Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316552.pdf: 3503731 bytes, checksum: 9806a322eb4d9a406e3f9131f1c64196 (MD5) / Este trabalho descreve a metodologia desenvolvida para produção e caracterização elétrica e magnética de nanoestruturas magnéticas, com o objetivo de avaliar a possibilidade de usá-los para o estudo de fenômenos de corrente polarizada em spin. Estas nanoestruturas são nanofios produzidos por eletrodeposição em matrizes nanoporosas de alumina, obtidas a partir do processo de anodização de placas e filmes finos de alumínio. Nanofios de cobalto e estruturas de multicamadas do tipo válvula de spin Cu/Co/Cu/Co/Cu e FeNi/Cu/FeNi/Cu foram produzidos por eletrodeposição no interior do poros. A caracterização elétrica foi realizada a partir de curvas de corrente vs. tensão. O contato com a amostra foi feito com uma ponta de PtIr com diâmetro de contato de 2 m para reproduzir as condições de medida necessárias para o estudo de injeção de corrente polarizada em spin com alta densidade de corrente, necessário para o estudo dos efeitos de transferência de torque. Observou-se efeitos de tunelamento, esperado devido a presença da barreira isolante no fundo dos poros. Observou-se ainda um fenômeno de retificação de corrente atribuída a presença de duas barreiras isolantes assimétricas, histereses e transições bruscas de resistência associadas a mecanismos de degradação e chaveamento de resistência [32]. A caracterização magnética foi feita a partir de medidas de magnetização e magnetoresistência. A caracterização estrutural foi realizada com microscópio eletrônico de varredura MEV e transmissão (TEM).<br> / Abstract : This work describes the methodology developed for the production of magnetic nanostructures for the study of phenomena in spin polarized current. These nanostructures are produced by electrodeposition on nanoporous alumina matrix obtained by the process of anodization of sheets or thin films of aluminum. Multilayer structures of Cu/Co/Cu/Co/Cu and FeNi/Cu/FeNi/Cu were produced for this study. The magnetic nanostructures were obtained by electrodeposition inside the pores by controlling the potential applied to the sample into a solution of cobalt (Co) and copper (Cu) or Iron-Nickel and Cu. The electrical characterization was carried out from current vs. potential curves. The contact with the sample was made with a tip diameter PtIr contact 2 um. It was observed tunneling effect, due to the presence of the expected insulating barrier at the bottom of the pores. We also observed a phenomenon rectifying current attributed to the presence of two tunnel barriers, the oxide at the bottom of the pores and a surface layer of air between the tip and the nanowires. The magnetic characterization was obtained by using a vibrating sample magnetometer, indicating the presence of magnetic material inside the pores. The structural characterization was performed using scanning electron microscopy SEM and transmission (TEM), showing samples with pores well distributed and regular.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:21:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 281253.pdf: 4014370 bytes, checksum: 580c8e070e3d68a779c87b9e0e0af30b (MD5) / Este trabalho apresenta uma metodologia para obtenção de óxido de alumínio nanoporoso em substratos de alumínio obtidos de diferentes processos metalúrgicos e de diferentes graus de pureza do substrato, utilizando a técnica de oxidação anódica (anodização). Para realização dos trabalhos, foi montado um sistema eletroquímico de anodização com temperatura controlada e adaptável aos vários tipos de eletrodos de alumínio. Os produtos obtidos apresentaram excelentes qualidades para uso como moldes para deposição de materiais nanoestruturados. As estruturas de alumina foram caracterizadas por técnicas de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. O preenchimento dos poros da alumina foi realizado por técnicas de eletrodeposição em modo pulsado (de corrente e de potencial) em soluções de sulfatos de ferro, níquel e cobalto, de onde foram produzidos nanofios de ligas magnéticas. Algumas estruturas de alumina preenchidas pelas ligas foram caracterizadas por magnetometria de amostra vibrante, de onde foram obtidas informações a respeito da qualidade morfológica do próprio molde de alumina. Também foi realizado um estudo do comportamento resistivo das estruturas compósitas de alumina e nanofios mediante aplicação de tensões elétricas. A caracterização dos nanofios, extraídos após a dissolução dos moldes de alumina, foi obtida por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-graduação em Física, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319751.pdf: 3775564 bytes, checksum: 9de798cff8156fe111163dd1f541fb84 (MD5) Previous issue date: 2013 / Nesta Tese de doutorado é estudada a microestrutura e o comportamento magnético de nanofios da liga Permalloy (Py) (Fe100-XNiX, com X ? 80) sintetizados por eletrodeposição e a microestrutura de moldes de alumina (Al2O3) nanoporosos altamente ordenados produzidos por oxidação anódica (anodização) de alumínio (Al) de alta pureza. Para produzir os nanofios, os moldes de Al2O3 nanoporosos foram utilizados no processo de síntese dos nanofios por eletrodeposição. Para caracterizar a microestrutura dos nanofios e dos moldes de Al2O3 nanoporosos, foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de varredura de efeito de campo, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia por dispersão de energia de raios X e microscopia de força atômica. Para caracterizar o comportamento magnético dos nanofios foi utilizado um magnetômetro de amostra vibrante. Através das técnicas de caracterização obtiveram-se informações do crescimento, estequiometria, diâmetro e comprimento dos nanofios, bem como, da espessura, porosidade, distância interporo, interface Al2O3/Al, do diâmetro e da circularidade dos poros dos moldes de Al2O3 nanoporosos. Os principais resultados mostram que é possível sintetizar nanofios de Fe100-XNiX por eletrodeposição, com comprimentos praticamente uniforme, sobre o substrato do Al que não é consumido no processo de produção dos moldes; que existem flutuações na estequiometria dos nanofios em função da região analisada da amostra; que a camada de barreira de Al2O3, na interface Al2O3/Al do molde de Al2O3 nanoporoso, é totalmente removida com a utilização de procedimentos eletroquímicos e químicos, e que os nanofios apresentam comportamento magnético duro dentro dos moldes de Al2O3 nanoporosos quando submetidos a campos magnéticos aplicados paralelo ao eixo dos nanofios. <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287045.pdf: 1353980 bytes, checksum: 835791ade4f5be091f7c7010956be5da (MD5) / As indústrias de produção e de transformação de materiais geram resíduos que nem sempre têm um fim ecologicamente adequado. Em muitos casos, entretanto, estes produtos secundários podem ser diretamente reutilizados como matérias-primas em outros processos industriais. Neste contexto, este trabalho apresenta a caracterização, do ponto de vista de suas propriedades físicas e químicas, de um lodo gerado em processo industrial de anodização de alumínio e enfatiza o potencial de sua aplicação como uma matéria-prima para a produção de espumas cerâmicas. As espumas cerâmicas foram produzidas a partir de esponja industrial de poliuretano, PU (método da réplica) com tamanho de poros ou células abertas de 10±5 ppi (porosidade=97%), as quais foram impregnadas com suspensões contendo teores mássicos de 50% a 61% de alumina (calcinada e moída), 1% de ácido cítrico, 6% de bentonita e queimados a 1600°C por 2 h. Os resultados deste trabalho mostram que o lodo de anodização de alumínio apresenta elevados teores mássicos de alumina (87,5%) e constância composicional bem como um relativamente pequeno tamanho médio de partículas (1,6 m), após calcinação e moagem. As espumas cerâmicas obtidas apresentaram porosidade de aproximadamente 70%, capacidade de filtração (vazão mássica de água) de 1,7 kg/s e resistência mecânica à compressão de 2,36 MPa. Assim, pode-se concluir que o lodo de anodização de alumínio pode ser uma matéria-prima alternativa para a produção de espumas cerâmicas, sendo aplicadas como filtros com propriedades adequadas para a filtração e purificação de metais fundidos para a obtenção de componentes com melhores desempenhos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T10:54:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 229191.pdf: 954927 bytes, checksum: f532a1ba3185c2685704c4c6e95396be (MD5) / O processo de anodização do alumínio gera uma grande quantidade de resíduo na forma de lodo que, apesar de ser classificado como resíduo inerte, precisa ser depositado em aterros controlados. Devido a grande quantidade de lodo produzido, o transporte e o destino apropriados geram custos adicionais às empresas. O lodo gerado apresenta interesse para o processo de reciclagem, pois contém elevado percentual de alumina em sua formulação após o processo de calcinação, o que evidência seu uso para o desenvolvimento de materiais cerâmicos de maior valor agregado, evitando a contaminação do meio ambiente. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo caracterizar o lodo resultante de unidades de tratamento de água residual de indústrias de anodização de alumínio e avaliar as possibilidades de sua aplicação no desenvolvimento de materiais cerâmicos contendo alumina (Al2O3) como matéria-prima na formulação. Os lodos coletados foram submetidos à análises de fluorescência de raios X e distribuição de tamanho de partículas. Dentre os resíduos analisados, aquele gerado pela empresa Starcolor foi selecionado para este estudo, por apresentar, após o processo de calcinação um dos maiores percentuais de alumina. Desta forma, este, foi submetido a uma caracterização mais criteriosa, envolvendo análise de difração de raios-x, análise térmica diferencial e termogravimétrica e análise dilatométrica. Depois de caracterizado, testou-se a viabilidade de aplicação do lodo de anodização selecionado como matéria-prima no desenvolvimento de materiais cerâmicos, tais como: engobe, esmalte, fritas e tijolo refratário. As análises realizadas mostraram que a incorporação do lodo não causou alterações negativas nas propriedades dos produtos cerâmicos desenvolvidos. Para as aplicações realizadas no presente estudo, os resultados foram satisfatórios, demonstrando a grande possibilidade de utilização dos resíduos analisados como matéria-prima cerâmica. Os engobes, esmaltes e fritas apresentaram resultados compatíveis com o padrão, apresentando apenas uma coloração mais escura o que limita sua utilização em peças cerâmicas muito claras. Os tijolos refratários apresentaram propriedades semelhantes as dos tijolos já fabricados o que viabilizou sua utilização na empresa Moliza - Revestimentos Cerâmicos desde o primeiro semestre de 2005. Com este procedimento buscou-se dar um destino proveitoso para o lodo de anodização do alumínio do ponto de vista ambiental e tecnológico, transformando-o em um novo componente de produto de maior valor agregado.