. Those parameters are introduced into an existent theory of propagation in porous media and the resulting absortion is compared with the one obtained experimentally. The higher values of the measured acoustic absortion as compared to the ones predicted by the theory are atributed to resonancess in the cavities of the porous esqueleton.

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

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

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

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

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3392.pdf: 2811446 bytes, checksum: 66678ffcdd5a483cfd0aea8e6f3dcb64 (MD5) Previous issue date: 2009-08-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Technological advances in portable devices imply not only the development of devices but also the need to enhance their power sources. For instance, cellular phones with high technology incorporating Bluetooth, Infrared, Digital Camera, Games, GPS, Internet Browsing, etc., need high performance rechargeable batteries. Lithium ion-conducting glass-ceramics with NASICONtype structure, based on the Li1+xMxM'2-x(PO4)3 system, where M = Al, Cr, Fe, Ga and M' = Ge, Ti, Hf, are considered good candidates as solid electrolytes in lithium ion batteries due to their chemical stability, easy fabrication and high ionic conductivity. In this work, the Li1+xAlxTi2-x(PO4)3 glass composition was synthesized by the traditional method known as Splat Cooling. Glass-ceramics with the same composition as the precursor glass but with different microstructures were obtained by controlled crystallization, using single and double heat treatments. The parent glass was characterized by chemical and thermal analysis and the latter enabled tailoring of the crystallization heat treatments. X-ray diffraction (XRD) results indicated that the resulting glassceramics exhibit the desired NASICON-type structure as primary phase, as well as the segregation of insulating phases, i.e., AlPO4 and/or TiO2, which do not affect the electrical properties. An examination of the microstructure by scanning electron microscopy (SEM) and measurements of electrical conductivity by impedance spectroscopy (IS), combined with the XRD analysis, indicated that the electrical conductivity of single heat-treated samples increases with the heat treatment temperature and hence with the increase in crystallinity. Samples synthesized by double heat treatment showed increasing electrical conductivity with decreasing nucleation treatment time and consequently with increasing average grain size. / Os avanços tecnológicos em dispositivos portáteis trazem outro aspecto que chama a atenção, tanto ou mais importante do que os próprios dispositivos desenvolvidos, i.e., a necessidade de fontes de alimentação mais poderosas. Por exemplo, telefones celulares com tecnologia de ponta que incorporam Bluetooth, Infravermelho, Câmara fotográfica, Jogos, GPS, Navegação na Internet, etc., requerem baterias recarregáveis de alto desempenho. Vitrocerâmicas condutoras por íon lítio com estrutura tipo NASICON, concretamente baseadas no sistema Li1+xMxM 2-x(PO4)3, onde M = Al, Cr, Fe, Ga e M = Ge, Ti, Hf, são consideradas boas candidatas como eletrólitos sólidos em baterias de íon lítio devido à sua estabilidade química, facilidade de fabricação e alta condutividade iônica. Neste trabalho foi obtido o vidro de composição Li1.2Al0.6Ti1.6(PO4)2.9 usando o método tradicional de resfriamento rápido conhecido como Splat Cooling. Vitrocerâmicas de composição igual à do vidro matriz, com diferentes microestruturas, foram obtidas por cristalização controlada mediante tratamentos térmicos simples e duplos. O vidro precursor foi caracterizado por análise química e térmica. Esta última permitiu projetar os tratamentos térmicos de cristalização. Os resultados de difração de raios X (DRX) mostraram a obtenção da estrutura tipo NASICON como fase principal, com presença das fases isolantes AlPO4 e/ou TiO2, que não afetam as propriedades elétricas. O estudo da microestrutura e da condutividade elétrica, usando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de impedância (EI), respectivamente, evidenciaram o aumento da condutividade com o crescimento do tamanho médio do grão, atribuído ao maior contato entre grãos e, provavelmente, a um melhor alinhamento dos canais na estrutura do LiTi2(PO4)3. A máxima condutividade de 1,3 x 10-3 S/cm foi atingida na amostra obtida mediante tratamento térmico simples em 1000 °C durante 20 minutos a qual apresentou um tamanho médio de grão de 350 nm.