O presente trabalho consiste de um estudo experimental da expansão térmica, do calor específico e da magnetização de uma amostra policristalina do supercondutor MgB2. As investigações foram conduzidas com uma amostra preparada sob alta pressão. Os resultados de expansão térmica mostraram uma contribuição negativa ao coeficiente de expansão térmica linear abaixo da temperatura crítica. As medidas de calor específico revelaram a presença de duas anomalias em temperaturas características, as quais indicam a presença de dois gaps de energia neste composto. A associação dos resultados das medidas de expansão térmica e calor específico permitiu a determinação da função Grüneisen e sua variação com a temperatura. Nesta mesma amostra, foi feito o estudo da magnetização, medida segundo as prescrições ZFC e FC num intervalo de campos magnéticos entre 0.05 e 30 kOe. Os resultados destas medidas revelaram a ocorrência de uma linha de irreversibilidade magnética. Num diagrama H-T esta linha separa uma região de altas temperaturas com comportamento magnético reversível de uma região de baixas temperaturas com comportamento irreversível. A dependência com a temperatura do campo crítico superior, Hc2(T), mostrou uma curvatura positiva nas proximidades de Tc, indicando a ocorrência de pronunciados efeitos de flutuações termodinâmicas. / This work presents an experimental study of the thermal expansion, specific heat and magnetization of a polycrystalline sample of the superconductor MgB2. The sample was sintered under high pressure. The thermal expansion is negative below the critical temperature. The specific heat shows two anomalies originated by the opening of two energy gaps in this compound. Combining the thermal expansion and specific heat results, the temperature dependent Grüneisen function was determined. In the same sample, the magnetization was measured according to the ZFC and FC prescriptions in magnetic fields ranging between 0.05 and 30 kOe. From these measurements the magnetic irreversibility line was extracted. In a H-T diagram this line separates a high temperature region with reversible magnetic behavior from a low temperature domain where irreversible effects due to pinning are observed. The temperature dependence of the second critical field, Hc2(T), shows a positive curvature near Tc, indicating the occurrence of strong effects due to thermal fluctuations.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3410.pdf: 7055264 bytes, checksum: ea189d7af5706f79120c7da9f01ab701 (MD5) Previous issue date: 2011-02-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this study, MgTiO3 (MTO) powders and thin films that crystallize in a perovskite ilmenite crystalline structure were obtained and characterized. MTO were synthesized by the polymeric precursor method (PPM), which allows obtaining structurally ordered and disordered structures. In addiction, the photoluminescent properties were investigated as a function of the heat treatment temperature. MTO powders were heat treated at several temperatures ranging from 400 to 1300 °C for 2 h and characterized by X-ray diffraction (XRD), Micro Raman (MR) spectroscopy, termogravimetric and termodifferential analysis (TA), X-ray absorption near edge structure spectroscopy (XANES), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), field emission gun scanning electron microscopy (FEG-SEM) and photoluminescence spectroscopy (PL). These techniques allowed observing the evolution of the phases, morphology as well as the structural order and disorder of the MTO samples. XRD and TA results indicated that the MTO ordered and pure phase was obtained at 600 °C. The photoluminescent property of structurally ordered and disordered MTO powders were studied at room temperature, using the excitation wavelength of 350.7 nm. Structurally disordered MTO present broad PL band of emission, while ordered MTO present a photoluminescent emission in red and infrared region of the spectra due to the tilt between complex clusters. XANES spectra showed in the disordered powders the coexistence of sixfold and fivefold titanium coordination. A correlation between the coexistence of these two types of coordination for the titanium atoms and PL was proposed. MTO thin films were obtained by spin coating of the polymeric solution on Pt/Ti/SiO2/Si substrates using a rotation speed of 7000 rpm, for 30 s and heat treated at temperatures ranging from 400 to 700 °C. MTO thin films properties were investigated by XRD, UV-vis, MR, atomic force microscopy (AFM) and PL measurements. It was verified that MTO thin films began to crystallize at 550 °C, characterized by the presence of (110) diffraction peak of the MTO structure. The analysis of experimental techniques was possible to correlated PL properties with order-disorder at short and long range and the MTO thin films morphology. / Neste trabalho, foi realizada a síntese e caracterização de pós e de filmes finos do material MgTiO3 (MTO), que se cristaliza em uma estrutura perovskita do tipo ilmenita. O material MTO foi sintetizado pelo método dos precursores poliméricos (MPC), o que possibilitou a obtenção de materiais estruturalmente desordenados e ordenados. Em adição, foi estudada a propriedade fotoluminescente em função da variação da temperatura de tratamento térmico dos pós e filmes finos. Os pós foram tratados termicamente na faixa de temperatura entre 400 a 1300 °C, por 2 h e caracterizados pelas técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia de micro-Raman (MR), espectroscopia de absorção na região do ultravioleta-visível (UV-vis), análises termogravimétricas (AT), espectros de absorção de raios X na borda K do titânio (XANES), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) e emissão fotoluminescente (FL). Essas técnicas possibilitaram avaliar a evolução das fases, morfologia, bem como a desordem estrutural das amostras. Os resultados de DRX e TGA indicaram que a formação da fase ordenada e pura de MTO é obtida quando o material é calcinado a 700 °C por 2 h. A propriedade luminescente do MTO foi estudada à temperatura ambiente, utilizandose o comprimento de onda de excitação de 350,7 nm. O MTO desordenado estruturalmente apresentou emissão de banda larga enquanto que o material ordenado apresentou uma emissão fotoluminescente na região do vermelho e do infravermelho causadas pelas distorções entre os clusters. Através das análises dos espectros de XANES foi verificada a existência de dois modos de coordenação diferentes para o titânio no MTO desordenado estruturalmente: hexacoordenado e pentacoordenado. Uma correlação entre a existência desses dois modos e a FL foi proposta. Filmes finos foram obtidos pelo método spin coating por deposição da solução polimérica em substratos de Pt/Ti/SiO2/Si rotacionados a 7000 rpm, por 30 s e tratamento térmico variando-se de 400 a 700 °C. As propriedades foram investigadas utilizando-se DRX, UV-vis, micro-Raman, microscopia de força atômica (AFM), MEV-FEG, e medidas de FL. Verificou-se que o inicio da cristalização destes filmes ocorre na temperatura de 550 °C, com o aparecimento do pico (110), xv característico do MTO. Por intermédio das análises, foi possível correlacionar as propriedades de FL, avaliando-se a ordem estrutural a longa e curta distâncias, bem como a morfologia destes filmes.

A Espectroscopia de Transientes de Níveis Profundos (DLTS – Deep Level Transient Spectroscopy) foi, detalhadamente, descrita e analisada. O processo de isolação por implantação em GaAs foi estudado. Sua dependência com a sub-rede, do As ou do Ga, em que o dopante é ativado foi investigada para material tipo-p. Semelhantes doses de implantação de prótons foram necessárias para se tornar semi-isolantes camadas de GaAs dopadas com C ou com Mg possuindo a mesma concentração de pico de lacunas livres. A estabilidade térmica da isolação nestas amostras foi medida. Diferenças no comportamento de recozimento destas apontaram a formação, provavelmente durante a referida etapa térmica, de uma estrutura diferente de defeitos em cada caso. Medidas de DLTS foram realizadas em amostras de GaAs tipo-n e tipo-p implantadas com prótons de 600 keV. A estrutura de picos observada apresentou, além de boa parte dos defeitos introduzidos para o caso de irradiação com elétrons, defeitos mais complexos. Um novo nível, com energia superior em ~0,64 eV ao valor correspondente ao topo da banda de valência, foi identificado nos espectros medidos em material tipo-p. A variação da concentração dos centros de captura introduzidos com diferentes etapas de recozimento foi estudada e comparada com o comportamento previamente observado para a resistência de folha em camadas de GaAs implantadas com prótons. Simulações foram feitas, indicando que a interpretação adotada anteriormente, associando o processo de isolação diretamente à formação de defeitos relacionados a anti-sítios, pode não estar completa.

A crescente escassez de recursos energéticos renováveis bem como o aumento contínuo dos seus custos, tem requerido uma redução drástica no consumo de energia utilizada para o transporte de cargas e passageiros nas últimas décadas. Uma alternativa é a redução de peso com a utilização de ligas leves em substituição às ligas convencionais utilizadas no setor de transporte. Nesse conceito o uso de ligas de magnésio é justificado pela sua baixa densidade. Dentre as ligas de magnésio, a matriz ASTM série ZK é a que apresenta maior resistência mecânica e a adição de elementos de terras raras (RE) elevam a resistência à corrosão, a temperatura de trabalho e o limite de escoamento, devido à formação de filmes de óxidos finos e densos, além de intermetálicos de alto ponto de fusão e de maior dureza. A formação de intermetálicos do tipo MgZn de baixo ponto de fusão, torna as ligas de matriz do tipo ZK susceptíveis à formação de trinca à quente durante a soldagem, inviabilizando o uso de processos de soldagem convencionais. Uma alternativa é a solda por fricção e mistura mecânica (SFMM) realizada abaixo da temperatura de fusão. Neste trabalho, foram produzidas ligas ZK60, ZK60-1,5RE (liga ZK60 com adição de 1,5% em peso de mischmetal) por fundição convencional e ZK60-1,5RE tixofundidas com batimento mecânico no estado semissólido. Todas foram laminadas a quente em um laminador simétrico e soldadas por fricção e mistura mecânica. Os métodos de fundição e resfriamento apresentaram materiais isentos de defeitos e com homogeneidade química, além do batimento mecânico proporcionar uma microestrutura com grãos globulares homogêneos. A adição de Mischmetal deu origem a uma microestrutura com granulometria aproximadamente 22% menor. Quando comparado com o método de fundição, a liga fundida com batimento no estado semissólido apresentou uma diminuição no tamanho médio de grão de aproximadamente 26%. A laminação deu origem a uma microestrutura parcialmente recristalizada, com tamanho médio de grãos entre 3 e 4 μm. A rede de intermetálicos foi quebrada, porém, manteve-se contínua para as ligas com adição de Mm. Quanto à resistência mecânica, a liga ZK60 foi superior, devido à menor quantidade e redes intermitentes de intermetálicos, uma vez que tanto para as ligas fundidas quanto para as laminadas, as trincas foram originadas nas regiões de aglomeração de intermetálicos. As ligas com adição de Mm apresentaram melhor estabilidade térmica durante a soldagem e melhor acabamento superficial, sendo possível a soldagem com rotação de 1200 rpm e velocidade de avanço de 400 mm/min enquanto a liga ZK60 só foi possível a soldagem com 200 mm/min. As análises das tensões residuais apresentaram valores e perfis semelhantes e seguem o fluxo de material, bem como a textura dos cordões de solda. Os mapas de microdureza na secção transversal do cordão de solda revelaram maior dureza nas zonas de mistura, e valores ainda maiores e mais homogêneos para liga ZK60, pode-se afirmar que os intermetálicos do tipo MgZn tem maior dureza que os do tipo MgZnRE. / The growing scarcity of renewable energy resources, as well as the continued rise in costs has required in recent decades a dramatic reduction in energy used for transportation freight and passenger, which is increasing daily all over the world. An alternative is to weight reduction with the use of light alloys, this concept the use of magnesium alloys is justified by their low density, about 1/3 lower than that of aluminum. Among the magnesium alloy, the matrix is ZK type that has greater mechanical strength and the addition of rare earth elements (RE) to increase corrosion resistance, working temperature and yield strength due to the formation of thin films and density oxides, and intermetallic of the high melting point and higher hardness. The formation of intermetallic of the MgZn type, which has a low melting point, makes alloys with matrix of the ZK type susceptible to formation of hot crack during the welding, making impossible the use of conventional welding processes, an alternative is the friction stir welding (FSW) that the union is made below the melting point. This work shows the studies the addition of 1.5% wt. of mischmetal (Mm) in the ZK60 alloy and effects of the casting process with mechanical mixing in the semi-solid state. Were produced the alloys: ZK60, ZK60-1.5RE with conventional casting and ZK60-1.5RE Tixo with mechanical mixing in the semi-solid state, all were hot-rolled in a symmetrical laminator and welded with friction stir welding (FSW) process. The methods of casting and cooling gave resulted in materials free of defects and chemical homogeneity, and the mechanical mixing provides homogeneous microstructure with globular grains. The alloy with mischmetal addition had an average grain size of about 22% lower than ZK60 alloy, when compared to the casting method the ZK60- 1.5RE Tixo alloy had an average grain size of about 26% lower than ZK60-1.5RE alloy. The rolling process gave rise to a partially recrystallized microstructure with average grain size of between 3.3 and 4.23 μm, the intermetallic network were broken, however, kept continuous for alloys with Mm addition. As for mechanical strength was higher for ZK60 alloy, due smaller amount and intermittent network of the intermetallic. The alloys with Mm addition had better thermal stability during welding and showed better surface quality, being possible to do a welding with rotation of 1200 rpm and advancing speed of 400 mm/min while the ZK60 alloy only was possible the welding with advancing speed of 200 mm/min. The analyzes of residual stresses had similar values and profiles and follow the flow of material as well as the texture of the weld beads. The micro hardness maps in the cross section of the weld bead showed a higher hardness in the mixing zones, and higher and more homogeneous values for ZK60 alloy, and can thus affirm that the intermetallic MgZn type has higher hardness than the MgZnRE type.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-02-19Bitstream added on 2014-06-13T20:18:13Z : No. of bitstreams: 1 silva_cd_me_jabo.pdf: 179730 bytes, checksum: 9f07c31ef9e1bd2fe12de506cf5e8e6a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A agricultura moderna exige testes rápidos para avaliação da qualidade de sementes para determinar o seu uso potencial. O teste de condutividade elétrica é usado para sementes de muitas espécies, especialmente as de leguminosas. O objetivo dessa pesquisa foi o de avaliar o efeito da temperatura de armazenamento sobre os resultados do teste de condutividade elétrica e da composição mineral da solução de embebição de sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) armazenadas durante um ano a temperatura de 10 e 25 °C. Foram utilizados três lotes da cultivar IAPAR – 81 (grupo carioca) e três lotes da cultivar IPR – TIZIU (grupo preto) armazenadas em câmara fria a 10 °C e em BOD a 25 °C. As avaliações foram reali zadas em intervalos de três meses ao longo de 12 meses e as variáveis avaliadas foram: teor de água, germinação e vigor (envelhecimento acelerado e condutividade elétrica). O conteúdo de potássio da solução de embebição foi determinado por fotometria de chama e o conteúdo de cálcio e magnésio por espectrofotometria de absorção atômica. Os dados foram analisados segundo o delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial (4 períodos de armazenamento x 3 temperaturas) com tratamento adicional (avaliação inicial) com quatro repetições para cada lote. As sementes das cultivares apresentaram comportamento semelhante no armazenamento. / Modern agriculture requires quick tests to evaluate the seeds quality, in order to determine their potential use. The electrical conductivity test has been used for many species, especially legumes seeds. This research was carried out in order to investigate the relationship between the amount of electrolytes (K+, Ca++ and Mg++) on the seed soaked solution and the vigor measured by electrical conductivity test of bean seeds (Phaseolus vulgaris L.) stored at 10 and 25 °C. Three seed lots cultiv ar IAPAR - 81 (Carioca Group) and three cultivar IPR - TIZIU (black group) were stored in a cold chamber at 10 °C and in a BOD at 25 °C. Eval uations were done in intervals of three months over a 12 months and the variables were: water content, germination and vigor (accelerated aging and electrical conductivity tests). The potassium content in the imbibition solution was determined by flame photometry and the calcium and magnesium contents, by atomic absorption spectrophotometry. The statistics model used was completely randomized design in a factorial (four periods of storage X three temperatures) with additional treatment (initial assessment) with four replicates for each lot. The cultivars showed similar behavior in storage. Electrical conductivity values decreased in the last evaluation and it was not followed by reduction of the ions quantified. The potassium was the ion leached in larger amounts from bean seeds stored, and it´s behavior was closest to the results of electrical conductivity test.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-10Bitstream added on 2014-06-13T20:50:08Z : No. of bitstreams: 1 silva_mr_me_bauru_prot.pdf: 5425736 bytes, checksum: c0025dd94306d704e10c08b2a6628b66 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A descoberta da supercondutividade no MgB2 (diaboreto de magnésio) foi de grande importância para a comunidade de Física do Estado Sólido, pois este material é um dos poucos compostos intermetálicos binários conhecidos atualmente com uma das maiores temperaturas críticas (39 K) para um não óxido e não pertencente à família dos compostos baseados em C60. Por ser um composto granular, é de fundamental importância a compreensão de mecanismos de interação de defeitos e a rede cristalina do material, além de eventuais processos envolvendo os contornos dos grãos que compõem o material. Neste sentido, as medidas de especgroscopia mecânica constituem uma ferramenta bastante poderosa para este estudo, pois por intermédio delas podemos obter importantes informações a respeito de transições e de fase e do comportamento de elementos intersticiais, substitucionais, discordâncias, contornos de grãos, difusão, instabilidades e outras imperfeições da rede. Estudos anelásticos em amostras de MgB2 são bastante escassos, porém, trabalhos recentes em magnésio puro e ligas especiais a base de magnésio mostram a ocorrência de diversos processos de relaxação associados à discordâncias, contornos de grãos e interações entre elementos intersticiais e outras imperfeições da rede. Neste trabalho, as amostras foram preparadas pelo método powder-in-tube (PIT) e forma caracterizadas por medidas de densidade, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, espectrometria por dispersão de energia, resistividade elétrica e magnetização. As medidas de espectroscopia mecânica mostraram espectros bastante complexos, onde foram identificados oito processos de relaxação devido a movimentos de discordâncias, interação entre elementos intersticiais e discordâncias, auto-difusão e movimento de contornos de grãos. / The discovery of the superconductivity in the MgB2 (magnesium diaboride) was of great importance for the community of the solid state physics, therefore this material is one of few binary intermetallic composites known currently with the one of the biggest critical temperatures (39 K) for a non-oxide and not pertainig to C60 composites based family. Due its granular composition, it is of great importance the understanding of mechanisms of interaction of defects and the crystalline lattice of the material, beyond eventual processes involving the grains boundaries that compose the material. In this sense, the mechanical spectroscopy measurements constitute a powerful tool for this study, therefore by them we can get important information regarding phase transitions and the behavior of intersistial or substitutional elements, dislocations, grain boundaries, diffusion, instabilities and other imperfections of the lattice. Anelastic studies in MgB2 samples are very poor, but, recent researches made in pure magnesium and magnesium based alloys shown the occurrence of several relaxation processes associated to dislocations, grain boundaries and interaction of interstitial elements and another lattice imperfections. In this research, the samples were prepared by powder-in-tube (PIT) method and were characterized by density, x-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy diepersive x-ray spectroscopy, electrical resistivity and magnetization measurements. The mechanical spectroscopy measurements shown sufficiently complex spectra, where identified eight relaxation processes due to the dislocation motion, interaction between interstitials elements and dislocations, self-diffusion and grain boundaries motion

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissDVR.pdf: 5488328 bytes, checksum: b0135acb3097c3d8a17382a983b83b7b (MD5) Previous issue date: 2006-08-04 / In the present work, the magnesium phosphate cement use feasibility in the organic and inorganic hazardous industrial wastes encapsulation and the grinding dust of clutch discs influence (hazardous waste - classroom I) in the final properties of composites and mortars formed by this kind of cement was evaluated. The magnesium phosphate cements are material formed from the reaction between the magnesium oxide and soluble phosphates in water, such as the ammonium dihydrogen phosphate, which becomes solid at the ambient temperature from the formation of hydrated phases in the material. They are extreme-fast setting time cements, which acquire high mechanical resistance at early ages, comparing to the ordinary Portland cement. Initially, it was obtained the reference composition proportion constituents (without the waste and sand), adding, later, waste in 10% to 40% contents in relation to the cement mass. These compositions were analyzed comparatively with regard to the reference sample (0%) in regards to the physical and mechanical characteristics, setting time, analysis of the phases formed by DRX and the microstructure (MEV), choising of the 3 more promising compositions (with 10%, 20% and 30% of waste), that were evaluated by leaching/solubilization tests. After to be approved, mortar specimens with the wastes contents chosen in the previous stages were been molded and analyzed by mechanical tests (axial compression and traction by diametrical compression), water absorption by capillarity (NBR 9779) and comment of the microstructure (MEV). Finally, the compositions and mortars were submitted to an artificially-accelerated aging process corresponding to 1 year to the verification of this waste containing matrix durability with the presence of waste. The analyses of the results showed that the magnesium phosphate cement has the capacity to encapsulate the grinding dust, resulting in composites classroom II-A. / No presente trabalho, avaliou-se a viabilidade da utilização do cimento de fosfato de magnésio no encapsulamento/inertização de resíduos industriais perigosos orgânicos e inorgânicos e a influência da adição do pó de retífica dos discos de embreagem (resíduo perigoso - classe I) nas propriedades finais de compostos e argamassas formadas por este tipo de cimento. Os cimentos de fosfato de magnésio são materiais formados a partir da reação entre o óxido de magnésio e fosfatos solúveis em água, como o monofosfato dihidrogênio amônio, que se solidificam a temperatura ambiente a partir da formação de fases ligantes hidratadas no material. São cimentos de pega ultra-rápida que adquirem resistência mecânica elevada em um curto intervalo de tempo, se comparados ao cimento Portland comum. Inicialmente, obteve-se um traço para a composição de referência (sem as presenças de resíduo e areia), adicionando-se, a seguir, resíduo nos teores de 10% a 40% em relação à massa de cimento. Estas composições foram então analisadas comparativamente com relação à amostra de referência (0%) no tocante às características físicas e mecânicas, tempo de pega, análise das fases formadas por difração de raios X (DRX) e da microestrutura (MEV), com posterior escolha das 3 composições mais promissoras (contendo 10%, 20% e 30% de resíduo), que foram analisadas quanto à periculosidade (ensaios de lixiviação e solubilização). Após serem aprovados, foram moldados corpos-de-prova de argamassas com os teores de resíduos escolhidos nas etapas anteriores, que foram, então, analisados por ensaios mecânicos (compressão axial e tração por compressão diametral), absorção de água por capilaridade (NBR 9779) e microestrutura (MEV). Para finalizar, as composições e as argamassas passaram por um processo de envelhecimento acelerado artificialmente correspondente a 1 ano para a verificação da durabilidade desta matriz com a presença do resíduo. As análises dos resultados mostraram que o cimento de fosfato de magnésio tem a capacidade de encapsular o pó de retífica, resultando em compostos classe II-A.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2482.pdf: 5648490 bytes, checksum: 08a6c82b61bd8a3f4c2f9df7cbeea50e (MD5) Previous issue date: 2009-03-31 / Universidade Federal de Minas Gerais / Les alliages nanocrystallines et les nanocomposites à base de magnesium sont des matériaux prometteurs pour le stockage d hydrogène dans l état solide, pour offrir une plus grande sécurité et efficaté de stockage que le H2 aux états gazeux ou liquide. Dans ce travail, la synthèse et l élaboration de ces matériaux par les techniques de broyage à haute énergie (HEBM High-energy Ball milling) et de déformation plastique sévère (SPD Severe Plastic Deformation) ont été étudiés. Nanocomposites à base de MgH2 et de Mg2FeH6 ont été préparés par broyage réactif sous atmosphère d hydrogène (une technique de HEBM) sous plusieurs conditions, pour obtenir une meilleure compréhension des effets des différents paramètres d élaboration sur la synthèse des hydrures. De plus, l utilisation des techniques de SPD de torsion sous haute pression (HPT High-pressure Torsion) et extrusion en canal angulaire (ECAP Equal Channel Angular Pressing) ont été explorés pour composer des routes d élaboration de mélanges réactifs à base de Mg pour le stockage de H2. Les matériaux preparés par les différentes méthodes ont été caracterisés par des techniques d analyse structurale comme, parmi d autres, difraction de rayons-X, microscopie optique, microscopie electronique en transmission et à balayage. Le comportement pendant la désorption a été étudié par calorimetrie différentielle de balayage, et des échantillons séléctionnés on été soumis à cycles d absorption et désorption de H2 pour mesures cinétiques. La corrélation des résultats pour les plusieurs systèmes à base de Mg a permis l obténtion d un meilleur contrôle de la synthèse des nanocomposites et une meilleure connaissance du potentiel d utilisation des techniques de SPD pour composer des routes d élaboration en envisageant les applications pour le stockage d hydrogène. / Ligas nanocristalinas e nanocompósitos à base de magnésio são materiais promissores para armazenagem de hidrogênio no estado sólido, oferecendo maior segurança e eficácia do que a armazenagem de H2 no estado líquido ou gasoso. No presente trabalho, a síntese e o processamento desses materiais através de técnicas de moagem de alta energia (HEBM High-energy Ball milling) e de deformação plástica severa (SPD Severe Plastic Deformation) foram estudados. Nanocompósitos à base de MgH2 e de Mg2FeH6 foram preparados por moagem reativa sob atmosfera de hidrogênio (uma técnica de HEBM) em várias condições, visando a obtenção de um melhor entendimento dos efeitos de diferentes parâmetros de processamento na síntese dos hidretos. Além disso, o uso das técnicas de SPD de torção sob alta pressão (HPT High-pressure Torsion) e de extrusão em canal angular (ECAP Equal Channel Angular Pressing) foi explorado para compor rotas de processamento de misturas reativas à base de Mg para armazenagem de H2. Os materiais preparados pelos diferentes métodos foram caracterizados através técnicas de análise estrutural, incluindo, entre outras, difração de raios-X, microscopia óptica e microscopia eletrônica de transmissão ou de varredura. O comportamento durante a dessorção foi estudado por calorimetria diferencial de varredura e amostras selecionadas foram submetidas a ciclos de absorção/dessorção de H2 para medidas cinéticas. A correlação de resultados para os diferentes sistemas à base de Mg levou a um melhor controle da síntese por moagem reativa dos nanocompósitos assim como a um melhor conhecimento do potencial de uso das técnicas de SPD na composição de rotas de processamento visando as aplicações de armazenagem de hidrogênio.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRCT.pdf: 6917659 bytes, checksum: 12987f2c064bfa01b982083b5a05adcd (MD5) Previous issue date: 2004-09-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The main objective of this study was to develop and characterize polypropylene modified with flame retardant fillers. Two flame retardant fillers (Aluminum Hydroxide and Magnesium Hydroxide) were incorporated into four distinct types of polypropylene, two of which were homopolymers and two copolymers. The contents of the flame retardant fillers were 40 and 60%, in mass. The composites were prepared using two co-rotating double screw extruders, one a bench scale device and the other of considerably larger dimensions. The test specimens were then injection processed, after which the composites thermal, mechanical, thermomechanical and flammability performance were evaluated. An analysis was made of the thermogravimetric results to identify the possible occurrence of water loss during the composite s processing. The flame retardant fillers were found to improve the composite s flammability behavior, albeit with a concomitant decrease in their mechanical properties, most notably a drop in the material s impact strength. The best physical and mechanical properties and the lowest flammability were obtained with polymer-flame retardant filler composites whose polymeric matrix was composed of propylene-ethylene copolymer with the highest ethylene content. A study was also made of the properties of polypropylene and organic clay nanocomposites, from which a type of polypropylene most closely resembling the ones previously studied was chosen to serve as a standard against which to compare the properties obtained for the polypropylenes modified with traditional flame retardant fillers. Under the conditions utilized in this study, the nanocomposites displayed an adequate physical and mechanical behavior, but the evaluations revealed that no satisfactory increase in resistance to flammability was achieved. / Os principais objetivos deste estudo foram desenvolver e caracterizar composições de polipropileno modificado com cargas retardantes de chama. Duas cargas retardantes de chama (Hidróxido de Alumínio e Hidróxido de Magnésio) foram incorporadas a quatro tipos de polipropileno, sendo dois homopolímeros e dois copolímeros. Os teores das cargas retardantes de chama foram 40 e 60%, em massa. A preparação dos compostos foi realizada utilizando-se duas extrusoras rosca dupla, co-rotacionais, sendo uma de bancada e outra com dimensões superiores. Em seguida houve o processamento dos corpos-de-prova por injeção. Os compostos desenvolvidos foram avaliados com relação aos desempenhos térmico, mecânico, termomecânico e de inflamabilidade. Através dos resultados de termogravimetria verificou-se a ocorrência ou não de perda de água dos compostos, durante o processamento. Verificou-se também que houve um melhor comportamento de inflamabilidade, porém houve redução na maioria das propriedades mecânicas, com maior decréscimo na resistência ao impacto com o aumento da concentração de retardantes de chama. A matriz polimérica formada pelo copolímero propileno-etileno, com maior teor de etileno, permitiu a obtenção de compostos polímero - carga retardante de chama com melhores propriedades físico-mecânicas e menor inflamabilidade. Houve também o estudo das propriedades dos nanocompósitos de polipropileno e argila orgânica, no qual, um tipo de polipropileno mais relacionado aos tipos de polipropileno utilizados na preparação dos compostos com retardantes de chama, foi escolhido visando comparar as propriedades obtidas em relação aos polipropilenos modificados com as cargas retardantes de chama tradicionais. Nas condições empregadas no trabalho, os nanocompósitos mostraram um adequado comportamento físicomecânico, mas não houve um incremento satisfatório nas avaliações de inflamabilidade.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3209.pdf: 11856354 bytes, checksum: 7606e1a07984f97f7f098d3c37a40298 (MD5) Previous issue date: 2010-06-29 / Universidade Federal de Minas Gerais / In the present work, bulk magnesium metallic hydrides (MgH2 and Mg2FeH6) were produced. Commercially pure Mg and mixtures of 2Mg-Fe were processed by severe plastic deformation (SPD) by using High Pressure Torsion (HPT) method, and also by hot extrusion. Studies were accomplished with relationship to the possibility of bulk hydrides production from those materials. Also, it was evaluated the influence of the obtained microstructure from different processing conditions and also the influence of the iron in the hydrogen sorption properties. It was verified that cycles of hydrogenation do not cause bulk disintegration in any samples. The formation of Mg2FeH6 was verified in all samples of the 2Mg-Fe mixtures. This hydride is known by the difficulty of synthesizing. In spite of the excellent results regarding the hydrogenation properties improvement and, in the ability to resist superficial oxidation, a large limitation still exists regarding the use of these results in automotive applications. Bulk hydrides were produced following the conditions studied in this work, however the kinetics is still reasonably slow and the operational temperatures are still high. This fact takes to the consideration of the verification of others possibilities of application types. In the current state of this work, the most probable application is in the static storage of hydrogen, where such problems are not so significant. / No presente trabalho foram desenvolvidos hidretos à base de Mg (MgH2 e Mg2FeH6) em formas maciças. Mg com pureza comercial e misturas 2Mg-Fe foram processados por deformação plástica severa (SPD) pelo método torção sob alta pressão (HPT) e, também, por extrusão a quente. Foram realizados estudos quanto à possibilidade de obtenção de hidreto em forma maciça a partir desses materiais, e avaliadas as influências da microestrutura obtida em diferentes condições de processamento e, também, a influência do ferro nas propriedades de absorção/dessorção de hidrogênio. Os ciclos de hidrogenação não causaram desintegração de nenhuma das amostras maciças e, nas amostras da mistura 2Mg-Fe foi verificada a formação do hidreto complexo Mg2FeH6, conhecido pela dificuldade de ser sintetizado. Excelentes resultados foram conseguidos com respeito à melhora das propriedades de hidrogenação e na capacidade de resistir à oxidação. Mas ainda existe uma grande limitação para a utilização desses resultados em aplicações automotivas. Produziu-se hidretos em formas maciças nas condições deste trabalho, entretanto ainda com cinéticas razoavelmente lentas e temperaturas operacionais ainda altas. Esse fato leva à consideração da verificação de outras possibilidades de aplicações. No estado atual deste trabalho, a aplicação somente em sistemas estáticos de armazenamento de hidrogênio se torna viável, onde tais problemas não são tão significativos.