Orientador: Steven Frederick Durrant / Banca: Johnny Vilcarromero Lopez / Banca: Nelson Marques da Silva / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Nestre trabalho, Polietrafluroetileno (PTFE) foi tratado por três técnicas: (1) exposição a plasma com gases não polimerizáveis (Ar, He, H2, O2, e N2), num reator a plasma com arranjo capacitivo dos eletrodos, excitado por radiofrequencia (rf);(2) ablação em eletrodo de cobre excitado por rf, com subsequente implantação iônica e deposição por imersão em plasma (IIDIP); e (3) rf-magnetron sputterring associado com IIDIP. Investigaram-se os efeitos dos tratamento nas propriedades superficiais e elétricas do substrato. O objetivo foi reduzir a capacidade do PTFE à acumulação de cargas elétricas. As alterações de molhabilidade e energia de superfície foram obtidas por medida do ângulo de contato. A espessura e a rugosidade foram medidas por perfilometria e microscopia de força atômica (AFM). A estrutura e composição química da superfície foram analisadas por espectroscopia no infravermelho por tranformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). A resistividade elétrica superficial foi medida através de eletrômetro pelo método dos dois pontos. As caracterizações demonstraram que a técnica (1) foi capaz de alterar as características superficiais do substrato em muitos aspectos, mas não foi suficiente para reduzir sua resistividade elétrica superficial. Para a técnica (2) os resultados de XPS revelaram a presença de cobre na superfície do substrato, mas em quantidade insuficiente para causar os efeitos de percolação desejados. Na técnica (3) partículas de cobre foram incorporadas nos substratos, formando filmes com espessura de até 4000 A e reduzindo a resistividade elétrica superficial em até oito ordens de grandeza. PTFE tratados por rf-magnetron sputtering com um cátodo de cobre perdeu sua habilidade de reter cargas eletrostáticas / Abstract: In this work, polytetrafluroethylene (PTFE) was treated using three techniques: (1) plasma treatment with non-polymerizable gases (Ar, He, H2, O2 and N2), in a plasma reactor fitted with capacitive electrodes and excited by rf power; (2) ablation of a copper electrode excited by rf, with subsequent plasma immersion ion implantation and deposition (PIIID); (3) rf-magnetron sputerring associated with PIIID. The effects of treatments on the electrical and surface properties of the substrates were investigated. The objective was to reduce the capacity of PTFE to accumulate surface electrical charges. Changes in wettability and surface energy were obtained by measuring the contact angle. Thicknesses and roughnesses were examined using profilometry and atomic force microscopy (AFM). The chemical structure of the surface was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Surface electrical resistivity was measured with an electrometer by applying the two-point method. The characterizations revealed that method (1) was able to alter the characteristics of the substrates in many respects, but not to significantly modify their surface electrical resistivity. After treatment by method (2), XPS results revealed the presence of copper on the substrate surface, but in insufficient quantify to cause the desired percolation effect. In method (3) copper particles were incorporated into the substrates to form films with thicknes of up to 4,000 A and the electrical surface resistivity was reduced by eight orders of magnitude. PTFE treated by rf-magnetron sputerring with a copper cathode los its ability to retain electrostatic charges / Mestre

Orientadora: Leide Lili Gonçalves da Silva Kostov / Coorientador: Konstantin Georgiev Kostov / Banca: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Koshun Iha / Resumo: Neste trabalho amostras da liga de alumínio (Al) AA7075 foram expostas à dois tipos de plasmas atmosféricos frios: Descarga por Barreira Dielétrica durante 5 min, 7,5 min, 10 min e 15 min e ao jato de plasma por 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. Após os tratamentos, a caracterização superficial da liga AA7075 foi realizada através de medidas de ângulo de contato, energia superficial, rugosidade, teste da fita de adesão (ASTM D3359), espectroscopia de fotoelétrons de raios - X (XPS), testes eletroquímicos e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após os tratamentos a plasma, houve uma redução significativa nos valores de ângulo de contato e um aumento expressivo da energia superficial para ambos os tipos de plasmas. Verificou-se também que, os tratamentos a plasma não modificaram a topografia e rugosidade superficial das amostras. Através dos resultados do teste da fita de adesão foi observado que ambos os tratamentos foram eficientes na melhoria da adesão da camada de poliuretano sobre o substrato da liga de Al, quando comparada com a amostra não tratada. Os resultados de XPS confirmaram a formação de grupos polares contendo oxigênio e nitrogênio na superfície das amostras da liga de Al tratadas a plasma. Nos testes eletroquímicos, a capacitância do revestimento foi determinada e o potencial e a densidade de corrente de corrosão foram obtidas para cada condição estudada. Ambos os plasmas a pressão atmosférica foram eficientes em aumentar a adesão da tinta de poliuretano à superfície da liga de alumínio AA7075 / Abstract: In this work aluminium alloys AA7075 samples were exposed to two kinds of cold atmospheric plasma: Dielectric Barrier Discharge plasma for 5 min, 7,5 min, 10 min and 15 min, and plasma jet for 20 s, 30 s, 40 s e 60 s. After treatments, AA7075 alloy surface characterization was performed by measuring water contact angle, surface free energy, roughness, adhesion tape test (ASTM D3359), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electrochemical techniques and scanning electronic microscopy (SEM). After plasma treatments, there was a remarkable decrease in water contact angles values and a significant increase in surface free energy, for both types of plasma. It was also verified that, the plasma treatments did not modify the topography and roughness of the samples. With the adhesion tape test results, it was found that both plasma treatments were efficient in improving the adhesion of polyurethane coating on the aluminium alloy samples, when compared to the untreated one. The XPS results confirmed the formation of oxigen and nitrogen containing polar groups on the surface of Al alloy samples treated by plasma. With electrochemical techniques the coating capacitance of the painting was determined and the corrosion potential and the corrosion current density were obtained for each condition studied. Both atmospheric pressure plasma treatments were efficient in enhancing the adhesion of the poliurethane painting on the Al alloy AA7075 surface / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-28Bitstream added on 2014-06-13T19:06:19Z : No. of bitstreams: 1 pomin_e_me_bauru.pdf: 1750970 bytes, checksum: ef38ce8b8843e80e04940f9f7c10fa9a (MD5) / Nestre trabalho, Polietrafluroetileno (PTFE) foi tratado por três técnicas: (1) exposição a plasma com gases não polimerizáveis (Ar, He, H2, O2, e N2), num reator a plasma com arranjo capacitivo dos eletrodos, excitado por radiofrequencia (rf);(2) ablação em eletrodo de cobre excitado por rf, com subsequente implantação iônica e deposição por imersão em plasma (IIDIP); e (3) rf-magnetron sputterring associado com IIDIP. Investigaram-se os efeitos dos tratamento nas propriedades superficiais e elétricas do substrato. O objetivo foi reduzir a capacidade do PTFE à acumulação de cargas elétricas. As alterações de molhabilidade e energia de superfície foram obtidas por medida do ângulo de contato. A espessura e a rugosidade foram medidas por perfilometria e microscopia de força atômica (AFM). A estrutura e composição química da superfície foram analisadas por espectroscopia no infravermelho por tranformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS). A resistividade elétrica superficial foi medida através de eletrômetro pelo método dos dois pontos. As caracterizações demonstraram que a técnica (1) foi capaz de alterar as características superficiais do substrato em muitos aspectos, mas não foi suficiente para reduzir sua resistividade elétrica superficial. Para a técnica (2) os resultados de XPS revelaram a presença de cobre na superfície do substrato, mas em quantidade insuficiente para causar os efeitos de percolação desejados. Na técnica (3) partículas de cobre foram incorporadas nos substratos, formando filmes com espessura de até 4000 A e reduzindo a resistividade elétrica superficial em até oito ordens de grandeza. PTFE tratados por rf-magnetron sputtering com um cátodo de cobre perdeu sua habilidade de reter cargas eletrostáticas / In this work, polytetrafluroethylene (PTFE) was treated using three techniques: (1) plasma treatment with non-polymerizable gases (Ar, He, H2, O2 and N2), in a plasma reactor fitted with capacitive electrodes and excited by rf power; (2) ablation of a copper electrode excited by rf, with subsequent plasma immersion ion implantation and deposition (PIIID); (3) rf-magnetron sputerring associated with PIIID. The effects of treatments on the electrical and surface properties of the substrates were investigated. The objective was to reduce the capacity of PTFE to accumulate surface electrical charges. Changes in wettability and surface energy were obtained by measuring the contact angle. Thicknesses and roughnesses were examined using profilometry and atomic force microscopy (AFM). The chemical structure of the surface was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Surface electrical resistivity was measured with an electrometer by applying the two-point method. The characterizations revealed that method (1) was able to alter the characteristics of the substrates in many respects, but not to significantly modify their surface electrical resistivity. After treatment by method (2), XPS results revealed the presence of copper on the substrate surface, but in insufficient quantify to cause the desired percolation effect. In method (3) copper particles were incorporated into the substrates to form films with thicknes of up to 4,000 A and the electrical surface resistivity was reduced by eight orders of magnitude. PTFE treated by rf-magnetron sputerring with a copper cathode los its ability to retain electrostatic charges

Orientadores: Carlos Kenichi Suzuki, Yoshikazo Ernesto Nagai / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T15:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Godoy_PauloHenriquede_M.pdf: 8242496 bytes, checksum: b4f75c048487d154f0cf5a60725b3fe6 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: O gerador de plasma é um equipamento que permite estabelecer elevadas temperaturas,da ordem de 5000 à 50000 K, sendo esta tecnologia altamente versátil para aplicações avançadas. Este equipamento possui como característica, flexibilidade no tocante à mudança de sua configuração, podendo ser empregado em uma vasta gama de aplicações práticas, dentre elas podemos citar o crescimento sustentável através da utilização para solução em problemas do meio-ambiente e a deposição de filmes finos. Neste trabalho de dissertação, apresenta-se a construção e operação de um reator de plasma gerado por descarga elétrica DC do.tipo arco, de relativa simplicidade e baixo custo da instrumentação. Parâmetros elétricos do arco foram medidos para os plasmas de hidrogênio e argônio. Dados foram analisados sobre a estabilidade elétrica do arco para aplicações que requeiram maior estabilidade da chama. A elevada brilhância e potência encontrados à medida que aumenta-se a pressão de trabalho indicam um aumento- na temperatura. Como aplicação desta tecnologia, preparou-se dois tipos de substratos, molibdênio e silício (111), para um ensaio de deposição de filmes finos de diamantes. Muito embora tenhamos encontrado dificuldades com relação às leituras de temperatura-e estabilidade total do plasma, os ensaios detectaram indícios do crescimento de diamante no substrato de silício e no substrato de molibdênio apenas o crescimento de uma camada intermediária de carbeto de molibdênio. Portanto, este reator mostrou-se de aplicação tecnicamente viável para a deposição de filmes finos e, devido à sua flexibilidade, podemos estendermos sua aplicação para outras áreas de conhecimento com pequenas alterações no projeto / Abstract: Plasma generator is a device that provide us get high temperatures, in the range of 5000 K to 50000 K, being extremely changing technology for advanced applications. This equipment has high flexibility because its configuration is changeable and it has many practical applications. Among these we can list ecological problems and thin films deposition. In this thesis the construction and operation of a DC arc discharge plasma reactor with simple design and low cost have been developed. The electrical parameters were measured for argon and hydrogen plasmas. Arc stability data was obtained and analyzed for. uses in application that requires more stable flame. The high brilliance and power were delivered by the plasma by the raisingwork pressure, pointing to-an increase of the plasma temperature. As an example of technological application we prepared two types of substrates, silicon (111) and molybdenumfor diamond thin film deposition. Beside we have found some dificulties with the correct reading and control of the substrate temperature and plasma stability, these tests detected some signs of diamond growth on silicon substrate and on molybdenum only an intermediate layer of 'Mo IND.2 C¿ were found. We have shown that trns reactor is technically applicable for thin films deposition. Due its flexibilityit can be extended to others applications with small changes on its configuration / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Aruy Marotta / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T20:43:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bubliyeuski_DzmitryAlexandrovich_D.pdf: 2691341 bytes, checksum: 7b8e0d82f84d333a723eb14e64832cf3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Uma nova técnica de diagnóstico, denominada termo-espectroscópica, foi introduzida neste trabalho para estudo da interação do arco elétrico com o catodo frio de cobre numa instalação coaxial magnética, com catodo não-refrigerado, operando em gases plasmagênicos ar e nitrogênio. A técnica foi aplicada ao estudo da velocidade de rotação da mancha do arco e da densidade efetiva de corrente na mancha. Estes parâmetros têm estreita relação com o fenômeno da erosão de eletrodos frios. A nova técnica combina a técnica óptico-espectroscópica e a técnica térmica, e se baseia na teoria térmica da erosão. Por espectroscopia, registra-se a evolução temporal da intensidade da linha de emissão do vapor de cobre. Pelo método térmico, registra-se a evolução da temperatura da superfície do eletrodo. A técnica permite um grande aumento na sensibilidade de detecção do ponto de transição do regime de micro para macroerosão, através da observação do abrupto aumento da intensidade da linha espectral do cobre. Observamos que para o regime de microerosão, a velocidade é sempre maior, e a dispersão da velocidade sempre menor que na macroerosão. Esse fato confirma a existência de uma força de arraste superficial ao movimento do arco, que pode ser proporcionada pela fusão do eletrodo, por jatos catódicos e/ou por óxidos na superfície do eletrodo. A densidade de corrente na mancha apresenta um grande crescimento para valores baixos do campo magnético e certa saturação para altos valores. Para o ar foi observada uma forte influência dos óxidos na mobilidade da mancha, que é significativamente maior do que com nitrogênio. A diferença entre medidas obtidas no ar e nitrogênio é atribuída ao processo de decomposição de óxidos na superfície, que afeta a determinação correta do ponto de transição. O estudo experimental realizado nesta tese permite uma melhor compreensão dos fenômenos que ocorrem em manchas de arcos elétricos de eletrodos frios / Abstract: In the present work a new diagnostic technique, named thermo-spectroscopic one, was introduced for study of the interaction of the electric arc with a cold copper electrode using the coaxial magnetic installation with non-refrigerated cathode operated in air and nitrogen. The technique was applied to the measurement of the arc spot rotation velocity and the effective spot current density. These parameters have a direct relation with the phenomenon of the cold electrode erosion. The new technique combines the optic-spectroscopic method and the thermal method, and is based on the erosion thermophysical theory. Using spectroscopy, the temporal evolution of the intensity of the copper vapor emission line was registered. Via the thermal method, the evolution of the electrode surface temperature was recorded. By the observation of the abrupt increase of the copper spectral line intensity, the new technique permits a significative increase in the sensibility of the detection of the transition from the microerosion process to the macroerosion one. It was observed that the arc velocity for the microerosion regime is always higher and the velocity dispersion is always lesser then the ones for the macroerosion regime. This fact confirms the existence of the surface drag force to the arc movement, which can be provided by the electrode fusion process, by cathode jets and/or by oxides formed on the electrode surface. The arc spot current density presents a high growth for the low values of the magnetic field and certain saturation for the high values ones. For the air, a strong influence of oxides on the spot mobility was observed, that is more significant then the one for the nitrogen. The difference between the measurements for the air and the nitrogen is attributed to the oxide decomposition process on the electrode surface that affects the correct transition point determination. The experimental study, carried out in this thesis, allows a better understanding of the phenomenon taking place in cold electrode arc spots / Doutorado / Física de Plasmas e Descargas Elétricas / Doutor em Ciências

Orientadores: Peter Jurgen Tatsch, Stanislav A. Moshkalyov / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:17:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Besseler_Edmilson_M.pdf: 3143419 bytes, checksum: 2715af82a31f1728537a14b1764455a6 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta dissertação apresenta as etapas do trabalho de construção de um Reator ICP destinado a processos de micro fabricação, mais precisamente, destinado a corrosões profundas de Silício a taxas de corrosões elevadas. O modelamento e as caracterizações do reator ICP foram feitas através de um protótipo e depois aplicadas a um equipamento da LAM Research que funcionava em modo RIE. Este foi adaptado para trabalhar em modo ICP, de acordo com os parâmetros obtidos no protótipo. Para isso, foi necessário a instalação do Equipamento e fornecer toda a infra-estrutura que este necessitava para seu funcionamento. Foram desenvolvidos casadores de impedância para ligação dos geradores de RF à bobina do ICP e do eletrodo de polarização da amostra, controladores de fluxo de gases, chaveadores manuais para válvulas pneumáticas, sistemas de refrigeração e tubulação de vácuo. O plasma foi caracterizado e alguns processos foram realizados com o intuído de mostrar o comportamento com relação à variação de parâmetros como pressão, potência, polarização da amostra, fluxo de gases, tempo de processo, área da lâmina exposta ao plasma e também o comportamento de diferentes tipos de máscaras. O Equipamento também foi preparado para que seja possível a comutação de gases, que futuramente será automática, de modo que se possa realizar corrosões e polimerizações consecutivas, como ocorre em processos Bosch. / Abstract: This dissertation shows the steps to building an ICP Reactor dedicated to micro fabrication process, further to deep etching of Silicon on high rates. The modeling and characterization of ICP Reactor has been done in a prototype and after applied on an RIE equipment from LAM Research, that was adapted to work in ICP mode like the prototype. To do it was necessary equipment installation and give it the infra structure needed to it works. A network matching was developed to connect the RF generator to ICP coil and to the electrode of wafer polarization, such as gas flow controllers, manual switches for pneumatic valves, cooling systems and vacuum pipes. The plasma was characterized and some processes has been realized in order to show the trends against some parameters variation as pressure, power, sample polarization (bias), gas flow, process time, wafer area exposed to the plasma and also the behavior of different kind of masks. The equipment is ready to switch some gases, which will be automatic in the future, to corrosion and polymerization consecutive process as at a Bosch process. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Sinezio de Carvalho Campos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Buzeto_FabricioAndre_M.pdf: 5022514 bytes, checksum: da17a266de578a2060bb68a4ba3a873d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Estudos das modificações superficiais de polímeros, causadas por descarga corona, são desenvolvidos com o objetivo de mudar as propriedades hidrofóbicas apresentadas por esses materiais, melhorando suas propriedades superficiais sem alterar suas propriedades mecânicas. No presente estudo, realizou-se, alterações na superfície da borracha natural, por tratamento corona de configuração ponta/plano com potência de 5 kV, visando, num segundo momento, a facilitação da incorporação de cargas com caráter hidrofílico à borracha natural. Um planejamento fatorial 22 foi utilizado para a análise dos resultados obtidos por medidas de ângulo de contato, tendo como objetivo a determinação do tempo e altura ótimos para a diminuição do ângulo de contato medido na superfície do polímero em relação à água destilada. Utilizaram-se técnicas complementares como FTIR/ATR, para a determinação das alterações físico-químicas ocorridas na superfície da borracha, bem como, análises térmicas da borracha natural visando à sustentação da não ocorrência de modificações na estrutura polimérica da borracha natural, tais como, reticulações. Através da técnica de microscopia ótica, foi possível verificar que para alturas menores que 2 mm, a superfície da borracha sofre degradação causada pela intensidade das descargas / Abstract: Studies of the superficial modifications of polymers, caused by corona discharges, are developed with the objective to change the hydrophobic properties presented by these materials, improving their superficial properties without changing their mechanical properties. In the present study, superficial modifications were carried out in the natural rubber, for corona treatment from needles-plane electrode system configuration with power of 5 kV, aiming, on a second moment, the facilitation of the incorporation of fillers with hydrophilic characteristic into the natural rubber. A factorial planning 22 was used on the analysis of the results obtained by contact angle measures, taking as an objective the determination of the best time and height for the reduction of the contact angle measured in the polymer surface regarding the distilled water. Complementary techniques were used, like the FTIR/ATR, to determine the chemical-physic alterations taken place in the rubber surface, as well, thermal studies of the natural rubber aiming for sustenance of not-incident modifications in the internal polymeric structure of the natural rubber, such as, reticulations. Through the optical microscopy technique, it was possible to confirm that, for heights less than 2 mm, the rubber surface suffers degradation caused by the intensity of the applied electric charges. / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O estudo de processos de limpeza por plasma surgiu como uma alternativa e também como uma etapa adicional em processos de limpeza de superfícies que visam a completa remoção de sujidades e contaminantes orgânicos em praticamente todos os tipos de materiais. Sendo as principais vantagens da técnica o fato de ser um tratamento realizado à seco, em temperaturas baixas, que possui pouco consumo de insumos e baixa produção de resíduos prejudiciais ao meio ambiente. Entretanto, uma das dificuldades do processo relaciona a relação complexa que existe entre todas as espécies formadas em um ambiente de plasma e a interação das mesmas com moléculas orgânicas. O presente estudo relaciona como diferentes compostos como hexatriacontano, ácido esteárico, ácido adípico e ácido aminoundecanóico, que representam parte das estruturas presentes nos contaminantes em superfícies, sofrem degradação em ambientes de plasma de Ar e Ar+O2. Para isso foi utilizado um reator de plasma sem eletrodos, com fonte de rádio frequência e descarga do tipo acoplada indutivamente, com a amostra posicionada na região da descarga e com a utilização de atmosferas não oxidantes (Ar) e oxidantes (Ar+10%O2). As análises foram realizadas tanto sobre os produtos voláteis gerados, através das técnicas de especrometria de massa do gás residual e espectroscopia de emisssão ótica, quanto sobre os residuos pós tratamento por espectroscopia de infravermelho e espectrometria de massa de alta resolução. Os resultados mostram que em atmosferas de Ar ocorre a produção de pequenos fragmentos voláteis obtidos através de cisão das ligações C-C ao mesmo tempo em que no material residual, são formados pequenos oligômeros de fragmentos unidos através de radicais. Com a adição de oxigênio na atmosfera observou-se um incremento significativo da produção de H2, H2O, CO, CO2 e fragmentos das moléculas ao mesmo tempo em que ocorre uma considerável oxidação de todos os compostos. Observou-se ainda que a formação de fase líquida altera considerávelmente o processo reacional das moléculas tratadas, levando a um período de alta produção de H2 e H2O junto com uma redução da produção de CO2. / The study of plasma cleaning processes has emerged as an alternative and as an additional step in surface cleaning processes that aim at the complete removal of soils and organic contaminants in virtually all types of materials. The main advantages of this technique are the fact that it is a dry treatment, in low temperatures, that has low consumption of inputs and environmentally harmful waste. However, one of the difficulties of the process relates the complex relationship that exists between all species formed in a plasma environment and the interaction of them with organic molecules. The present study reports how different compounds such as hexatriacontane, stearic acid, adipic acid and aminoundecanoic acid, which represent part of the structures present in the contaminants on surfaces, suffer degradation in plasma environments of Ar and Ar + O2. For this, an electroless plasma reactor was used, with a radio frequency source and inductively coupled discharge, with sample positioned in discharge region and with the use of non-oxidizing atmospheres (Ar) and oxidants (Ar + 10% O2). The analyzes were performed on both the volatile products generated by mass spectrometry of the residual gas and optical emission spectroscopy, as well as on the residues after treatment by infrared spectroscopy and high resolution mass spectrometry. The results show that in atmospheres of Ar occurs the production of small volatile fragments obtained by scission of the C-C bonds while at the same time in the residual material, small oligomers of fragments joined by radicals are formed. With the addition of oxygen to the atmosphere, a significant increase in the production of H2, H2O, CO, CO2 and fragments of the molecules was observed at the same time as a considerable oxidation of all the compounds occurs. It was further observed that the formation of the liquid phase considerably altered the reaction process of the treated molecules, leading to a period of high production of H2 and H2O together with a reduction of CO2 production.

Orientador: Julio Roberto Bartoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T22:28:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giacon_VirginiaMansanares_M.pdf: 2837652 bytes, checksum: cc8b7a2c68b1b5f694c6e06c1feb5bfb (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Materiais poliméricos são alternativas aos materiais inorgânicos na fabricação de dispositivos ópticos como guias de ondas e fibras ópticas (POF) para transmissão de luz ou sinal. Isso porque, a estrutura molecular dos polímeros pode ser modelada com versatilidade, contribuindo para obter materiais com índices de refração (?) distintos, baixo custo e fácil processamento. Esses dispositivos são constituídos basicamente de um núcleo e uma camada externa, casca ou cladding. Os materiais para casca são usualmente à base de polímeros fluorados. Neste trabalho estudou-se a modificação de superfície de filmes de poli (metacrilato de metila), PMMA, utilizando-se a técnica de Polimerização por Plasma de gás fluorado. Filmes de PMMA com espessuras de 60 µm foram obtidos por spin coating a partir de uma solução de MIBK e Xileno (30% em massa de PMMA). Seguindo dois planejamentos fatoriais, em diferentes condições de pressão (0,5 a 2 torr) e potência (60 a 150 W), os filmes foram expostos ao plasma de CHF3. As superfícies desses filmes foram caracterizadas através de espectroscopia no infravermelho (FTIR/ATR), ângulo de contato de molhamento, microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia XPS e análise gravimétrica. A fluoração da superfície dos filmes de PMMA expostos ao plasma foi confirmada por análises de XPS (razão atômica F/C=1,12) e pelo aumento do ângulo de contato de 700(PMMA original) para 100°. O planejamento fatorial mostrou que a pressão é um fator significante (95% confiança) no seu nível mínimo (0,5 torr) para aumentar o ângulo de contato. Análises via FTIR-ATR mostraram alterações nas intensidades de absorção dos grupos C=O e C-O do PMMA, diminuindo significativamente a razão C=O/C-O após o plasma. Análises de AFM mostraram um tolerável aumento da rugosidade da superfície dos filmes após o tratamento. A espessura da camada fluorada, estimada por gravimetria, foi de aproximadamente 0,11 µm. Essa camada deve apresentar um índice de refração menor que o PMMA, inferido pelo alto teor de flúor na superfície dos filmes, determinado pelas análises XPS / Abstract: Polymeric materials are alternative to inorganic materials for production of optical devices as waveguides and optical fibers (POF) for light transmission. This because the molecular structure of polymers can be versatile modeled, giving materials with different refractive indices, low cost and easy processing. These devices are basically consisted by core with an external layer, cladding, of low refractive index (?) allowing light propagation into the core. The cladding materials are usually made of fluorinated polymers. In this work the surface modification of Poly (methylmethacrylate), PMMA, was studied using the plasma polymerization technique. Polymeric films of 60µm thickness were obtained by spin coating using a solution of MIBK and Xylene (30 wt% PMMA). The films were exposed to CHF3 plasma. The processing conditions followed two factorial experimental designs for gas pressure (0.5 - 2 torr) and plasma power (60 - 120 W). The surfaces of the films were characterized using infrared spectroscopy (FTIR/ A TR), contact angle of wetting, atomic force microscopy, XPS spectroscopy and gravimetry. The surface fluorination of PMMA films was confirmed by XPS analysis and also inferred due to the increase on contact angle from 70° (PMMA original) to 100°. The factorial analysis indicated that pressure is a significant factor to increase the contact angle at the lower level 0.5 torr (95% of confidence). FTIR/ATR analysis showed significant alteration on the absorbance intensity of the C=O/C-O groups after plasma. AFM topography analysis showed a tolerable increase on roughness of the surface of plasma exposed films. The thickness of the fluorinated layer was approximately 0.11 µm (estimated by gravimetry). This fluorinated layer should have lower refractive index than the PMMA, due to the high fluorine content on the film surface (F/C ratio), measured by XPS analysis / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Julio Roberto Bartoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T09:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Padilha_GiovanadaSilva_M.pdf: 1555922 bytes, checksum: 035b74427e55cfdd28217830ff384c88 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Dispositivos ópticos poliméricos têm sido promissores para aplicação em comunicações, principalmente na utilização em redes de curta distância devido ao fácil processamento e baixo custo quando comparado aos materiais ópticos fabricados com sílica. Na fabricação de um dispositivo óptico é imprescindível que o índice de refração do núcleo seja maior do que o da casca para que o sinal seja transmitido pelo dispositivo. Algumas técnicas de tratamento superficiais são muito comuns para obter diferentes índices de refração entre os materiais, entre elas a fluoração por plasma, seja por reações de deposição ou substituição, formando-se uma camada de polímero fluorado sobre um substrato polimérico com índice de refração modificado. Neste trabalho, estudou-se a modificação da superfície de filmes de poli (metacrilato de metila) (PMMA), usando a técnica de polimerização por plasma de gás fluorado. Filmes de PMMA com espessura de 1 O _m foram obtidos por Spin-Coating a partir de uma solução de clorofórmio (15,36% em massa de PMMA). Os filmes foram expostos ao plasma de CHF3 seguindo dois planejamentos fatoriais em diferentes níveis de pressão e tempo. A superfície dos filmes ópticos fluorados produzidos foi caracterizada através das técnicas: gravimetria, espectroscopia no infravermelho (FTIR-A TR), ângulo de contato de molhamento, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (AFM) e perfilometria. A fluoração da superfície dos filmes de PMMA pode ser inferida pelo aumento do ângulo de contato em todas as condições experimentais e confirmadas através das análises de FTIR-A TR. As análises gravimétricas apresentaram aumento da camada fluorada sobre o filme de PMMA em toàas as condições de processo, estimando a maior espessura próxima a 1,55 _m em 0,7 torr e 40 minutos de plasma. A análise estatística mostrou que a pressão e o tempo foram variáveis significativas (95% de confiança) para o crescimento de camada polimérica fluorada. Análises de MEV apresentaram uma camada fluorada bem definida e presença do elemento flúor com a análise de EDS. A rugosidade dos filmes ópticos fluorados foi de 200 Á, bastante satisfatório para cladding com 1,55 _m de espessura / Abstract: Polymeric optical devices have been promising for application in communications, mainly for local networks due to easy processing and low cost compared to the optical materials made silica. In the production of an optical device it is indispensable the difference between the refraction index of the core and the cladding. The refractive index of the core should be larger than the one of the cladding so that the signal is transmitted by the device. Some techniques of surface treatment are very common to obtain different refractive index among the materials, among them plasma fluorination that either allow deposition reaction of a layer of fluorinated polymers the substrate with refractive index modified. In this work, it was studied the modification of the surface of poly (methyl methacrylate) (PMMA) films, with the technique of plasma polymerization. Films of PMMA with thickness of 1 O _m were obtained by Spin-Coating starting from a chloroform solution (15.36% wt% PMMA). The films were exposed to the plasma of CHF3 following two factorial experimental designs at different levels of pressure and time. The surface of the films was characterized through the techniques: gravimetry, infrared spectroscopy (FTIR-ATR), contact angle of wetting, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and scan profile. The surface fluorination of PMMA films can be inferred by the increase of the contact angle in all of the experimental conditions and confirmed with the analyses of FTIR-ATR. Gravimetry showed an increase of the layer of fluorinated polymer onto PMMA films, being 1.55 _m the largest thickness at 0.7 torr and 40 minutes of plasma. The factorial analysis showed that pressure and time were significant (95% of confidence) for the growth of the fluorinated polymeric layer. Analyses of SEM showed a layer of fluorinated polymer well defined and presence of the fluorine element by EDS analysis. The roughness of the films fluorinated polymers was around of 200 A, quite satisfactory for cladding of 1.55 micro m of thickness / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química