O titanato de estrôncio (SrTiO3) possui estrutura cristalina do tipo perovsquita. Materiais com este tipo de estrutura são utilizados para diversas aplicações, tais como, sensores, atuadores, em células a combustível de óxido sólido, entre outros. Devido as suas interessantes propriedades físicas, o SrTiO3 vem sendo intensamente estudado, em especial com a introdução de dopantes. Portanto, neste trabalho foi investigada a influência de diferentes teores de Ca (1; 2,5 e 5% mol) e Pr (0,025; 0,050; 0,075 e 1% mol) na microestrutura e propriedades elétricas e dielétricas do SrTiO3, assim como o material sem aditivos (puro). Os resultados mostram que após a sinterização do SrTiO3 puro, a microestrutura consiste de grãos poligonais com tamanho médio micrométrico, além de texturas lisas e rugosas. A condutividade elétrica das amostras sintetizadas sinterizadas a 1450 e 1500ºC é máxima para 2 horas de patamar. Apenas as amostras de SrTiO3 contendo 1% em mol de Ca apresentam fase única. O tamanho médio de grãos das amostras contendo 1% em mol de Ca é 10,65 ± 0,28 µm e para teores acima deste valor ocorre crescimento significativo dos grãos. As medidas de condutividade elétrica mostraram que as amostras contendo a adição de 1% em mol de Ca possuem maior condutividade dos grãos em relação ao material puro. Para as amostras contendo teores de até 0,075% mol de Pr, pode-se observar alguns grãos lisos e outros rugosos e não há variação considerável do tamanho médio de grãos. As amostras contendo menor teor de Pr (0,025% mol) apresentam maior condutividade dos grãos e contornos de grãos. As amostras de SrTiO3 sintetizado sinterizadas a 1450ºC/10 h apresentaram permissividade elétrica colossal em temperatura ambiente em altas frequências. / Strontium titanate (SrTiO3) exhibits cubic perovskite type crystalline structure at room temperature. Polycrystalline ceramics with this structure are potential candidates for a number of applications including sensors, actuators and in solid oxide fuel cells. Several properties of SrTiO3 are strongly dependent on addition of both donors and acceptors additives. Then, there is a growing interest for studying its properties as a function of type and concentration of additives. In this study, the effects of Ca (1, 2.5 and 5 mol%) and Pr (0.025 to 1 mol%) additions on microstructure and electric and dielectric properties of SrTiO3 were investigated. The microstructure of pure SrTiO3 consists of polygonal grains with average grain size in the micrometer range, and the electric conductivity is maximized after sintering for 2 h at 1450 and 1500ºC. Specimens containing 1 mol% Ca are single phase and the average grain size is 10.65 ± 0.28 µm, but for higher additive contents grain growth is observed. The electric conductivity of SrTiO3 with 1 mol% Ca is higher than that of the pure ceramic. Specimens containing Pr do not show significant grain growth, and the higher conductivity of grains and grain boundaries was achieved with 0.025 mol% Pr. Pure SrTiO3 sintered at 1450ºC for 10 h shows colossal dielectric permittivity (> 1.000) at room temperature, in contrast to specimens prepared with commercial powder (dielectric permittivity = 300), at high frequencies.

Conforme pesquisas realizadas na literatura, o estudo do Titanato de Bário (BTO) na dosimetria é inédito, este material foi escolhido porque exibe propriedades luminescentes, demonstradas em experimentos de medidas de espectros de emissão. Para a confecção do BTO fez-se o uso da técnica química Sol-Gel, foi produzido amostras de BTO Puro, BTO dopado e co-dopado com diversas terras-raras. Todas as amostras produzidas sofreram calcinações com temperaturas definidas em 800, 1000 e 1200°C. As dopagens foram realizadas com os seguintes elementos terras-raras: Nd, Tb, Eu, Yb, Er, Pr, e as amostras co-dopadas foram com Tb/Eu e Yb/Er; no total foram confeccionadas trinta e uma amostras. No estudo de redução de massa foi constatada uma redução de metade das massas das amostras durante o processo de calcinação. Nas análises de Termoluminescência (TL) pelo menos uns dos tipos de calcinações apresentaram picos TL, com exceção das amostras co-dopadas com Tb/Eu. As amostras dopadas com Eu e Tb se destacaram nas análises das respostas termoluminescentes. A amostra com Tb e calcinada a 1200°C forneceu pico TL entre 90 a 200°C, e a dopada com Eu (1mol%) e calcinado a 1000°C apresentou picos TL em 110°C e 370°C. A mínima dose detectável para o pico de 110°C foi de 119 mGy e para o pico de 370°C foi de 143 mGy. As análises de MEV mostraram que as micrografias das amostras de BTO dopado tanto com Tb, quanto com Eu apresentaram superfícies porosas, diferentemente das Puras, que apresentaram superfície mais lisa. As análises de DRX indicaram uma fase tetragonal para as amostras Pura e dopadas com Eu (1 mol%), ambas calcinadas a 1000°C. / According to the literature, the study of Barium Titanate (BTO) for dosimetry is unpublished yet, this material was chosen because it exhibits luminescent properties, demonstrated in emission spectra experiments. To make the BTO samples the chemical sol-gel technique was used. Samples of BTO Pure, doped and co-doped with different rare earths were made. All produced samples were calcinated with temperatures at 800, 1000 and 1200°C. The doping was performed with the following rare earths: Nd, Tb, Eu, Yb, Er, Pr, and some samples were co-doped with Tb / Eu and Yb / Er; in total were made thirty-one samples. In the study of weight reduction, a reduction, by half of the mass of raw material, was observed during the calcination process. In the TL analysis, at least one of the types (temperature) of calcinations provides TL peaks formation, except for the samples co-doped with Tb / Eu. The BTO: Eu and Tb provided the best TL response. The BTO: Tb and calcined at 1200°C showed TL peak at 90 to 200°C and the one doped with Eu (1mol%) and calcined at 1000°C supplied peaks at 110°C and 370°C. The minimum detectable dose to the TL peak at 110°C was 119 mGy and for TL peak at 370°C was 143 mGy. SEM analyzes showed that the micrographs of BTO samples doped with both Tb and Eu supplied porous surfaces, unlike the pure sample, that showed smoother surface. XRD analyzes indicated a tetragonal phase to pure sample and the one doped with Eu (1 mol%), both calcined at 1000°C.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUILHERME BACCI.pdf: 2882047 bytes, checksum: 2bf1ae6f64200191aa823e1e72f2a368 (MD5) Previous issue date: 2011-11-28 / Over the years, BaTiO3 has been used in a wide variety of crystal types applications, ceramic structures, multilayer and thin films. Lately, the utilities techniques to obtain BaTiO3 are so diversified and was cited in several works. The picked method for the synthesis of BaTiO3 in this work was the non conventional method called freeze drying, which consist to obtain powders in low temperature. Nanoparticulated powders was produced with pure phase at 973K and characterized as positive temperature coefficient (PTC). / Ao longo dos anos, BaTiO3 tem sido usado numa ampla variedade de aplicações na forma de vários tipos de cristais, estruturas cerâmicas, multicamadas e filmes finos. Recentemente, as técnicas utilizadas pra obtenção do BaTiO3 são muito diversas e foram mencionadas em vários trabalhos. O método selecionado para síntese do BaTiO3 neste trabalho foi o método não convencional chamado liofilização que, são pós obtidos na desidratação dos pós a baixas temperaturas. Foram produzidos pós nanoparticulados com fase pura a 700°C e caracterizados como sensores de temperatura com coeficiente positivo (PTC).

O titanato de estrôncio (SrTiO3) possui estrutura cristalina do tipo perovsquita. Materiais com este tipo de estrutura são utilizados para diversas aplicações, tais como, sensores, atuadores, em células a combustível de óxido sólido, entre outros. Devido as suas interessantes propriedades físicas, o SrTiO3 vem sendo intensamente estudado, em especial com a introdução de dopantes. Portanto, neste trabalho foi investigada a influência de diferentes teores de Ca (1; 2,5 e 5% mol) e Pr (0,025; 0,050; 0,075 e 1% mol) na microestrutura e propriedades elétricas e dielétricas do SrTiO3, assim como o material sem aditivos (puro). Os resultados mostram que após a sinterização do SrTiO3 puro, a microestrutura consiste de grãos poligonais com tamanho médio micrométrico, além de texturas lisas e rugosas. A condutividade elétrica das amostras sintetizadas sinterizadas a 1450 e 1500ºC é máxima para 2 horas de patamar. Apenas as amostras de SrTiO3 contendo 1% em mol de Ca apresentam fase única. O tamanho médio de grãos das amostras contendo 1% em mol de Ca é 10,65 ± 0,28 µm e para teores acima deste valor ocorre crescimento significativo dos grãos. As medidas de condutividade elétrica mostraram que as amostras contendo a adição de 1% em mol de Ca possuem maior condutividade dos grãos em relação ao material puro. Para as amostras contendo teores de até 0,075% mol de Pr, pode-se observar alguns grãos lisos e outros rugosos e não há variação considerável do tamanho médio de grãos. As amostras contendo menor teor de Pr (0,025% mol) apresentam maior condutividade dos grãos e contornos de grãos. As amostras de SrTiO3 sintetizado sinterizadas a 1450ºC/10 h apresentaram permissividade elétrica colossal em temperatura ambiente em altas frequências. / Strontium titanate (SrTiO3) exhibits cubic perovskite type crystalline structure at room temperature. Polycrystalline ceramics with this structure are potential candidates for a number of applications including sensors, actuators and in solid oxide fuel cells. Several properties of SrTiO3 are strongly dependent on addition of both donors and acceptors additives. Then, there is a growing interest for studying its properties as a function of type and concentration of additives. In this study, the effects of Ca (1, 2.5 and 5 mol%) and Pr (0.025 to 1 mol%) additions on microstructure and electric and dielectric properties of SrTiO3 were investigated. The microstructure of pure SrTiO3 consists of polygonal grains with average grain size in the micrometer range, and the electric conductivity is maximized after sintering for 2 h at 1450 and 1500ºC. Specimens containing 1 mol% Ca are single phase and the average grain size is 10.65 ± 0.28 µm, but for higher additive contents grain growth is observed. The electric conductivity of SrTiO3 with 1 mol% Ca is higher than that of the pure ceramic. Specimens containing Pr do not show significant grain growth, and the higher conductivity of grains and grain boundaries was achieved with 0.025 mol% Pr. Pure SrTiO3 sintered at 1450ºC for 10 h shows colossal dielectric permittivity (> 1.000) at room temperature, in contrast to specimens prepared with commercial powder (dielectric permittivity = 300), at high frequencies.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-08-10T15:19:49Z No. of bitstreams: 1 SergioAzevedo.pdf: 3063334 bytes, checksum: ac4355642257682013f550aad3b1a89a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T15:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SergioAzevedo.pdf: 3063334 bytes, checksum: ac4355642257682013f550aad3b1a89a (MD5) Previous issue date: 2015-07-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Strontium titanate, SrTiO3 (ST) is a mixed oxide from the group of perovskites, has a cubic structure and a band gap of 3.2 eV. In this study systems SrTiO3(ST), SrTi0,90Fe0,10O3(STF), Sr0,90Ag0,10TiO3(SAT) and Sr0,95Ag0,05Ti0,90Fe0,10O3(SATF) were synthesized by the Pechini method in which the same, favor the production of nanostructured materials with a high stoichiometric accordingly. The precursors used were titanium isopropoxide, citric acid, strontium nitrate, ferric nitrate, silver nitrate and ethylene glycol. For the formation of the precursor powder, the resin is calcined at 300 °C for 1 hour with a ramp of 10 °C min-1. The precursor powder was characterized by TG/DTA. For the formation of calcined systems we used different temperatures of 400 °C / 500 °C/ 600 °C/ 700 °C/ 2h with a ramp of 10 °C min-1. The sample composition was calcined in ST 550 °C/ 2h to examine the formation of the phase. The samples were characterized by X-Ray Diffraction (XRD) spectroscopy, FTIR, UV-Vis spectroscopy, Raman spectroscopy and B.E.T. the sample STF showed a peak shift DTA higher intensity to lower temperature, resulting in a more rapid decomposition. The x-ray diffractograms show the formation of perovskite phase at low temperature of 600 °C with secondary phase SrCO3 and TiO2, the SAT and SATF samples occurred and formation of metal pranta as a secondary phase. Infrared spectra show that the material exhibits short-range organization and having SrCO3 as a secondary phase. Raman spectra show first order band which is characteristic of tetragonal structure ST. The samples are mesoporous, the substitution Ti / Fe and Sr / Ag promoted the reduction of the surface area of the samples. The addition of iron as a substituent ST caused a reduction of the optical band gap 3.21(2) to 2.31(2) in PBS and 2.16(1) composition in SATF composition. It can be concluded that the method is efficient in the synthesis of structural organization samples with short and long range, using calcination temperatures above 600 °C, and that the substitution by Ti/Fe promotes the reduction of the band gap and the surface area of the ST. / O Titanato de estrôncio, SrTiO3 (ST) é um óxido misto do grupo das perovskitas, apresenta estrutura cúbica e um “band gap” de 3,2 eV. Neste estudo, os sistemas SrTiO3(ST), SrTi0,90Fe0,10O3(STF), Sr0,90Ag0,10TiO3(SAT) e Sr0,95Ag0,05Ti0,90Fe0,10O3(SATF) foram sintetizados pelo método Pechini, o mesmo favorece a obtenção de materiais com alta conformidade estequiométrica. Os precursores utilizados foram: isopropóxido de titânio, ácido cítrico, nitrato de estrôncio, nitrato férrico, nitrato de prata e etileno glicol. Para a formação do pó precursor, calcinou-se a resina a 300ºC por 1 hora com rampa de 10 ºC.min-1. O pó precursor foi caracterizado por TG/DTA. Para a formação dos sistemas calcinados utilizou-se diferentes temperaturas de 400 ºC/500 ºC/600 ºC/700 ºC/2h com rampa de 10 ºC.min-1. A amostra com composição ST foi calcinada em 550 ºC/2h para analisar a formação da fase. As amostras foram caracterizadas por Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia FTIR, Espectroscopia UV-VIS, Espectroscopia Raman e B.E.T. A amostra STF apresentou um deslocamento do pico DTA de maior intensidade, para temperatura menor, resultando em uma decomposição mais rápida. Os difratogramas de Raios-x comprovam a formação da fase perovskita a partir da temperatura de 600ºC, com fase secundaria de SrCO3 e TiO2, nas amostras SAT e SATF ocorreu e formação de pranta metálica como fase secundaria. Os espectros infravermelhos mostram que o material apresenta organização a curto alcance e que apresenta SrCO3 como fase secundária. Os espectros Raman apresentam banda de primeira ordem que é característico da fase tetragonal da estrutura ST. As amostras são mesoporosas, as substituições Ti/Fe e Sr/Ag promoveram a redução da área superficial das amostras. A adição de ferro como substituinte promoveu a redução do band gap óptico do ST de 3,21(2) para 2,31(2) na composição STF e 2,16(1) na composição SATF. Pode se concluir que o método é eficiente na síntese das amostras com organização estrutural a curto e longo alcance, utilizando temperaturas de calcinação acima de 600 ºC, e que a substituição Ti por Fe promove a redução do “band gap” e da área superficial do ST.

Esta tese investigou o efeito da taxa de resfriamento em partículas de Al2O3, Al2O3 - TiO2, e Al2TiO5 aspergidas por pistola a plasma e submetidas a diferentes taxas de resfriamento (alta: aspersão contra um substrato metálico a 100 mm de distância da pistola de plasma, e baixa: contra uma superfície de água, a 300 mm de distância). Os resultados foram avaliados por microscopia eletrônica de varredura (com EDX) e por difração de raio X para a caracterização de fases e cálculo de tamanho de cristalito por Single Line. O óxido Al2TiO5 na forma de pó quase amorfo com composição estequiométrica de tialita (tialita*) aspergido foi obtido por coprecipitação, a partir dos precursores TiCl4 e Al(NO4)3, tratado termicamente a 400, 600, 800, 900, 1000, 1200, 1300 e 1400 °C, com 6 h de patamar. Nos tratamentos térmicos com 6 horas de patamar a 800 °C e mais nitidamente a 900 °C, é identificada a formação parcial da fase tialita; desta forma, foram realizados tratamentos térmicos a 900, 1000 e 1100 °C, porém com 30 minutos de patamar. A Al2O3-a com tamanho de cristalito micrométrico foi obtida para menores taxas de resfriamento. Com o aumento da taxa de resfriamento, predominaram nanocristalitos de alumina Al2O3-g, coexistindo com fase amorfa. Já para a titânia, a fase rutilo pode ser obtida mesmo com altas taxas de resfriamento. Quando a tialita* foi submetida à alta taxa de resfriamento, levou exclusivamente à formação da fase metaestável tialita b como estrutura cristalina. No entanto, o mesmo pó, a taxas de resfriamento não tão altas, resultou na obtenção de tialita b, Al2O3-a e rutilo. Tratamentos térmicos da tialita* propiciaram a formação de tialita b, e incipientemente anatásio, com tamanho de cristalito muito pequeno (abaixo de 30 nm). À medida que a temperatura de tratamento térmico aumentou, surgiram simultaneamente as fases Al2O3-a, rutilo e tialita b. A obtenção de fases metaestáveis só foi possível quando o tamanho de cristalito era pequeno – abaixo de 100 nm, o que evidenciou a importância do número de átomos na superfície, como fator de estabilização (ou metaestabilização) de fases obtidas foras do equilíbrio. / This thesis investigated the effect of cooling rate of Al2O3, Al2O3 - TiO2 and Al2TiO5 particles plasma sprayed and subjected to different cooling rates (high: to spray against a metal substrate to 100 mm away from the plasma gun, and low: against a surface of water, 300 milimeters away). The results were evaluated by scanning electron microscope (with EDX) and X ray diffraction to characterize phases and crystallite size through Single Line. The sprayed Al2TiO5 oxide was a quasi-amorphous powder with stoichiometric composition of tialite (tialita*) obtained by co-precipitation from precursors TiCl4 and Al(NO4)3, heat treated at 400, 600, 800, 900, 1000, 1200, 1300 and 1400 °C with 6 hours of dwell. In the heat treatments with 6 hour of dwell at 800 ° C and more explicitly at 900 °C, is identified partial formation of tialite phase; then, heat treatments were performed at 900, 1000 and 1100 ° C, but with 30 minutes of dwell. Basically, a-Al2O3 with micrometer crystallite size was obtained for smaller cooling rates. By increasing the cooling rate, there were predominantly g-Al2O3 nanocrystallites coexisting with amorphous phase. However, for the titania, the rutile phase could be obtained even with high cooling rates. When tialita* was subjected to high cooling rate, exclusively, metastable b tialite was observed as crystalline phase. However, the same powder, with cooling rates not so high, resulted in b tialite, a-Al2O3 and rutile. Heat treatments of tialita* provided the formation of b tialite, and incipiently anatase with crystallite size very small (below 30 nm). As the heating treatment temperature was increased, there were simultaneously a-Al2O3, rutile and b tialite phases. Metastable phases were obtained only when the crystallite size was small - less than 100 nm. This highlighted the importance of the number of atoms on the surface as a stabilizing factor (or metastabilization) to produce phases out of equilibrium.

Orientador: Prof. Dr. Flavio Leandro de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2017. / Titanato de estrôncio é um material semicondutor interessante para aplicação em células fotoeletroquímicas. Uma via simples e de baixo custo para a preparação de fotoeletrodos de titanato de estrôncio é o método sol-gel. O método complexo polimerizado permite um controle ótimo da estequiometria e da incorporação de dopantes durante o processo. Neste trabalho, fotoanodos de titanato de estrôncio puro e dopado foram preparados usando o método sol-gel. Em primeiro lugar, fotoanodos de titanato de estrôncio puro foram produzidos e tratados termicamente a 800 °C. Em seguida, incorporaram-se os dopantes de ítrio (Y2+) e níquel (Ni2+), sendo realizado uma otimização de deposição para alcançar o melhor desempenho fotoeletroquímico. Além disso, avaliou-se a influência de um tratamento térmico em diferentes condições atmosféricas (nitrogênio e oxigênio) nas propriedades fotoeletroquímicas. Todos os fotoanodos foram analisados estruturalmente, morfologicamente e eletro/fotoeletroquimicamente. As deposições de 6 camadas e 4 tratamentos térmicos de puros e dopados, exibiram a melhor performance analisada por voltametria de varredura linear. Destacou-se os fotoanodos dopados com ítrio, apresentando a maior fotocorrente, comparado com o puro e o dopado com níquel. Adicionalmente, foram analisadas as contribuições na atividade catalítica favorecida pelo tratamento térmica adicional de 15 minutos em atmosfera rica e deficiente em oxigênio. Observou-se que o desempenho aumentou para o material puro submetido a um tratamento térmico adicional em atmosfera de oxigênio e para material dopado com ítrio e submetido a tratamento em atmosfera de nitrogênio. No entanto, fotoanodos de titanato de estrônico, nas diferentes condições de síntese e atmosfera de tratamento térmico, apresentam o desempenho fotoeletroquímico baixo. Em primeiro lugar, o intervalo de banda de titanato de estrôncio puro é muito elevado, 3,2 eV, que permite absorver uma pequena faixa do espectro da radiação solar. Por fim, sugere-se que a maior parte dos dopantes podem estar segregando nos contornos, podendo atuar como centros de recombinação, que reduz a eficiência das reações de superfície. Finalmente, os fotoanodos foram analisados eletroquimicamente através de espectroscopia impedância eletroquímica (EIS) para analisar os possíveis limitantes na performance do material. / Strontium titanate is an interesting semiconductor to be applied in photoelectrochemical cells. A simple and cost effective route to prepare strontium titanate photoelectrode is the sol-gel method. The polymerized complex method allows an optimal control of stoichiometry and the incorporation of impurities during the process. In this work, pure and doped strontium titanate photoanodes were prepared by using sol-gel method. Firstly, pure strontium titanate films were produced and heat treated at 800¿aC. Then, yttrium (Y2+) and nickel (Ni2+) dopants were incorporated. It was made a deposition optimization in order to achieve the best photoelectrochemical performance. Additionally, it was evaluated the influence of an extra heat treatment at different atmosphere (nitrogen and oxygen) on photoanodes properties. All the photoanodes were analyzed structurally, morphologically and electro/photoelectrochemically. Pure and doped strontium titanate photoanodes with 6 layer depositions and 4 time heat treatments exhibited best photocurrent than other conditions provided by linear sweep voltammetry. Yttrium-doped exhibited best photocurrent than pure and nickel-doped strontium titanate. Finally, catalytic activity of pure strontium titanate with extra heat treatment for 15 minutes in oxygen atmosphere and yttrium-doped strontium titanate with extra heat treatment for 15 minutes in nitrogen atmosphere was increased. Nevertheless, photocurrent performances of pure and modified strontium titanate films under air, nitrogen, oxygen atmosphere was very poor which can be explained by plausible hypothesis. Firstly, the band gap of pure strontium titanate is very high ¡V 3.2 eV. So, It only absorbs UV light which is only 4% of sun light. Secondly, most of the dopants may be segregated which may act as recombination centers that reduced the charge separation efficiency. Finally, polaron size of pure and doped strontium titanate under extra oxygen atmosphere decreases. Thus, resistance to charge transfer increases. Under extra nitrogen atmosphere, recombination may have increased as these films exhibited higher conductivity than films prepared under oxygen atmosphere.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-28. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:23Z : No. of bitstreams: 1 000857254.pdf: 2232734 bytes, checksum: 8404c5171b77ca2f1824ece0f51c0a42 (MD5) / Titanos nanoparticulados vêm sendo exaustivamente estudados devido suas importantes características elétricas, eletromecânicas e eletrotérmicas, possuindo assim, uma grande aplicabilidade no ramo da microeletrônica. Os titanatos com estrutura perovskita (ATiO3) de alcalinos terrosos (A = Ca, Sr, Ba), por exemplo, são materiais cerâmicos de considerável importância tecnológica tendo e vist o comportamento ferroelétrico de muitas de suas composições. Este trabalho teve como objetivo investigar a microestrutura e analisar as propriedades ópticas e, principalmente elétricas de filmes de soluções sólidas de titanatos de bário-estrônico (BaTiO3-SrTiO3) com diferentes estequiometrias (BaxSr1-xTiO3, x = 0,00, 0,25, 0,50, 0,75 e 1,00) afim de otimizar o materia, obtendo uma boa fusão entre propriedades tanto o BaTiO3 quanto do SrTiO3. Os pós de BaxSr1-xTiO3 foram sintetizados pelo método hidrotermal assitindo por micro-ondas e os filmes produzidos por eletroforese. A formação dos filmes ocorreu em eletrodos paralelos, dispostos horizontalmente. A influência dos vários parâmetros de deposição (tipo de susbstrato, tensão aplicada, tempo de deposição e etc), na qualidade final dos filmes, foi estudada. Pastilhas do material também foram confeccionadas a fim de se obter o comportamento do material, quando este é apresentado na forma de bulk. Os pós e os filmes, foram, inicialmente, caracterizados por difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura,UV-Vis, emissão fotoluminescente, análise de impedância e análise termodiferencial (termogravimetria e calorimetria exploratória) para o estudo da formação de fase, cristalinidade, microestrutura, resposta óptica e dielétrica. Tratamentos térmicos também foram realizados nos filmes e pastilhas, para melhorias na densidade (eliminação de porosidade). O método hidrotermal se mostrou uma rota de síntese viável e econômica para obtenção das... / Titanate nanoparticles have been extensively studied because of their important electrical, electromechanical and electrothermal characteristics, thus having a large applicability in the field of microelectronics. Titanates with perovskite structure (ATiO3) alkaline earth (A = Ca, Sr, Ba), for example, are ceramics materials of considerable technological importance in view of the ferroelectric behavior of many of their compositions. This dissertation aims to investigate and analyze the microstructure and optical properties, mainly electrical, of film solid structure of barium-strontium titanate (BaTiO3-SrTio3) with different stoichiometrics (BaxSr1-xTiO3, x = 0,00, 0,25, 0,50, 0,75 and 1) in order to optimize the material, getting a great fusion of both the properties of BaTiO3 as SrTiO3. Powders of BaxSr1-xTiO3 are synthesized by the hydrothermal method assited by microwave and films produced by electrophoresis. The formation of the films occur in parallel electrodes, arranged horizontally. The influence of various deposition parameters (substrate, applied voltage, deposition time, etc.), in the final quality of the films were studied. Pellets of the material are also made to obtain the behavior of the material when it is presented in the form of bulk. The powders and films were initially characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, UV-Vis, photoluminescence emission, impedance analysis and thermal differential analysis for the study of phase formation, crystallinity, microstructure, dielectric and optical response. Thermal treatments were also performed in films and pellets, to improvements in density (densification). The hydrotermal method proved a viable and economical route of synthesis to obtain the electronic ceramics, the tehcnique of electrophoresis showed efficient at producing films. Phases in question were played, reaching a material with high crystallinity and dielectric constant and loss tangente (800 and 0.025)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002Bitstream added on 2014-06-13T19:12:29Z : No. of bitstreams: 1 lazaro_sr_me_araiq.pdf: 2071038 bytes, checksum: a6fdd300dddf4fe7933a6f1503d5a2a5 (MD5) / A presente dissertação baseou-se tanto em abordagens experimentais quanto teóricas no estudo da síntese e caracterização do titanato de cálcio – CaTiO3. Utilizou-se uma variação do método dos Precursores Poliméricos, o qual é baseado na quelação de cátions formadores (Ti e Nb) e modificadores (Ca, Sr e Pb) de rede, para obtenção do titanatos em geral. A partir dessas soluções obteve-se seus respectivos espectros de Ressonância Magnética Nuclear de Carbono 13, os quais foram relacionados com cálculos mecânicos quânticos para proposição das geometrias moleculares, tendo por objetivo esclarecer as estruturas e interações dos complexos formados no processo. Com esse estudo observou-se a propriedade de memória química intrínseca ao método utilizado. Com a calcinação das soluções precursoras estudaram-se as fases amorfa e cristalina do titanato de cálcio. Utilizaram-se as técnicas de difração de raios-X e espectroscopia de UV-visível por refletância, para investigação do “gap” do material. Com a descoberta da propriedade fotoluminescente da fase amorfa do material à temperatura ambiente, até então desconhecida, foram realizados cálculos mecânicos quânticos. Tais cálculos auxiliaram na explicação do fenômeno por meio da distribuição dos níveis energéticos do material. Essa metodologia de relação entre os resultados experimentais e teóricos demonstrou-se muito rica, tanto pela diversificação quanto pela quantidade de informações. / The present M.Sc. thesis was base don both experimental and theoretical approaches for study of the synthesis and characterization of calcium titanate – CaTiO3. It was used a variation of the Polymeric Precursor Method, that is based on the chelation of both network former (Ti, Nb) and network modifier cations, in order to obtain titanates in general. The solutions therefore prepared had their Carbon 13 NMR spectra obtained. These spectra, together with quantum mechanic calculations supported the proposition of the molecular geometries, with the goal of making clear the structures and interactions of the complexes formed in the process. In this study it was noticed that the chemical memory is intrinsic to this method. The amorphous and crystalline phases of calcium titanate, formed upon the heat treatment of the precursor citrates were studied. The technique of X-ray diffraction was used to phase determination and UV-visible reflectance spectroscopy was employed, in order to investigate the band gap of the material. The recent discovery of room temperature photoluminescence in the amorphous phase of this material encouraged the accomplishment of quantum mechanic calculations. These calculations helped to explain the phenomenon by means of the distribution of the energy levels of the material. Our methodology of interconnection between the experimental and theoretical results was shown to be very fruitful, in terms of both diversification and amount of information.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-11-21Bitstream added on 2014-06-13T20:42:55Z : No. of bitstreams: 1 gimenes_r_dr_araiq.pdf: 2947108 bytes, checksum: f3c4ec92aee4a4b292c3bf0d47a82b2e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, foi conduzido um estudo sistemático da síntese de compósitos poli(fluoreto de vinilideno-trifluoretileno)/titanato de bário - P(VDF-TrFE)/BT - para uso em Regeneração Tecidual Guiada (GTR). Esta técnica osteopromotiva tem sido amplamente empregada em tratamentos do periodonto. A GTR emprega uma barreira física (membrana) para promover a formação de osso pela migração de células ósseas na região isolada. Desta forma, estas células são capazes de regenerar o defeito ósseo pela exclusão da competição com células não-osteogênicas na reabsorção do coágulo. Desta forma, membranas de compósitos polímero-cerâmica piezoelétrica podem promover osteogênese por meio de potenciais elétricos produzidos e prover proteção mecânica a região isolada. Membranas deste tipo podem ser consideradas como barreiras alternativas para GTR. Nesta direção, as propriedades estruturais e elétricas dos compósitos P(VDF-TrFE)/BT foram avaliadas, bem como, sua biocompatibilidade in vitro. Os compósitos foram preparados pela mistura de pós de titanato de bário e poli(fluoreto de vinilideno-trifluoretileno) (VDF = 80mol%) em meio de dimetilformamida (DMF0). As membranas de compósitos foram obtidos utilizando os seguintes métodos: espalhamento de solução sobre substrato (SC), deposição em spincoating (SP) e precipitação em água seguido de prensagem a quente (WHP). Compósitos obtidos por precipitação em água apresentaram microestrutura heterogênea e superfícies adequadas. Compósitos com fração volumétrica de 0,55 apresentaram os melhores valores de polarização remanescente e constante dielétrica relativa (33,1mC/cm2 e 78, respectivamente). Compósitos com fração volumétrica de 0,10 e 0,50 apresentaram coeficiente piezoelétrico d33 igual a 15,5 e ~0 pC/N respectivamente. P(VDF-TrFE)/BT demonstraram melhor biocompatibilidade in vitro... / In this work, a systematic study on synthesis of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene)/barium titanate - P(VDF-TrFE)/BT - composites for used in Guided Tissue Regeneration (GTR) was carried out. This osteopromotive technique has been widely employed on periodontal treatment. GTR utilizes a physical barrier (membrane) to promote bone-forming cell to migrate into secluded space. Hereby, these cells are able to regenerate the osseous defect, by the exclusion of competing non-osteogenic soft tissue cells on reabsorption. The osteogenic process also can be enhanced by application of electrical energy (direct current or pulsed electromagnetic field). Thereby, membranes of polymer-ceramic piezoelectric composites can promote the osteogenesis by means of electrics potentials produced and to provide mechanical protection to the secluded space. This kind of membrane can be considered an alternative barrier to GTR. In this way, the structural and electrical properties of P(VDF-TrFE)/BT composites were evaluated, as well as, their in vitro biocompatibility. The composites were prepared by mixing Barium Titanate powders and P(VDF-TrFE) (VDF=80mol%) on dimethylformamide medium (DMF). Composites membranes were made by following methods: solvent casting (SC), spincoating (SP), and precipitation on water followed by hot pressing (WHP). Composites obtained by WHP showed heterogeneous microstructure and adequate surfaces. The composite of ceramic fraction of 0.55 presented the best values of remanent polarization and relative dielectric constant (33.1mC/cm2 and 78, respectively). The piezoelectric coefficient d33 was 15,5 and ~0 pC/N for composites with volumetric fraction of 0.10 and 0.50 respectively. P(VDF-TrFE)/BT presented better in vitro biocompatibility when compared to commercial e-PTFE GTR barrier. Therefore, P(VDF-TrFE)/BT membrane developed could be an alternative to be used in GTR.