Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-12Bitstream added on 2014-06-13T19:29:25Z : No. of bitstreams: 1 mascagni_dbt_me_bauru.pdf: 3625665 bytes, checksum: b2a2c5e50e87183fa2c050050ac3fa21 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A liga de alumínio 2024 é largamente utilizda pelas indústris aeronátuca e automobilística devido a sua dureza e baixa densidade. No entanto, a presença de cobre em sua composição, torna a liga suscetível à corrosão estimulada por meios agressivos, como atmosfera salina ou rica em oxigênio atômico (baixa órbita da terra). A solução existente empregada para a proteção contra a corrosão é a cromatização, mas esse método gera grandes quantidades de efluentes e resíduos contendo 'Cr POT. 6+', altamente carcinogênico, tornando o estudo de novos materiais protetivos muito relevante. Neste trabalho, investigou-se a proteção contra a corrosão fornecida à liga de alumínio 2024 por filmes finos depositados utilizando PECVD (do inglês, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) e IIDP (Implantação Iônica de Deposição por Imersão em Plasma). Em uma investigação inicial, filmes foram depositados sobre a liga a partir de plasmas de metano diluído em argônio, de acetileno diluído em argônio e de hexametildisiloxano (HMDSO), pela técnica convencional de PECVD. Em uma etapa subsequente do trabalho, filmes a partir de acetileno diluído em argônio foram preparados pela IIDIP e estudou-se a variação do tempo de deposição na proteção contra a corrosão. Desta forma, foram obtidos filmes aderidos ao substrato que promoveram um aumento na resistência à corrosão de 15 vezes em teste de névoa salina e de 20 vezes em ensaio de impedância. Finalmente, investigou-se o efeito da potência do sinal de excitação do plasma nas propriedades de filmes depositados a partir de misturas de hexametildisiloxano e oxigênio. Tais filmes apresentaram um aumento na resistência à corrosão em névoa salina de 36 vezes e em impedância de 240 vezes. A composição e estrutura química dos... / The 2024 aluminum alloy is widely used by the aerospace and automotive industries due to its hardness and low density. However, the presence of copper in its composition makes the alloy susceptible to corrosion, which is stimulated by aggressive environments such as saline atmosphere or rich in atomic oxygen (at the low earth orbit). The existing solution used for protection against corrosion is the chromatizing, but this method generates large quantities of residues and effluents such as the 'Cr POT. 6+', which is highly carcinogenic, making of the study of new protective materials very relevant. This work proposes to investigate the protection against corrosion given to the 2024 aluminum alloy by thin films deposited on it utilizing PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) and IIPD (Ion Implantation Plasma Immersion and Deposition). Initially, films from methane diluted in argon, acetylene diluted in argon and hexamethyldisiloxane (HMDSO) were applied over the alloy using the conventional PECVD technique. From that, in a subsequent stage of work, films from acetylene diluted in argon were prepared by IIIPD to study the variation of deposition time in the protection against corrosion. In that way, films adhered to the substrate were obtained and promoted a 15 time increase in the corrosion resistance in salt sapray test and 20 time increase in the impedance test. Finally, it was investigated the effect of the power of plasma excitation signal on the properties of films deposited from mixtures of HMDSO and oxygen. These films showed a 36 time increase in corrosion resistance in salt spray and 240 time increase in impedance test. The chemical composition and structure were analyzed by Infrared spectroscopy. Corrosion resistance was evaluated in Salt Spray chamber, by reactive oxygen plasmas, by Electrochemical Impedance Spectroscopy and... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Germano Bruno Afonso / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Parana / Resumo: Revemos os fenômenos da interação entre um satélite esférico e partículas neutras e carregadas da alta atmosfera. Introduzimos a perturbação no plasma causada pelo movimento do satélite e estimamos o efeito desta perturbação na aceleração de arrasto elétrico. Aplicamos os resultados para o satélite LAGEOS. / Abstract: The phenomena of interaction of a satellite with neutral and charged particles of the high atmosphere were here reviewed. The modification in the plasma due to the movement of a spherical satellite was introduced and this modification effect on the acceleration of electrical drag was evaluated. These results were applied to the LAGEOS satellite.

Orientador: Konstantin Georgiev Kostov / Co orientador: Mario Ueda / Banca: Milton Eiji Kayama / Banca: Rogério Pinto Mota / Banca: Munemasa Machida / Banca: Joaquim José Barroso de Castro / Resumo: Implantação iônica por imersão em plasma com campo magnético (3IPCM) foi investigada usando técnicas numéricas e experimentais. O campo magnético considerado é essencialmente não uniforme e é produzido por duas bobinas magnéticas posicionadas ao redor da câmara de vácuo. O estudo é centrado na análise do efeito de dois dos parâmetros mais importantes: tensão e pressão no processo 3IPCM. Outro tema importante como a dinâmica dos elétrons secundários foi também abordado neste trabalho. Neste contexto, o processo 3IPCM foi pesquisado inicialmente usando o código computacional KARAT. Os resultados numéricos mostraram um incremento da densidade do plasma ao redor do alvo durante a variação dos parâmetros de tensão, pressão e campo magnético considerados. Como consequência deste aumento, um incremento da densidade de corrente iônica sobre o alvo foi observado. Os resultados numéricos mostraram que o sistema de campos cruzados E×B intensifica o processo 3IPCM. Posteriormente, 3IPCM foi realizado experimentalmente. Resultados experimentais mostraram que a densidade de corrente foi incrementada em aproximadamente 100 % em relação ao caso sem campo magnético quando os parâmetros externos foram variados. Todos estes resultados numéricos e experimentais são explicados através do mecanismo de ionização do gás por colisão com os elétrons magnetizados realizando movimento de deriva em campos E×B. Finalmente, para analisar os efeitos do processo 3IPCM no tratamento de materiais foram realizados implantações em amostras de silício. Os resultados mostraram que o processo 3IPCM promove mudanças nas propriedades superficiais das amostras, tornando-as hidrofóbicas. Esta técnica mostra ser atrativa posto que foi possível incrementar a dose e a profundidade de implantação em alta tensão. / Abstract: Plasma immersion ion implantation (PIII) with magnetic field has been investigated using numerical and experimental methods. The magnetic field in consideration is essentially non-uniform and is generated by two magnetic coils installed outside the PIII vacuum chamber. The study is focused on analysis of the effect of two of the most important process parameters: voltage and gas pressure on the PIII with magnetic field. Another important subject such as the dynamics of secondary electrons has also been considered in this work. In this context, the PIII process with magnetic field has been initially analyzed numerically using the 2.5D computer code KARAT. The numeric results have shown an increase of the plasma density around of the target in the range of the considered parameters, voltage, pressure and magnetic field. As consequence of this an enhancement of the ion current density on the target was observed. The simulation results have demonstrated that the system of crossed E×B fields intensifies the PIII process with magnetic field. Later, the PIII process with magnetic field has been carried out experimentally. Experimental results have shown an increase of the current density in about 100 % in relation to the case without magnetic field when the external parameters have been varied. The numerical and experimental results are explained through the mechanism of gas ionization by collision with electrons drifting in crossed E×B field. Finally, to analyze the effect of the PIII process with magnetic field in material treatment implantation in Silicon samples has been carried out. The results indicate that the PIII process with magnetic field promotes changes of the samples surface properties, turning them hydrophobic. This PIII technique is attractive since it can increase the dose and the depth of implantation at high voltage. / Doutor

Orientador: Steven F. Durrant / Banca: Johnny Vilcarromero Lopez / Banca: Douglas Soares Galvão / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Filmes finos amorfos de carbono hidrogenado fluorados produzidos por plasma possuem propriedades excelentes, tais como baixo coeficiente de atrito, baixa reatividade química, alta resistência a ácidos, alta hidrofobicidade, além de propriedades ópticas notáveis. Neste estudo filmes finos foram produzidos empregando plasmas de descargas luminescentes contendo diferentes proporções de gases em uma mistura de C2H2 Ar e SF6. O presente projeto visa a análise das alterações das propriedades ópticas dos filmes produzidos a partir de diferentes concentrações de SF na mistura. Investigaram-se as características químicas dos filmes, através de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho e Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios-X, confirmando que o aumento da concentração de flúor é dependente do aumento da concentração de SF na mistura de gases. As medidas do ângulo de contato demonstraram que o aumento da fluoração do filme, aumenta sua hidrofobicidade. Verificou-se que o índice de refração diminuiu com o aumento da fluoração do filme. O gap óptico foi calculado por duas técnicas diferentes, demonstrando que o aumento da concentração de flúor no filme tem relação direta com o aumento do gap óptico. Modelos computacionais permitiram comparar o gap óptico experimental com o seu equivalente teórico, verificando que o aumento da densidade de ligações C-F aumenta o fap. Também foram utilizados modelos computacionais para comparar o gap óptico teórico de filmes a-C:H:CI e a C:Si:O:H:F com os obtidos experimentalmente por Turri e Gonçalves em seus trabalhos. As tendências do gap óptico em função do grau de halogenação obtidas experimentalmente e por modelagem são consistentes / Abstract: Amorphous hydrogenated fluorinated carbon thin films deposited in cold plasmas have excellent properties, such as low friction coefficient, low chemical reactvity, and high acid resistance, as well as notable optical properties. In this study, thin films were produced using glow discharge plasmas fed different proportions of C2H2, Ar SF6. The present project aims to analyze the changes in some optical properties of films produced at different proportions of SF in the mixture. The chemical properties of the films, studied using Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (IRRAS) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), confirm that the films become increasingly fluorinated at greater SF6 flow rates. Contact angle measurements showed that increases in the film fluorination, increase its hydrophobicity. The refractive index decreases with increasing fluorination of the film. The optical gap was calculated by two different techniques, demonstrating tha increase in fluorine concentration in the film is directly related to the increase in the optical gap. Computacional models allow comparison of the experimental optical gap with its theoretical equivalent, verifying that an increases the optical gap. Computational models were also used to compare the theoretical optical gap of a-C:H;CI and a-C:Si:O:H:F films with values obtained experimentally by Turri and Gonçalves, respectively. The experimentally observed and modeled tendencies in the optical gap as a function of the dregree of film halogenation are consistent / Mestre

Orientador: Herman Jacobus Cornelis Voorwald / Coorientadora: Maria Odila Hilário Cioffi / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Carlos Antonio Reis Pereira Baptista / Banca: Lindolfo Araujo Moreira Filho / Banca: Luiz fábio dos Santos Vieira / Resumo: Quando se estudam materiais para aplicação em componentes estruturais aeronáuticos deve-se considerar que os mesmos serão submetidos à carregamentos cíclicos, sendo um parâmetro importante para projetos o estudo da vida em fadiga dos materiais. Considerando, por exemplo, em um trem de pouso em operação, o estudo do desgaste e da corrosão é fundamental principalmente quando se pretende utilizar novas técnicas de tratamentos superficiais. Atualmente, materiais de alta resistência mecânica, como o aço ABNT 4340, são utilizados em diversos componentes do trem de pouso. Devido à necessidade de alta resistência ao desgaste e à corrosão, os componentes são geralmente revestidos por cromo e cádmio. Estes tratamentos produzem resíduos, como o Cr+6 e cianetos, por exemplo, que são prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. Este projeto tem origem na necessidade da indústria aeronáutica nacional, ELEB/EMBRAER, em reduzir o uso de materiais revestidos, principalmente o cádmio eletrodepositado. O projeto tem como foco, o estudo de uma técnica alternativa aos revestimentos por eletrodeposição, trata-se da implantação iônica por imersão em plasma (3IP) de nitrogênio aplicado em atuadores do trem de pouso. Considerando os esforços sofridos pelos atuadores, os aços ABNT 4340 e o aço inoxidável 15-5PH foram ensaiados em fadiga axial, corrosão em névoa salina e desgaste pino-disco. Também foram realizados ensaios de microindentação, nanoindentação, microscopia óptica para análise microestrutural, microscopia eletrônica de varredura para análise fractográfica, microscopia de força atômica e análise de tensão residual / Abstract: When study materials to use in aircraft structural components must be considered that they are subjected to cyclic loads, being an important parameter for the study of fatigue life of materials. Considering, for example, a landing gear into operation, the study of wear and corrosion is critical, especially when you intend to use new surface treatments techniques. Currently, high strength materials, especially AISI 4340 steel, are widely used as landing gear components. Due to the high resistance to wear and corrosion requirements, components are usually coated with hard chromium or cadmium. Treatments can produce wastes such as cyanide and Cr+6, for example, generated after the application hard chromium and cadmium coatings, which are harmful to health and environment. This project was originated from the national aircraft industry, ELEB/EMBRAER, requirements to reduce the use of electroplated coated materials, mainly electroplated cadmium. The project focus is to study an alternative technique to coatings by electroplating, plasma immersion ion implantation (PI3) applied on the landing gear actuators. Considering the load sustained by the wheel axis of the landing gear, AISI 4340 steel and 15-5 PH stainless steel were tested in axial fatigue, corrosion and wear pin-disc. Also tests were performed, microindentation, nanoindentation, optical microscopy for microstructural analysis, scanning electron microscopy for fractographic analysis, atomic force microscopy and residual stress analysis / Doutor

Resumo: Materiais poliméricos têm sido amplamente utilizados em várias áreas tecnológicas e biomédicas, devido às suas excelentes propriedades mecânicas, térmicas e elétricas. No entanto, estes materiais têm baixa energia de superfície e, portanto, não aderem facilmente a outros materiais. Por isso, para muitas aplicações é necessário modificar a superfície do polímero, a fim de aumentar a sua energia de superfície. Tratamentos a plasma à pressão atmosférica têm sido muito utilizados para modificar as propriedades superficiais de polímeros comerciais, devido aos baixos custos do processo. Este trabalho apresenta os resultados do tratamento de tereftalato de polietileno (PET), poliuretano (PU) e de politetrafluoretileno (PTFE) em plasma de descargas com barreira dielétrica (DBD) em ar, nitrogênio e argônio, à pressão atmosférica. As superfícies tratadas foram caracterizadas por medidas de ângulo de contato, espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) e microscopia de força atômica (AFM). A superfície polimérica, modificada nas DBD a pressão atmosférica, mostraram uma redução significativa no ângulo de contato da água, embora uma recuperação parcial da molhabilidade ocorresse nos primeiros dias após o tratamento. Todavia, a recuperação foi insuficiente para que as amostras tratadas recuperassem a sua molhabilidade original. Análises de XPS mostraram um aumento na concentração de oxigênio na superfície, devido à formação de grupos polares, tais como C-O e OC= O. Um pequeno aumento na concentração de nitrogênio também foi observada. Imagens de AFM mostraram um aumento da rugosidade de polímeros tratados, decorrentes da interação física entre as espécies geradas na descarga e a superfície do polímero. A superfície ativada e a elevada tensão superficial dos polímeros tratados devem levar a um aumento da aderência do polímero. / Abstract: Polymeric materials have been widely used in various biomedical and technological applications, due to their excellent mechanical, thermal and electric properties. However, these materials have low surface energy, and thus not easily adhere to other materials. Therefore, for many applications it is necessary to modify the polymer surface in order to increase its surface energy. Plasma treatments at atmospheric pressure have been frequently used to modify the surface properties of commercial polymers, due to their low process costs. This work reports the results of polyethylene terephthalate (PET), polyurethane (PU) and polytetrafluoroethylene (PTFE) treatments in plasma by dielectric barrier discharges (DBDs) in air, nitrogen and argon at atmospheric pressure. The plasma-modified surfaces were characterized by contact angle measurements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM). The polymer surface, modified by DBD at atmospheric pressure, showed a significant decrease in water contact angle although a partial recovery of the surface wettability occurred during the first few days after the treatment. However, the process of hydrophobic recovery was insufficient for complete recovering of the samples original wettability. XPS analysis showed an increase of the oxygen concentration on the surface, due to the formation of polar groups, such as C-O and OC= O. A small increase in the concentration of nitrogen was also observed. AFM images exhibit an increased roughness of the treated polymers because of the physical interaction between the species generated in the discharge and the polymer surface. The activated surface and high surface tension of treated polymers should promote an enhancement of the polymer adhesion to paints and coatings. / Orientador: Konstantin Georgiev Kostov / Coorientador: Roberto Yzumi Honda / Banca: Konstantin Georgiev Kostov / Banca: Rogério Pinto Mota / Banca: Gilberto Petraconi Filho / Mestre

Resumo: Filmes finos de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) e fluorados (a-C:H:F) foram depositados a partir de plasmas de misturas de acetileno/argônio e acetileno/argônio/hexafluoreto de enxofre. Para a primeira mistura de gases, o plasma foi mantido por 5 e 10 minutos a uma pressão de 9,5 Pa (30% C2H2 e 70% Ar) enquanto para a segunda ele foi mantido por 5 minutos utilizando-se 30% C2H2, 65% Ar e 5% SF6 a uma pressão total de 9,5 Pa. A potência do sinal de excitação foi variada de 5 a 125 W e o efeito deste parâmetro nas propriedades do filme foi investigado. De modo a fluorar os filmes obtidos a partir da mistura acetileno/argônio estes foram submetidos, imediatamente após a deposição e sem exposição ao ar atmosférico, a tratamentos em plasmas de SF6. Tais procedimentos foram conduzidos durante 5 minutos utilizando-se uma fonte de rádiofrequência (13,56 MHz, 70 W) a uma pressão total de 13,3 Pa. Foram utilizadas as técnicas de espectroscopia Raman e espectroscopia de fotoelétrons - XPS para investigar as respectivas microestruturas e composições químicas das amostras. A dureza e o coeficiente de atrito dos filmes foram determinados pelas técnicas de nanoindentação e tribometria, respectivamente. A receptividade das amostras à água foi analisada através de dados de ângulo de contato e a rugosidade foi determinada por interferometria ótica. Os filmes de a-C:H obtidos a partir de plasmas de C2H2 e Ar em potências mais baixas (5 e 25 W) apresentaram estruturas e composições de natureza polimérica, enquanto os preparados em potências intermediárias (50 e 75 W) apresentaram maiores proporções de ligações de carbono tetraédricos e baixo teor de hidrogênio, indicando uma estrutura do tipo DLC (Diamond-Like Carbon). Os filmes depositados com as potências mais elevadas (100 e 125 W) apresentaram estrutura do tipo grafitica... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / ABSTRACT: Hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) and fluorinated (a-C:H:F) thin films were deposited from acetylene/argon and acetylene/argon/sulfur hexafluoride mixtures. For the first gas mixture, the plasma was kept for 5 or 10 minutes using 9.5 Pa of pressure (30% C2H2 e 70% Ar) while for the second it was kept for 5 minutes using 30% C2H2, 65% Ar e 5% SF6 at a total pressure of 9.5 Pa. The power of the excitation signal was changed from 5 to 125 W and the effect of such parameter on the properties of the films was investigated. To fluorinate the a-C:H films they were submitted, immediately after deposition and without exposure to atmosphere, to SF6 plasma treatments. Such procedures were conducted for 5 minutes in radiofrequency (13.56 MHz, 70 W) plasmas of 13.3 Pa of pressure. Raman and X-Ray photoelectron spectroscopes were employed to investigate, respectively, the microstructure and chemical composition of the films. Film hardness and friction coefficient were determined from nanoindentation and tribometry techniques, respectively. The receptivity of the samples towards water was evaluated through contact angle data and roughness was measured by optical interferometry. The a-C:H films obtained from the C2H2 and Ar plasma mixtures in lower power (5 e 25 W) presented polymer-like structures and compositions while those prepared using intermediary power levels ( 50 e 75 W) presented higher proportions of tetrahedral carbon bonds and low proportions of hydrogen, suggesting a Diamond like Carbon (DLC) structure. Films deposited using the higher power (100 e 125 W) plasmas presented a graphitic structure. As the material prepared with lower power signals were submitted to the SF6 post deposition treatment, surface chemical composition was changed but the polymeric nature of the films was kept. The graphitic nature of the films synthesized in the higher power regime was intensified after... (Complete abstract click electronic access below) / Orientadora: Elidiane Cipriano Rangel / Coorientador: Rogério Pinto Mota / Banca: Konstantin Georgiev Kostov / Banca: Mauríco Antonio Algatti / Banca: Jonny Vilcarromero Lopez / Banca: Pedro Augusto de Paula nascente / Doutor

CNPq; CAPES / A limpeza a plasma é uma tecnologia promissora para a preparação de superfícies que receberão tratamentos, pois possui a habilidade de reduzir a quantidade de resíduos orgânicos em uma superfície através da combinação de agentes físicos e químicos. Apesar do interesse tecnológico, seu uso é ainda limitado, pois seus mecanismos ainda não são bem compreendidos. Tal dificuldade se deve à grande variedade química de contaminantes orgânicos, e a complexidade destes, que via de regra são compostos, e não substâncias simples. Esse trabalho busca investigar o efeito das variáveis de processo como potência aplicada, pressão, fluxo de gás e temperatura da amostra, sobre a capacidade do sistema em gerar degradação de uma molécula orgânica. Para acompanhamento da evolução físico-química das amostras tratadas, foi utilizado como contaminante modelo o ácido esteárico (C18H36O2), que é constituído por uma cadeia carbônica linear, com 18 carbonos, contendo em uma das extremidades uma função ácido carboxílico. O estudo experimental foi realizado utilizando uma descarga gerada por fonte de radiofrequência de 13,56 MHz indutivamente acoplada, com misturas gasosas de Ar e Ar-10%O2 e com a amostra imersa na descarga. A taxa de variação de massa foi utilizada como uma caracterização direta do processo de degradação e análises de espectroscopia do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e de ressonância magnética nuclear (RMN) foram realizadas para investigar modificações moleculares residuais. Foi possível obter redução de massa da amostra quando esta é exposta ao plasma para todas as condições de tratamento em que a amostra permaneceu sólida durante a exposição ao plasma. As caracterizações realizadas mostraram que é possível obter uma taxa de gravura elevada, principalmente na exposição ao plasma de Ar-10%O2 e desde que a amostra permaneça em estado sólido durante o tratamento, nenhuma modificação estrutural foi observada. / Plasma cleaning is a promising technology in surface treatments, with the ability to reduce the amount of organic residues in a surface throught chemical and physical interactions. Despite technological interest, its use is limited because its mechanisms still are not entirely understood. Such difficulties are related to the large chemical variety of existent organic contaminants and the use of compounds instead of single molecules. This work aims to evaluate how the applied power of plasma affects its capabilities to degrade an organic molecule. To follow the physic-chemical evolution of treated samples, a chemical model was used, known as stearic acid (C18H36O2), that is a linear chain of 18 carbons with a acid function on a extremity. The experimental study was made by using an inductively coupled RF discharge at 13,56 MHz, with Ar and Ar-10%O2 gas mixtures, being the sample immerse in the discharge. Sample temperature control was made with a water cooling system and introducing steps of plasma on and off during the experiment. Mass variation rate was used as a direct characterization of degradation process. Fourier transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) were performed to search for residual molecular modifications. In all experimental conditions was possible to attain mass reduction from the sample when exposed to plasma if the sample was kept in the solid state. The material characterization shows the possibility of attain a high etch rate, where no structural modifications are detected.

CNPq; CAPES / A limpeza a plasma é uma tecnologia promissora para a preparação de superfícies que receberão tratamentos, pois possui a habilidade de reduzir a quantidade de resíduos orgânicos em uma superfície através da combinação de agentes físicos e químicos. Apesar do interesse tecnológico, seu uso é ainda limitado, pois seus mecanismos ainda não são bem compreendidos. Tal dificuldade se deve à grande variedade química de contaminantes orgânicos, e a complexidade destes, que via de regra são compostos, e não substâncias simples. Esse trabalho busca investigar o efeito das variáveis de processo como potência aplicada, pressão, fluxo de gás e temperatura da amostra, sobre a capacidade do sistema em gerar degradação de uma molécula orgânica. Para acompanhamento da evolução físico-química das amostras tratadas, foi utilizado como contaminante modelo o ácido esteárico (C18H36O2), que é constituído por uma cadeia carbônica linear, com 18 carbonos, contendo em uma das extremidades uma função ácido carboxílico. O estudo experimental foi realizado utilizando uma descarga gerada por fonte de radiofrequência de 13,56 MHz indutivamente acoplada, com misturas gasosas de Ar e Ar-10%O2 e com a amostra imersa na descarga. A taxa de variação de massa foi utilizada como uma caracterização direta do processo de degradação e análises de espectroscopia do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e de ressonância magnética nuclear (RMN) foram realizadas para investigar modificações moleculares residuais. Foi possível obter redução de massa da amostra quando esta é exposta ao plasma para todas as condições de tratamento em que a amostra permaneceu sólida durante a exposição ao plasma. As caracterizações realizadas mostraram que é possível obter uma taxa de gravura elevada, principalmente na exposição ao plasma de Ar-10%O2 e desde que a amostra permaneça em estado sólido durante o tratamento, nenhuma modificação estrutural foi observada. / Plasma cleaning is a promising technology in surface treatments, with the ability to reduce the amount of organic residues in a surface throught chemical and physical interactions. Despite technological interest, its use is limited because its mechanisms still are not entirely understood. Such difficulties are related to the large chemical variety of existent organic contaminants and the use of compounds instead of single molecules. This work aims to evaluate how the applied power of plasma affects its capabilities to degrade an organic molecule. To follow the physic-chemical evolution of treated samples, a chemical model was used, known as stearic acid (C18H36O2), that is a linear chain of 18 carbons with a acid function on a extremity. The experimental study was made by using an inductively coupled RF discharge at 13,56 MHz, with Ar and Ar-10%O2 gas mixtures, being the sample immerse in the discharge. Sample temperature control was made with a water cooling system and introducing steps of plasma on and off during the experiment. Mass variation rate was used as a direct characterization of degradation process. Fourier transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and Nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) were performed to search for residual molecular modifications. In all experimental conditions was possible to attain mass reduction from the sample when exposed to plasma if the sample was kept in the solid state. The material characterization shows the possibility of attain a high etch rate, where no structural modifications are detected.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-12-20Bitstream added on 2014-06-13T19:06:19Z : No. of bitstreams: 1 oliveiraneto_am_me_bauru.pdf: 2071068 bytes, checksum: 036a5bf6e160d23843a1ca75ec0fd923 (MD5) / Filmes finos amorfos de carbono hidrogenado fluorados produzidos por plasma possuem propriedades excelentes, tais como baixo coeficiente de atrito, baixa reatividade química, alta resistência a ácidos, alta hidrofobicidade, além de propriedades ópticas notáveis. Neste estudo filmes finos foram produzidos empregando plasmas de descargas luminescentes contendo diferentes proporções de gases em uma mistura de C2H2 Ar e SF6. O presente projeto visa a análise das alterações das propriedades ópticas dos filmes produzidos a partir de diferentes concentrações de SF na mistura. Investigaram-se as características químicas dos filmes, através de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho e Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios-X, confirmando que o aumento da concentração de flúor é dependente do aumento da concentração de SF na mistura de gases. As medidas do ângulo de contato demonstraram que o aumento da fluoração do filme, aumenta sua hidrofobicidade. Verificou-se que o índice de refração diminuiu com o aumento da fluoração do filme. O gap óptico foi calculado por duas técnicas diferentes, demonstrando que o aumento da concentração de flúor no filme tem relação direta com o aumento do gap óptico. Modelos computacionais permitiram comparar o gap óptico experimental com o seu equivalente teórico, verificando que o aumento da densidade de ligações C-F aumenta o fap. Também foram utilizados modelos computacionais para comparar o gap óptico teórico de filmes a-C:H:CI e a C:Si:O:H:F com os obtidos experimentalmente por Turri e Gonçalves em seus trabalhos. As tendências do gap óptico em função do grau de halogenação obtidas experimentalmente e por modelagem são consistentes / Amorphous hydrogenated fluorinated carbon thin films deposited in cold plasmas have excellent properties, such as low friction coefficient, low chemical reactvity, and high acid resistance, as well as notable optical properties. In this study, thin films were produced using glow discharge plasmas fed different proportions of C2H2, Ar SF6. The present project aims to analyze the changes in some optical properties of films produced at different proportions of SF in the mixture. The chemical properties of the films, studied using Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (IRRAS) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), confirm that the films become increasingly fluorinated at greater SF6 flow rates. Contact angle measurements showed that increases in the film fluorination, increase its hydrophobicity. The refractive index decreases with increasing fluorination of the film. The optical gap was calculated by two different techniques, demonstrating tha increase in fluorine concentration in the film is directly related to the increase in the optical gap. Computacional models allow comparison of the experimental optical gap with its theoretical equivalent, verifying that an increases the optical gap. Computational models were also used to compare the theoretical optical gap of a-C:H;CI and a-C:Si:O:H:F films with values obtained experimentally by Turri and Gonçalves, respectively. The experimentally observed and modeled tendencies in the optical gap as a function of the dregree of film halogenation are consistent