Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3036.pdf: 14240983 bytes, checksum: ee6c8c44e8b6ec5c94280d7b7d936f6b (MD5) Previous issue date: 2009-04-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / Investment casting of Titanium parts free of defects is very difficult owing to the reactivity of this element in the liquid state .The objective of this study was to evaluate the reactivity of titanium with refractory oxides of high thermodynamic stability, such as yttria and alumina. Centrifugal castings of small parts were carried out by melting the metal in an yttria coated crucible and pouring the liquid into molds coated with a mixture of yttrium and aluminum oxides. As binder for the powders were added colloidal suspensions of silica, alumina, yttria or zirconium acetate. Only the silica and alumina colloidal bonded the moulds with useful mechanical strength allowing the centrifugal casting trials. Both, yttria colloidal and zirconium acetate were excluded of the trials. By analyzing the hardness profile it could be noted that a similar curve was obtained for different moulds (oxides plus binder) related to the hardened layer thickness. However, the molds using a higher thermodynamic stability combination of binder and oxides presented lower Vicker values. The pair Yttria/Alumina colloidal induced less than 350 Vickers and Alumina/Alumina colloidal less than 720 Vickers on the surface of titanium as cast, for instance. Finally, a mathematical simulation of the process was proposed and it could be well adjusted and compared to the experimental graphics. / A obtenção de peças de titânio pelo processo de fundição de precisão, livre de defeitos, é extremamente complicada devido à elevada reatividade do titânio no estado líquido com os constituintes do molde, os óxidos cerâmicos. Este trabalho objetivou estudar a reatividade do titânio com óxidos de alta estabilidade termodinâmica, a saber: de alumínio e de ítrio. Foram realizadas tentativas de fundição centrífuga de pequenas peças utilizando cadinhos revestidos com ítria e vazamento sobre moldes revestidos majoritariamente com os óxidos citados. Como aglomerantes destes pós refratários foram utilizadas suspensões coloidais de sílica, de alumina e de ítria além de acetato de zircônio. Os dois últimos não proporcionaram aos moldes resistência mecânica suficiente para serem trabalhados, sendo excluídos dos testes de fundição. Com os aglomerantes à base de sílica e alumina foram então construídos os moldes nos quais foi vazado o titânio (comercialmente puro) por fundição centrífuga. Através de perfis de microdureza Vickers verificou-se um comportamento similar das combinações de aglomerante mais refratário no que tange a espessura da camada alfa endurecida. No entanto, as combinações de maior estabilidade termodinâmica apresentaram menores valores de microdureza na superfície das amostras, com o par ítria/alumina apresentando resultados abaixo de 350 Vickers e o par alumina/alumina cerca de 720 Vickers na superfície de contato com o molde. Ao final, foi proposta uma simulação matemática do processo gerando gráficos teóricos que puderam ser bem ajustados aos gráficos experimentais.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-13T19:23:07Z No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:39:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:39:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissBJSO.pdf: 12242654 bytes, checksum: 46859912b59c4c6962a659c6212f4d3a (MD5) Previous issue date: 2015-07-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nowadays, titanium and its alloys are the materials of choice for the production of implants for hip arthroplasty, a surgery that aims for the improvement of the quality of life of patients that bear articular pathologies of the hip. With the increase of life expectancy, it becomes more and more important that these implants withstand greater times of implantation, avoiding revision surgeries, which represent higher costs and risks. Today, this need is approached by different ways, among them the functionalization of surfaces, that permit better osseointegration of the prosthesis at the site of implantation and, consequently, better results on the application of products in the long term. One of the ways to perform this functionalization is through chemical etching, one of which (H3PO4+NaOH) has been chosen to perform modification of surfaces previously treated by titanium plasma spray (TPS+AQ) on finished femoral prostheses. As a control, another group of prostheses was employed, treated with technology already in the market, coated by titanium plasma spray with posterior deposition of two phases of calcium phosphate with different solubility (TPS+HA). The prostheses were submitted to topographical analyses via SEM, analyses of roughness profiles and increase of effective surface area by confocal microscopy and transversal analyses of coatings via SEM, subsequently treated by image analysis software for determination of attributes of porous coatings according to ASTM F1854. After that, all prostheses were tested to evaluate their fatigue behavior according to ISO 7206-4 and the presence of cracks via penetrant liquid testing. All the specimens survived the fatigue test, refuting the hypothesis that the modification via TPS+AQ reduces the fatigue resistance of femoral stems when compared to a control group, TPS+HA, under a normalized test protocol. / Atualmente o titânio e suas ligas são os materiais mais usados para a produção de implantes para artroplastia total de quadril, cirurgia que visa a melhoria da qualidade de vida de pacientes com patologias articulares nessa região do corpo. Com o aumento da expectativa de vida, torna-se cada vez mais importante que esses implantes resistam a tempos maiores de implantação, evitando cirurgias de revisão, que representam riscos e custos mais elevados. Essa necessidade é abordada atualmente por vias diferentes, entre elas a funcionalização de superfícies, que permitem melhor osseointegração da prótese no local de implantação e, consequentemente, melhores resultados de aplicação dos produtos no longo prazo. Uma das maneiras de se realizar essa funcionalização é através de ataques químicos, um dos quais (H3PO4+NaOH) foi escolhido para se realizar modificação de superfícies previamente tratadas por plasma spray de titânio (TPS+AQ) em próteses femorais acabadas. Como controle, foi usado um outro grupo de próteses com tecnologia já presente no mercado, recobertas por plasma spray de titânio com posterior deposição de duas fases de fosfato de cálcio com solubilidades diferentes (TPS+HA). As próteses foram submetidas a análise topográfica via MEV, análise de perfis de rugosidade e aumento de área de superfície efetiva via microscopia confocal e análise transversal de recobrimentos via MEV, tratadas através de software de análise de imagens para determinação de atributos de camadas porosas segundo a norma ASTM F1854. Depois da caracterização, todas as próteses foram ensaiadas em fadiga de acordo com a norma ISO 7206-4 e testadas via ensaio de líquido penetrante. Todos os corpos de prova sobreviveram ao ensaio de fadiga, refutando a hipótese de que modificação via TPS+AQ reduz a resistência à fadiga de hastes femorais em comparação com o grupo de controle, TPS+HA, sob um protocolo de ensaio normalizado.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-21T17:59:59Z No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:09:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:09:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T14:09:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPF.pdf: 6410166 bytes, checksum: 90c0315f1bd99063f25b7cb4a3e93043 (MD5) Previous issue date: 2016-01-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / The welfare of the human population depends of the technological and scientific development. However, this model of economic growth has generated a huge ecological impact. For this reason, it is necessary new and more efficient processes and methods of synthesis to sage energy. This study employed a new approach of the "The Oxidant PeroxoMethod" (OPM) to obtain highly reactive nanoparticles of titanium dioxide (TiO2) with the surface modified with peroxide groups (TiO2 -OPM). We synthesized these TiO2-OPM using titanium metal and titanium isopropoxide as titanium source and to evaluate the reactivity of these precursors, two different composition of bismuth titanates (the selenita Bi12TiO20 and the perovskite Bi4Ti3O12 phases) were synthesized by means of the conventional solid-state reaction. These materials were characterized using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TG), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and scanning eléctron (SEM) and transmission eléctron (TEM) microscopies. We observed that both TiO2-OPM precursors are identical reagarding their reactivity and structure, with the advantage that the material synthesized from the alcooxide is easier, cheaper and faster that the material obtained from titanium metal. Moreover, we could observe that the peroxide groups on the surface of the nanoparticles were resposable by the reactivity of these nanoparticles, as observed by the lower temperatures used to obtain single phase bismuth titanates with different composition. / Cada vez mais o desenvolvimento industrial e tecnológico estão atrelados ao bem estar da população, na maioria das vezes este intenso progresso na industria e na tecnologia gera um elevado volume de resíduos e um alto consumo de energia. Em razão disso, há uma necessidade de novas rotas de síntese que sejam eficientes produtivamente para a obtenção de novos materiais mas que ao mesmo tempo sejam mais econômicas e ambientalmente sustentáveis. Desta maneira, o presente estudo visou compreender e aumentar a utilização de uma nova rota de síntese,o método dos complexos oxidantes de peróxido (a rota OPM). Esta rota por via úmida, também conhecida como "The Oxidant Peroxo Method" (OPM), permite a síntese de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) com a superfície modificada com o grupo peróxo (TiO2-OPM), aumentando a reatividade das nanopartículas. Esta rota foi utilizada com o objetivo de estudar a reatividade dessas nanopartículas modificadas. Foram realizadas sínteses de TiO2 -OPM a partir de titânio metálico (met-TiO2-OPM) e de isopropóxido de titânio (iso- TiO2-OPM). A síntese a partir do isopropóxido se mostrou mais rápida e um pouco mais eficiente do que a do titânio metálico. Para comprovar essa alta reatividade foram sintetizados titanatos de bismuto em diferentes fases, a selenita (Bi12TiO20) e a perovskita (Bi4Ti3 O12) a partir do TiO 2-OPM por reação no estado sólido. Os materiais obtidos foram caracterizados por técnicas análises térmicas como calorimetria diferencial de varredura (DSC) e a análise térmica (TG) e estruturalmente por difratometria de Raios X (DRX) e espectroscopia de espalhamento Raman. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM) também foram utilizadas para verificar as morfologias destes materiais. Com a obtenção dos pós precursores pela rota OPM foi possível observar que os grupos peroxos formados na superfície do TiO2 foram responsáveis pela elevada reatividade observada, isto foi comprovado através da obtenção das diferentes fases do titanato de bismuto utilizando uma simples reação no estado sólido. O material precursor, TiO2- OPM, não apresentou uma morfologia definida, porém apresentou uma pequena cristalização devido aos picos largos apresentados no DRX, e também foi possível observar uma mistura de fases. Os titanatos de bismuto apresentaram as fases correspondentes, as partículas dos titanatos obtidos com o precursor iso - TiO2-OPM se apresentaram menores do que as do precursor met - TiO2-OPM.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-05T13:31:10Z No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:26:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-14T14:26:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-14T14:27:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissYNNR.pdf: 3683311 bytes, checksum: e9291665cc68d8dd4abaf96989d12269 (MD5) Previous issue date: 2016-04-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In the field of nanotechnology, the titanium dioxide (TiO2) has been widely studied for its optical and electrical properties. This oxide is an n-Type semiconductor and is found naturally in different crystalline phases. Recently, this material has attracted much attention as photocatalyst for the electrochemical photolysis of water displaying a high efficiency, chemical stability and a large surface area. Furthermore, for this application has been proposed that the synthesis of TiO2 nanotubes (Nts-TiO2) prepared by anodization are promising. Thus, we aimed to study the correlation between the synthesis - morphological and microstructural properties for the optical properties of Nts-TiO2 prepared electrochemically, using the photoelectrochemical decomposition reaction of water as a reaction target optical properties. For this, the Nts-TiO2 were prepared by anodizing the titanium substrate in Ethylene glycol solutions /water/ ionic liquid (BMIM-BF4), followed by a heat treatment at 450 °C. In this study, we performed a factorial design 23 to: i) evaluate the statistical significance of synthesis variables: applied potential (Eapl), bath temperature (Tbanho) and percentage of water in the electrolyte (%A); and ii) quantify the correlation between synthesis, morphological, microstructural and optical properties of Nts-TiO2. The synthesized nanotubes were characterized by their morphology and photoelectrochemical properties. The characterization by X-ray diffraction indicated characteristic peaks only the anatase phase interest. The band gap determined by the Wood-Tauc method were calculated values near 3.2 eV. The scanning electron micrographs showed the formation of Nts-TiO2 in all conditions of synthesis, with an internal diameter with values between 23 and 65 nm, being statistically significant main effects Tbanho and %A and interactions effects of Eapl -%A. To study the photoelectrochemical properties of the electrodes, linear voltammetry experiments were carried out in the light and dark in 0, 5 M H2SO4 solution, the photocurrent density values obtained in the course showed values up to 300 μA cm-2 at 1.01 V vs Ag/AgCl/KClsat. (Water oxidation potential for the system studied) compared with the response obtained in the dark. With the results obtained, is observed the variability in current density in function of morphological, microstructural and semiconducting properties of Nts-TiO2. Key words: Titanium dioxide, photoelectrochemical cell, TiO2 / No campo de estudo da nanotecnologia, o dióxido de titânio (TiO2), vem sendo amplamente investigado por suas propriedades ópticas e elétricas. Este óxido é um semicondutor do tipo n e é encontrado na natureza em diferentes fases cristalinas. Recentemente, este material tem atraído muito interesse como fotocatalisador para a fotóliseeletroquímica da água por apresentar uma alta eficiência, estabilidade química e uma grande área superficial. Além disso, para esta aplicação tendo sido proposto que a síntese de nanotubos de TiO2 (Nts-TiO2), preparados por anodização são promissores. Deste modo, teve como objetivo principal estudar a correlação síntese-propriedades morfológicas e microestruturais com as propriedades ópticas dos Nts-TiO2 preparados eletroquimicamente, fazendo uso da reação de decomposição fotoeletroquímica da água como reação alvo das propriedades ópticas. Para isso, os Nts-TiO2 foram preparados através da anodização do substrato de titânio em soluções de Etileno glicol/Água/Líquido iônico (BMIM-BF4), seguido de um tratamento térmico a 450 °C. Neste estudo foi realizado um planejamento fatorial 23 para: i) avaliar a significância estatística das variáveis de síntese: potencial aplicado (Eapl), temperatura do banho (Tbanho) e porcentagem de água no eletrólito (%A); e ii) quantificar a correlação entre síntese, propriedades morfológicas, microestruturais e ópticas dos Nts-TiO2. Os eletrodos sintetizados foram caracterizados quanto a sua morfologia e propriedades fotoeletroquímicas. A caracterização por difração de raios-X indicou apenas os picos característicos da fase de interesse anatase. Os band gaps determinados através do método de Wood-Tauc tiveram os valores calculados próximo a 3,2 eV. As micrografias eletrônica de varredura mostraram a formação de Nts-TiO2 em todas as condições de síntese, com diâmetro interno com valores entre 23 e 65 nm, sendo estatisticamente significativos os efeitos principais Tbanho e %A e as interações dos efeitos Eapl - %A. Para estudar as propriedades fotoeletroquímicas dos eletrodos, foram realizados experimentos de voltametria linear no claro e escuro em solução de H2SO4 0.5M, os valores de densidade de fotocorrente obtidas no claro mostraram valores de até 300 μA cm2- em 1,01 V vs Ag/AgCl/KCl sat. (Potencial de oxidação da água para o sistema estudado) quando comparado com a resposta obtida no escuro. Com os resultados obtidos, foi observada a variabilidade na densidade de fotocorrente em função dos parâmetros morfológicos, microestruturais e semicondutores dos Nts-TiO2. Palavras chaves: Dióxido de titânio, célula fotoeletroquímica, nanotubos de TiO2.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-05T20:22:35Z No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:43:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:49:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T18:49:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissCAEC.pdf: 4586918 bytes, checksum: 8999e545d069d3ff24ef2b22f83a3b31 (MD5) Previous issue date: 2016-03-22 / Não recebi financiamento / Chemical surface treatments (CST) in cementless and endosseous implants are used to increase the implant-bone contact area, reducing the period of osseointegration and favouring bonding ability between implants and bone. However, surface modifications can affect the fatigue strength of these materials, especially the fatigue crack nucleation. For these reasons, this work evaluated the influence of the surface modification using acid etching, combined with alkaline treatment on the fatigue strength of Ti-6Al-4V ELI alloy. The topography developed by chemical surface treatments was examined by scanning electron microscopy (SEM) and confocal laser scanning microscopy (CLSM). Increased roughness and the effective surface area were investigated and compared with the Ti-6Al-4V samples without modification. Surface composition was analyzed by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Axial fatigue resistances of polished and modified surfaces were determined by stepwise load increase tests and staircase test method. Finally, SEM was employed to examine the fracture surface of the tested specimens. According to the results, it was observed a similar fatigue behavior of the chemically treated Ti-6Al-4V alloy compared to the samples without treatment. / Tratamentos químicos sobre a superfície dos implantes intra-ósseos são usados para aumentar a área de contato do par implante-osso, diminuindo o período de osseointegração e favorecendo a capacidade de ligação entre o implante e o osso. No entanto, modificações de superfície podem afetar a resistência à fadiga destes materiais, especialmente quanto a nucleação de trinca por fadiga. Por estas razões, este trabalho avaliou e analisou a influência na resistência à fadiga das ligas de Ti-6Al-4V ELI com modificações na superfície, geradas por tratamentos ácidos e um posterior tratamento alcalino. A mudança na topografia promovida pelos tratamentos químicos foi examinada com microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia confocal de varredura a LASER (CLSM). O aumento da rugosidade e da área efetiva de contato foram estudadas e comparadas com as amostras de Ti-6Al-4V sem modificação. A composição química da superfície foi analisada por espectroscopia com energia dispersiva de raios-X (EDS). A resistência axial à fadiga dos corpos-de-prova polidos e modificados foi determinada pelo método escalonado de tensões e o método “staircase”. Finalmente, Imagens por MEV foram usadas para examinar a superfície de fratura dos espécimenes fraturados após serem testados à fadiga. De acordo com os resultados obtidos, observou-se um comportamento semelhante no desempenho à fadiga do material com a superfície tratada quimicamente com H3PO4 ou HCl e posteriormente com NaOH, em comparação com o sem tratamento.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutRF.pdf: 2859796 bytes, checksum: 5d0499b766cb39300c0cdcb26a074d32 (MD5) Previous issue date: 2003-08-14 / Universidade Federal de Sao Carlos / The titanium incorporation in the MFI structure generated a new material, called TS-1, which showed highly active in oxidation reactions of organic compounds. A very important aspect in this titanium-silicate is that it can be used as catalytic for the oxidation in liquid phase with H2O2 as oxidant. However, the TS-1 possesses small pore diameter, which limits its application to molecules with kinetic diameter less than 5,5Å. This limitation has stimulated several investigators to study the incorporation of titanium into molecular sieves with larger pore diameter. This work has as purpose the incorporation of titanium into the structure MOR; verify the influence of the increase of the Si/Al ratio, the titanium content and source in the physical-chemical properties of this material; and finally verify the influence in the catalytic selectivity and activity in the oxidation of ciclo-hexeno with H2O2 as oxidant. The maximum Si/Al ratio in the samples of Ti-MOR prepared was of 10.5. The samples synthesized with TEOT as Ti source presented higher titanium contents in the solid that the samples synthesized with H2TiF6. The morphology of all the samples was in the form of needles. The IR spectra present a band at 960 cm-1, which was related to framework defects and not to Ti incorporation, as stated by other authors. The samples synthesized with H2TiF6 presented greater amount of pentacoordinated Ti atoms in the framework and a superior specify activity, compared to the samples synthesized with TEOT. Compared to TS-1, Ti-MOR presented higher activity in cyclohexene oxidation, however they are less selective to the epoxide. / A incorporação de titânio na estrutura MFI gerou um novo material, a TS-1, que se mostrou bastante ativo nas reações de oxidação de compostos orgânicos e despertou um grande interesse. Um aspecto muito importante no uso de Titano-silicatos como catalisador para a oxidação de substratos orgânicos, tais como olefinas e parafinas, lineares e cíclicas, em fase líquida, é que o agente oxidante empregado, o H2O2, libera a água como subproduto de reação. No entanto a TS-1 possui microporos de tamanho médio, o que dificulta a difusão de moléculas com diâmetro cinético maiores que 5,5Å. Estes fatos levaram pesquisadores a estudar a incorporação de titânio em peneiras moleculares com estruturas que possuam diâmetro de microporos maiores. Este trabalho tem como objetivo a incorporação de titânio na rede da zeólita MOR; verificar a influência do aumento da razão Si/Al, do teor e da fonte de titânio nas propriedades físico-químicas da Ti-MOR e estudar a atividade catalítica na reação de oxidação do ciclo-hexeno utilizando H2O2 como oxidante. Os resultados mostram que a razão Si/Al máxima na Ti-MOR obtida nessas condições é de 10,5. As amostras sintetizadas com TEOT apresentaram maior teor de titânio no sólido do que as amostras sintetizadas com H2TiF6. A morfologia de todas as amostras é de agulhas. Os espectros no infravermelho apresentam a banda a 960 cm-1 que está relacionada com defeitos na estrutura zeolítica. As amostras sintetizadas com H2TiF6 apresentaram maior quantidade de espécies de Ti pentacoordenado. As amostras sintetizadas com H2TiF6 apresentaram uma maior atividade especifica do que as sintetizadas com TEOT. Ao comparar com a TS-1, as amostras de Ti-MOR apresentaram maior atividade, porém se mostraram menos seletivas à formação de epóxidos.

Submitted by Morgana Silva (morgana_linhares@yahoo.com.br) on 2016-07-27T16:43:01Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1307807 bytes, checksum: 77d4794b09c164cec707cb914d2e0bfe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T16:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1307807 bytes, checksum: 77d4794b09c164cec707cb914d2e0bfe (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Due to increasing demand in the global energy sector, research are being grounded in the pursuit of new nonpolluting energy resources. With concepts of use already well-established, solar energy has been highlighted in its capture and transformation into electricity. One way of using solar energy with great impact on energy network is the transformation through the solar cells, which are devices for direct conversion of solar energy into electricity through the photovoltaic effect. This raises a number of challenges to their development as it relates to new materials that allow greater efficiency in this transformation. Photovoltaic cells need to be efficient, stable, and its manufacturing cost must be competitive. Considering these factors, this paper presents the assembly of solar cells sensitized by titanium dioxide pigment (TiO2) most commonly found in the literature. Based on this, the solar cell has been developed using the Pechini method. The methodology is consolidated and objective, an optimization of all steps involved in the assembly process of the cells to improve the efficiency of energy conversion. To check the performance of the cell, its efficiency is calculated. This estimate requires a fill factor (FF) extracted from the I-V curve. For this purpose, Newton Rapson and Levenberg-Marquardt algorithms are used to plot the curve and find the cell parameters. The experimental results show that the cell built with an area of 6,25 square centimeters and the efficiency value η = 3.21% is effective in the transformation of solar energy into electricity. / Devido à demanda crescente no setor de energia mundial, trabalhos de pesquisas estão sendo fundamentados na procura de novos recursos energéticos não poluentes. Com conceitos de utilização já bem consolidados a energia solar tem tido destaque na sua captação e transformação em energia elétrica. Uma das formas de utilização da energia solar com grande impacto na rede energética é a transformação através das células solares, que são dispositivos de conversão direta de energia solar em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico. Neste contexto, surgem vários desafios para o seu desenvolvimento no que se refere a novos materiais que possibilitem maior eficiência nessa transformação. As células fotovoltaicas precisam ser eficientes, estáveis e seu custo de fabricação deve ser competitivo. Considerando esses fatores, este trabalho de pesquisa apresenta a montagem de células solares sensibilizadas por corante de dióxido de titânio (TiO2) mais comumente encontradas na literatura. Baseado nisso, foi desenvolvida a célula solar utilizando o método Pechini. A metodologia é consolidada e objetiva, uma otimização de todas as etapas envolvidas no processo de montagem das células para melhorar a eficiência da conversão energética. Para verificar o desempenho da célula, calcula-se a sua eficiência. Esta estimativa necessita de um fator de preenchimento (FF) extraído da curva I-V. Para este propósito, os algoritmos de Newton Rapson e Levenberg Marquardt são aplicados para plotar a curva e achar os parâmetros da célula. Os resultados experimentais comprovam que a célula construída com uma área de 6,25 cm2 e o valor de eficiência η = 3,21 %, é eficaz na transformação da energia solar em eletricidade.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PRE-TEXTUAL.pdf: 61510 bytes, checksum: de42e44f3e60516728ad63e4d079e03e (MD5) Previous issue date: 2008-10-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Titanium and its alloys are widely used in biomedical area. Although these materials have a good biocompatibility in nature , a surface treatment is generally required to prevent ionic dissolution and improve surface properties for use as implants and proteases. In this study we performed a thermal oxidation in order to thicker the oxide film aiming to prevent ionic dissolution and improve the surface properties. Thermal oxidation was carried out in air between 300 °C and 700 oC for 5 and 24 hours. Evidences from X-ray diffraction and differential thermal analyses showed that the passive film is converted into crystalline anatase at approximately 280 oC on titanium and Ti-6Al-4V alloy. At approximately 450 oC occurs the nucleation and growth of rutile. Between 450 °C and 700 oC the film is constituted of anatase and rutile on both materials. Surface roughness, micro and nanoindentation, wearcorrosion and Rokwell C adhesion tests were used to evaluate the surface properties of the oxide films. A significant increase on surface roughness was observed on the samples oxidized between 500 °C and 700 oC. The surface roughness increased steeply with temperature and oxidation time. A significant increase in the microhardness was observed on the samples treated over 500 °C. The highest values were found at 650 °C on both materials, measuring about 12,000 MPa and 10,000 MPa on Ti and Ti-6Al-4V, respectively. However, at 700 °C lower values were obtained due to the formation of a porous and fragile oxide film, composed essentially of rutile. Bellow 500 °C the oxide films are thin and the microhardness is somewhat the same of that of the substrate. The thin oxide films were evaluated by nanoindentation in terms of harness and elastic modulus. The hardness (H) and the modulus (E) found on the titanium and Ti-6Al-4V were of about H = 10-12 GPa and E = 180-250 GPa, and H = 10-18 GPa and E = 180-250 GPa, respectively. The specific wear-corrosion rate measured on the oxide films showed that the samples oxidized at 600 °C - 650 °C presented the lowest values. Rockwell-C adhesion tests reveled that the oxide films formed between 600 °C - 650 oC have good adhesion. / O titânio é considerado um metal apropriado para aplicações in vivo por causa de sua boa biocompatibilidade e excelente resistência à corrosão. Por isso, o titânio e suas ligas têm sido amplamente utilizados por várias décadas como materiais para implantes, próteses e dispositivos médicos. No entanto, o titânio comercialmente puro (Ti_cp) apresenta baixa dureza superficial e resistência ao desgaste, limitando sua aplicação em próteses articuladas, pois a articulação sofre impactos e atrito constantes. A liga Ti-6Al-4V ainda é a principal liga de titânio usada como biomaterial, mas existe a preocupação sobre a toxicidade do alumínio e do vanádio. Os íons de titânio são considerados agentes químicos cancerígenos, os íons alumínio causam desordem neurológica e os íons vanádio estão associados com distúrbios enzimáticos, entre outros problemas. Sabe-se que a camada passiva formada naturalmente é muito fina e permite uma certa dissolução iônica. Para limitar a dissolução iônica optou-se pela formação de um filme de óxido bem mais espesso do que ao filme passivo pelo processo de oxidação térmica. Este tratamento superficial também tem por finalidade aumentar a rugosidade superficial (de modo a otimizar a osseointegração), a dureza e a resistência à corrosão-desgaste (em próteses sujeitas a impactos e atrito constantes). Portanto, esse estudo consistiu em analisar a influência da oxidação térmica sobre as propriedades de superfície do Ti_cp e da liga Ti-6Al-4V para aplicações biomédicas e odontológicas. Os ensaios de oxidação térmica foram realizados entre 300 °C e 700 °C em atmosfera de ar ambiente durante 5 e 24 horas. Os filmes de óxido formados foram avaliados por ensaios de difração de raios-x, análise térmica, rugosidade superficial, micro e nanodureza, corrosão-desgaste e aderência Rockwell C. As análises por difração de raios-x e análise térmica mostraram que os óxidos são formados de rutilo e anatásia. Os filmes de óxidos formados entre 600 °C e 650 oC, tanto para o Ti_cp como para a liga Ti-6Al-4V apresentaram os melhores resultados quanto a resistência à corrosão-desgaste, rugosidade superficial e aderência. A dureza do filme de óxido aumentou expressivamente com a temperatura e tempo de oxidação térmica a partir de 500 °C. Os valores mais altos de dureza ocorreram para a temperatura de 650 °C, em ambas as amostras e tempos de oxidação térmica, correspondendo à aproximadamente 12.000 MPa e 10.000 MPa, para o Ti_cp e a liga Ti-6Al-4V, respectivamente. Porém a 700 °C, quando os filmes de óxido apresentaram fase predominante de rutilo, a dureza superficial diminuiu devido a maior porosidade e fragilidade do filme de óxido formado, para ambas as amostras e tempos de oxidação térmica. Quanto à propriedade de resistência à corrosão desgaste, o Ti_cp apresentou os melhores resultados para as amostras oxidadas a 650 °C por 5 horas e 600 °C por 24 horas, enquanto a liga Ti-6Al-4V apresentou os melhores resultados, para ambos os tempos de oxidação (5 e 24 horas), à temperatura de 600 °C.

O presente trabalho avalia a deposição de filmes de TiN com caráter decorativo sobre substratos de AISI 304. Os filmes produzidos neste estudo são compostos por uma intercamada de Ti entre o substrato e o filme de TiN, produzindo assim um sistema substrato/Ti/TiN. Foram estudados os efeitos da tensão de polarização aplicada ao substrato durante a deposição da intercamada de Ti e a influência da temperatura de deposição do filme, com variação de temperatura entre 25°C e 200°C. Os filmes foram depositados através da tecnologia PVD por arco catódico em um processo de deposição reativa em escala industrial, partindo de cátodos de Ti e gases argônio e nitrogênio. Os filmes tiveram sua composição química analisada através da técnica de espectroscopia por descarga luminescente, as fases cristalinas foram determinadas por difração de raios-X e a microestrutura e espessura das camadas foram avaliadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Também foi medida a dureza em nanoescala dos filmes e, como forma de complementar os resultados obtidos, a carga crítica para início de deformação plástica dos filmes foi medida através de ensaios de esclerometria linear. Os resultados mostraram que ambos os parâmetros de processos analisados exercem influência significativa nas propriedades e características dos filmes formados, principalmente no teor de contaminação por oxigênio presente nos filmes e na carga crítica para deformação plástica. Além disso, também se observou que o filme depositado à 200°C apresenta uma mudança significativa na sua orientação cristalográfica e composição química em comparação com os depositados em temperaturas inferiores. Como resultado do trabalho, pôde-se determinar os parâmetros ideais para a deposição de filmes finos de TiN decorativos, possibilitando o desenvolvimento e a aplicação da tecnologia em escala industrial. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-02-11T13:10:46Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gustavo Caberlon Lain.pdf: 2832428 bytes, checksum: 9f93177004f259851cf5825bdbafb606 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-11T13:10:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Gustavo Caberlon Lain.pdf: 2832428 bytes, checksum: 9f93177004f259851cf5825bdbafb606 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / This work studies the deposition of titanium nitride (TiN) thin films on stainless steel AISI 304 substrate for decorative applications. The films studied here are composed of a layer of Ti working as an interlayer between the substrate and the TiN thin film, creating a system substrate/Ti/TiN. The BIAS applied on the substrate during the deposition of the Ti interlayer and the deposition temperature of the films between 25°C and 200°C were studied. The films were deposited by a PVD cathodic arc evaporation technique in a reactive deposition process, working with Ti cathodes and argon and nitrogen as gases. The equipment utilized for these depositions was an industrial PVD coating equipment. The chemical composition of the TiN films was analyzed by glow-discharge optical emission spectroscopy technique (GD-OES) and the crystalline structure by X-ray diffraction (XRD) and the microstructure and thickness by scanning electron microscopy (SEM). Also, the hardness at the nanoscale of the films was measured and scratch analyses were made to determine the critical load for the beginning of plastic deformation of the films. The results show that both analyzed process parameters significantly affect the properties and characteristics of the films, especially on the oxygen contamination content and the critical load for plastic deformation. Furthermore, it was also observed that the film deposited at 200°C presents a significant change on its crystallographic orientation and chemical composition compared with those deposited at lower temperatures. As a result of this research, it was possible to determine the optimized process conditions for the deposition of TiN thin films for decorative purposes, enabling the development and application of this technology in industrial scale.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-12T20:30:01Z No. of bitstreams: 1 PAULO GERMANO TAVARES MARINHO FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 8052393 bytes, checksum: 1aa31fc493264a0804e2c04a30e23151 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-12T20:30:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PAULO GERMANO TAVARES MARINHO FILHO – DISSERTAÇÃO (PPGECA) 2017.pdf: 8052393 bytes, checksum: 1aa31fc493264a0804e2c04a30e23151 (MD5) Previous issue date: 2017-06-06 / Atualmente tem-se desenvolvido pesquisas voltadas para melhoria do desempenho das misturas asfálticas a fim que estes sejam duráveis, que apresentem menores deformações permanentes e tenham uma maior vida de fadiga. Para isto, tem-se utilizado técnicas de modificação de ligantes asfálticos, e.g. polímeros, fíleres, fibras e recentemente os nanomateriais, quem têm apresentado viabilidade técnica e econômica para este fim. Esta pesquisa tem por objetivo estudar a incorporação de nanopartículas de dióxido de titânio na modificação de ligantes asfálticos tipo CAP 50/70 e ligante 55/75-E. As nanopartículas foram adicionadas nos teores de 0%, 3%, 4% e 5%, no estado pura e modificada superficialmente pelo uso de três agentes distintos (ácido oleico, álcool benzílico e oleilamina). A pesquisa foi dividida em quatro etapas: a primeira etapa consistiu na análise da Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) destes ligantes, na segunda etapa foi realizada a avaliação destes por meio de ensaios físicos (penetração e ponto de amolecimento) e reológicos [viscosidade rotacional, grau de desempenho (PG), fluência e recuperação sob tensões múltiplas (MSCR) e varredura linear de amplitude (LAS)], na terceira etapa os ligantes foram submetidos à exposição de radiação UV natural e variações térmicas durante o período de 3 meses e analisados por meio de FTIR e ensaios reológicos e a última etapa consistiu na modificação superficial das nanopartículas a fim de melhorar a dispersão do material na matriz asfáltica. Os resultados indicaram a viabilidade técnica da incorporação das nanopartículas de TiO2 ao ligante tipo CAP 50/70, pois aumentaram a vida de fadiga, a resistência a deformações e retardaram o processo de envelhecimento, além disto, a modificação superficial das nanopartículas com oleilamina melhorou a interação da partícula com o ligante, contribuindo para melhoria dos parâmetros supracitados. A incorporação do nanoTiO2 aos ligantes do tipo 55/75-E não forneceu melhorias significativas quanto ao observado para o CAP 50/70, embora tenha apresentado resultados superiores ao ligante de referência (55/75-E puro). A incorporação de nanopartículas modificadas superficialmente com oleilamina ao ligante 55/75-E proporcionou maior resistência ao envelhecimento e menor suscetibilidade a deformações permanentes e trincas, no entanto, estes ganhos foram mais expressivos para o CAP 50/70. / Researches have been carried out on improving the performance of asphalt binders so they can be durable, present less permanent deformation and longer fatigue life. For this, asphalt binder modification techniques have been used, e.g. polymers, fillers, fibers and, more recently, nanomaterials, which have presented technical and economic feasibility. This research aims to study the incorporation of titanium dioxide nanoparticles in the modification of asphalt binders CAP 50/70 and 55/75-E. The nanoparticles were added to the base asphalt binder at concentrations of 3, 4 and 5% of weight, in both pure and surface modified states. Three different agents were used for the surface modification: oleic acid, benzyl alcohol and oleylamine. The research was divided into four stages: the first one consisted in the analysis of the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) of these binders, in the second one the binders were evaluated by means of physical (penetration and softening point) and rheological [rotational viscosity, performance grade (PG), multiple stress creep recovery (MSCR) and linear amplitude sweep (LAS)] tests, in the third stage the binders were exposed to natural UV radiation and thermal variations during a period of 3 months and analyzed by means of FTIR and rheological tests, and the last stage consisted in the surface modification of the nanoparticles. The results indicated the technical feasibility of the incorporation of TiO2 nanoparticles to the binder CAP 50/70, since it increased fatigue life, resistance to deformations and delayed the aging process. In addition, the surface modification of the nanoparticles with oleylamine improved the interaction of the particles with the binder, contributing to the improvement of the parameters mentioned above. The incorporation of nanoTiO2 to the 55/75-E binder did not provide as significant results as the observed for CAP 50/70, although it presented better results than the base binder. The incorporation of surface modified nanoparticles with oleylamine to the 55/75-E binder provided higher resistance to aging and less susceptibility to permanent deformations and cracks, although less expressive than the verified for CAP 50/70.