Resumo: Foram estudados vidros à base de óxido de telúrio (TeO2) no sistema (60-x)TeO2-(x)YO2-10Nb2O5-10K2O-10Li2O (Y=Ge or Sn). A amostra de composição molar 60TeO2-10GeO2-10Nb2O5-10K2O-10Li2O apresentou alta estabilidade térmica frente à cristalização, alto índice de refração e boa qualidade óptica. Essa composição foi dopada com os íons Er3+, Yb3+, Tm3+ e co-dopada com os Yb3+/Tm3+ e Nd3+/Tm3+. Foi realizado o estudo espectroscópico dos vidros contendo os íons terras raras. Algumas propriedades espectroscópicas do título trivalente Tm3+ na matriz vítrea de telurito foram estudadas. A excitação em 360nm destas amostras vítreas produziu uma única emissão em 450nm que corresponde à transição 1D2 → 3F4. A excitação em 655nm apresentou duas bandas de emissão: uma centrada em 450nm que foi atribuída à transição 1D2 → 3F4, que é realizada através do processo de conversão ascendente de energia por absorção de 2 fótons e uma segunda centrada em 790nm que foi atribuída à transição 1H4 → 3H6 e ocorre por absorção de um único fóton. A excitação em 1064nm originou a emissão no azul atribuída à transição 1G4 → 3H6. Foram determinados através da teoria de Judd-Ofelt parâmetros físicos como força de oscilador, razão de ramificação entre os níveis do Tm3+ e tempo de vida radiativo. Foi estudado o efeito da conversão ascendente de energia do infravermelho para o visível ao redor de 480nm em amostras vítreas monodopadas com Yb3+ sobre excitação de 1,064μm. O mecanismo responsável pela conversão ascendente de energia do sinal azul foi a luminescência cooperativa resultante da interação entre dois íons Yb3+. Efeitos térmicos foram investigados no intervalo de 23 ºC à 260 ºC. Observou-se um aumento na emissão de quatro vezes com o aumento da temperatura. A conversão ascendente do infravermelho para o azul...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Glasses in the system (60-x)TeO2-(x)YO2-10Nb2O5-10K2O-10Li2O (Y=Ge or Sn) have been prepared. The glass composition 60TeO2-10GeO2-10Nb2O5- 10K2O-10Li2O presented high stability against devitrification, high refractive index and good optical quality. This composition have been doped with Er3+, Yb3+,Tm3+ and co-doped with Yb3+/Tm3+ and Nd3+/Tm3+ ions, spectroscopic properties of doped glasses were studied. The absorption spectrum was obtained and theoretical radiative parameters were determined using the Judd-Ofelt theory in Tm3+-doped glasses. Excitation at 360 nm originates a band emission at 450 nm attributed to decay from level 1D2 of the Tm3+ ion. Excitation at 655 nm originates frequency up-converted emission at 450 nm (1D2→3F4) and emission at 790 nm (3H4→3H6). The radiative lifetimes of levels 1D2 and 3H4 were measured. Blue luminescence emission around 480 nm through cooperative upconversion from pairs of Yb3+ ions doped in glasses tellurite glasses and excited by a laser at 1064 nm was demonstrated. Cooperative luminescence emission enhancement owing to the temperature dependent multiphononassisted anti-Stokes excitation process of the ytterbium ions was also observed. Efficient energy up-conversion of radiation at 1064 nm into blue, red and near infrared emission in Yb3+/Tm3+ co-doped glasses was studied. Intense blue up-conversion luminescence at 485 nm corresponding to the Tm3+ 1G4→3H6 transition was observed. The experimental results also revealed an enhancement in the up-conversion efficiency when the sample was heated from room temperature to 235 oC. The energy up-conversion excitation mechanism for thulium emitting levels is assigned to multiphonon-assisted anti-Stokes excitation of the ytterbium sensitizer followed by multiphonon-assisted sequential energy-transfer processes. Near-infrared-to-blue up-conversion from thulium (Tm3+) doped tellurite glasses was also studied...(Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Sidney José Lima Ribeiro. / Coorientador: Younès Messaddeq. / Banca: Hermi Felinto de Brito / Banca: Ana Cândida Martins Rodrigues / Banca: Ernesto Chaves Pereira de Souza / Banca: Sandra Helena Pulcinelli / Doutor

Made available in DSpace on 2011-12-27T14:14:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 000433335-0.pdf: 2918834 bytes, checksum: 4496c89629b05f14a110e33d393c80e6 (MD5) license.txt: 581 bytes, checksum: 44ea52f0b7567232681c6e3d72285adc (MD5) / Article 1. The purpose of this study was to verify the influence of surface treatment with 10% and 24% hydrogen peroxide (H2O2) and acetone p. a. on the superficial microhardness in glass fiber posts in coronary, middle and apical thirds. The surface morphology of the posts treated with H2O2 and acetone p. a. , compared to the post without any surfaces treatment, was evaluated qualitatively, through scanning electron microscopy. Thirty six glass fiber post (Exacto, Ângelus, Londrina, PR, Brazil) were embedded on epoxy resin (EMBed 812, Polysciences, Inc. , Warrington, PA, USA) in cylinders of PVC (Ø = 20mm and h = 15mm) with its long axis parallel to the surface. After the resin polymerization, all specimens were abraded with sandpaper until expose the wider diameter of the post with silicon carbide sandpaper grit 400, 600, 1200, and 4000 and a felt disc in diamond suspension (1. 0 μm). The glass fiber posts were divided, randomly, into four groups (n = 9) as follows: group 1- post without surface treatment (control group), group 2 - post etched with 10% H2O2 for 1 min. , group 3 - post etched with 24% H2O2 for 1 min. and group 4 - post etched with acetone for 1min.After, all groups were tested for Vickers microhardness test in three different thirds of fiber post (coronary, middle and apical) with a load of 1 g per 5 s. Each specimen received three indentations (one on each third) in microdurometer (tester Shimadzu HMV, Shimadzu, Kyoto, Japan). The results were analyzed statistically using ANOVA with two fixed factors and Tukey's test at α = 0. 05, which showed control group a mean VHN of 1. 86 (± 0. 46), higher than group 2 (0. 72 ± 0. 18), group 3 (0. 57 ± 0. 09) and group 4 (0. 51 ± 0. 09). The control group had the highest average microhardness in the apical third superior to others interactions, which were similar among them. The images of SEM of specimen for differents groups showed the surface treatments tested alter the surface morphology, removing the epoxy matrix of fiber posts partially, exposing the glass fibers and indicating its partial erosion.Article 2. The purpose of this study was to verify the influence of surface treatment with 10% and 24% hydrogen peroxide (H2O2), 50μm aluminum oxide (Al2O3) and acetone p. a. on the superficial roughness (Ra) in glass fiber posts on coronary, middle and apical thirds. The surface morphology of the posts treated with H2O2 and acetone p. a. , compared to the post without any surfaces treatment, was evaluated qualitatively, through scanning electron microscopy (SEM). Fourty five glass fiber post (Exacto, Ângelus, Londrina, PR, Brazil) were embedded on epoxy resin (EMBed 812, Polysciences, Inc. , Warrington, PA, USA) in cylinders of PVC (Ø= 20 mm e h= 15mm), with its long axis parallel to the surface. After the resin polymerization, all specimen were abraded with sandpaper until expose the wider diameter of the post silicon carbide sandpaper grit 400, 600, 1200, and 4000 and felt disc in diamond suspension (1. 0 μm). Subsequently, the glass fiber posts were divided, randomly, into five groups (n= 9) as follows: group 1- post without surface treatment (control group), group 2 - post etched with 10% H2O2 for 1 min. , group 3 - post etched with 24% H2O2 for 1 min. , group 4 - post etched with Al2O3 (50μm) and group 5 – post etched with acetone p. a. for 1min. The surface of all specimens was evaluated in rugosimeter SJ–201 (Mitutoyo surftest analyser, Kanagawa, Japan), from three readings in each of one the three regions post (coronary, middle and apical thirds). The results were analyzed statistically using ANOVA test with two fixed factors and Tukey's test at α = 0. 05, by the SPSS computer program, which showed that group 5 presented an average of superficial roughness (Ra, SD) 0. 59 (± 0. 05), higher than control group (0. 15 ± 0. 05), group 2 (0. 18 ± 0. 05), group 3 (0. 20 ± 0. 03) and group 5 (0. 26 ± 0. 04).There was not difference in superficial roughness among the coronary, middle and apical regions of the fiber posts. The images of SEM of specimens for differents groups showed the surface treatments tested, alter the surface morphology, removing the epoxy matrix of fiber posts partially, exposing the glass fibers and indicating its partial corrosion. / Artigo 1: O objetivo deste estudo foi verificar a influência do tratamento de superfície com peróxido de hidrogênio (H2O2) a 10% e 24% e acetona p. a. sobre a microdureza superficial de pinos de fibra de vidro nos terços cervical, médio e apical. A morfologia de superfície dos pinos tratados com (H2O2) e acetona p. a. , comparativamente ao pino sem nenhum tratamento de superfície foi avaliada qualitativamente, através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Trinta e seis pinos de fibra de vidro (Exacto, Ângelus, Londrina, PR, Brasil) foram embutidos em resina epóxi (EMBed 812, Polysciences, Inc. , Warrington, PA, USA) em cilindros de PVC (Ø = 20mm e h = 15mm), com seu longo eixo paralelo à superfície; após a polimerização da resina, foram submetidos ao lixamento até expor o diâmetro maior do pino (lixas de carbeto de silício 400, 600, 1200, e 4000 e disco de feltro em suspensão diamantada 1,0 μm). A seguir foram divididos, aleatoriamente, em quatro grupos (n= 9): grupo 1 - pinos sem tratamento de superfície (grupo controle); grupo 2 – pinos condicionados com H2O2 à 10 % por 1 minuto; grupo 3 - pinos condicionados com H2O2 à 24% por 1 minuto; grupo 4 - pinos condicionados com acetona p. a. por 1 minuto. Em seguida, todos os grupos foram submetidos ao teste de microdrureza Vickers em três diferentes terços do pino (coronário, médio e apical) com carga de 1g por 5s. Cada corpo-de-prova recebeu três indentações (uma em cada terço) no microdurômetro (Shimadzu HMV tester, Shimadzu, Kioto, Japan). Os resultados foram analisados estatisticamente utilizando o teste ANOVA com dois fatores fixos e Tukey com α = 0. 05, que indicou que o grupo controle apresentou média de VHN de 1. 86 (± 0. 46), superior ao grupo 2 (0. 72 ± 0. 18), grupo 3 (0. 57 ± 0. 09) e ao grupo 4 (0. 51 ± 0. 09).O grupo controle apresentou a maior média para microdureza no terço apical superior às demais interações, que foram semelhantes entre si. As imagens da MEV de corpos-de-prova dos diferentes grupos demonstraram que os tratamentos de superfície ensaiados alteram a morfologia da superfície, removendo parcialmente a resina epóxi dos pinos, expondo as fibras de vidro e indicando sua erosão/desgaste parcial.Artigo 2: O objetivo deste estudo foi verificar a influência do tratamento de superfície com peróxido de hidrogênio (H2O2) a 10%, peróxido de hidrogênio(H2O2) a 24%, óxido de alumínio (Al2O3) a 50μm e acetona p. a. sobre a rugosidade (Ra) superficial de pinos de fibra de vidro nos terços coronários, médio e apical. A morfologia de superfície dos pinos tratados com peróxido de hidrogênio e acetona p. a. , comparativamente ao pino sem nenhum tratamento de superfície foi avaliada qualitativamente, através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Quarenta e cinco pinos de fibra de vidro (Exacto, Ângelus, Londrina, PR, Brasil) foram embutidos em resina epóxi (EMBed 812, Polysciences, Inc. , Warrington, PA, USA) em cilindros de PVC (Ø= 20 mm e h=15mm), com seu longo eixo paralelo à superfície; após a polimerização da resina, foram submetidos ao lixamento até expor o diâmetro maior do pino (lixas de carbeto de silício 400, 600, 1200 e 4000 e disco de feltro em suspensão diamantada 1. 0 μm). A seguir foram divididos, aleatoriamente, em cinco grupos (n= 9): grupo1 - pinos sem tratamento de superfície (grupo controle); grupo 2 – pinos condicionados com H2O2 à 10 % por 1 minuto; grupo 3 - pinos condicionados com H2O2 a 24% por 1 minuto; grupo 4 – pinos condicionados com Al2O3 (50μm) e grupo 5 - pinos condicionados com acetona p. a. por 1minuto. Em seguida, a superfície de todos os corpo-de-prova foi analisada no rugosímetro SJ–201 (Mitutoyo surftest analyser, Kanagawa, Japan), a partir de três leituras em cada uma das três regiões do pino (terços coronário, médio e apical).Os resultados foram analisados estatisticamente utilizando o teste ANOVA com dois fatores fixos e Tukey com α=0. 05 através de um programa de computador SPSS, indicou que o grupo 5 apresentou média de rugosidade superficial (Ra, DP) 0. 59 (± 0. 05), superior ao grupo controle (0. 15 ± 0. 05), grupo 2 (0. 18 ± 0. 05) e grupo 3 (0. 20 ± 0. 03) e grupo 5 (0. 26 ± 0. 04). Não foi detectada diferença de rugosidade superficial entre as regiões apical, média e cervical dos pinos de fibra de vidro. As imagens de MEV dos corpos-de-prova dos diferentes grupos demonstraram que os tratamentos de superfície ensaiados alteram a morfologia da superfície, removendo parcialmente a resina epóxi dos pinos, expondo as fibras de vidro e indicando alteração estrutural parcial.

Os hidróxidos duplos lamelares (HDLs) são materiais que podem ser utilizados para modificar ou incorporar características a polímeros termoplásticos ou termorrígidos. O presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de HDLs de Mg-Al intercalados com os íons glicinato, alaninato e dodecil sulfato e a sua utilização na formulação de nanocompósitos bicomponente HDL/epóxi, com diferentes teores de HDL, produzidos por casting e de compósitos tricomponente HDL/epóxi/fibra de vidro moldados por RTM. Os HDLs foram sintetizados pelo método da coprecipitação e incorporados a epóxi com o auxílio de solventes e de ultrassom. Para tal, foram avaliados os solventes acetona, clorofórmio e DMF, sendo o DMF selecionado como o melhor agente de dispersão. Os compósitos e nanocompósitos obtidos foram caracterizados quanto à dispersão dos HDL na matriz, às suas propriedades de resistência à chama (teste horizontal e vertical), à estabilidade térmica, às propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas. A incorporação dos HDLs provocou um incremento na estabilidade térmica dos compósitos e todas as amostras com esta carga apresentaram comportamento autoextinguível no teste de queima vertical, além de apresentarem uma grande diminuição na taxa de queima em comparação ao epóxi puro. A utilização dos HDL não possibilitou melhora nas propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas dos compósitos, que só foi obtida com a utilização do reforço de fibra de vidro. / Layered double hydroxides (LDHs) can be used to modify or incorporate characteristics into a variety of thermoplastic or thermoset polymers. The present work aims to synthesize and characterize Mg:Al LDHs intercalated with glycinate, alaninate and dodecyl sulfate and to use them in the formulation of bi-component LDH/epoxy nanocomposites, with distinct LDH content, obtained by casting, and tricomponent LDH/epoxy/glass fiber composites molded by RTM. The LDH was synthesized, using the coprecipitation method, and incorporated into epoxy with the aid of solvents and ultrasonication. For that, acetone, chloroform and DMF solvents were evaluated, and DMF yielded the best performance as dispersing agent. The obtained composites and nanocomposites were evaluated regarding the quality of the LDH dispersion in the matrix, their flame resistance characteristics (horizontal and vertical testing), thermal stability, mechanical and dynamic-mechanical properties. The incorporation of LDH caused an increase in thermal stability of the composites and all samples containing LDH showed self-extinguishing behavior in the vertical burning test, and a large decrease in the burning rate was found compared to neat epoxy. The use of LDH did not significantly alter the mechanical and dynamic-mechanical properties of the composites, which was only achieved by using a glass fiber reinforcement.

A crescente preocupação ambiental tem impulsionado o desenvolvimento de materiais alternativos provenientes de recursos renováveis. As fibras vegetais vêm sendo utilizadas em diversos setores econômicos em substituição às fibras sintéticas, por exemplo como reforço de materiais compósitos. Nesta aplicação, as fibras vegetais (e.g. curauá) oferecem vantagens como baixa densidade, atoxicidade e baixo custo em comparação às sintéticas. Neste trabalho, primeiramente foram produzidos diferentes compósitos laminados híbridos inter-camada de vidro/curauá (teor total de fibra = 30% v/v, com uma razão de 1:1 em volume de cada tipo de reforço ) em uma resina poliéster. Compósitos com seqüências de empilhamento distintas foram moldados por compressão à quente e estes foram caracterizados em ensaios físicos (dilatometria, densidade, e HDT) e mecânicos (dureza, impacto, DMA, tração, flexão, iosipescu e short beam).Os resultados em tração mostraram que a posição das lâminas no laminado não é significativamente importante como para flexão onde é importante que as mantas de vidro estejam na superfície. A comparação das propriedades elásticas experimental e teórica, esta última usando um software comercial baseado na análise macro-mecânica de laminados, foi satisfatória. Na segunda parte deste trabalho foi escolhido um dos laminados híbridos para variar a espessura, e em outros, alterou-se a razão fibra sintética/ vegetal aumentando o percentual volumétrico de fibra vegetal. / Growing environmental concerns have driven the development of alternative materials from renewable resources. Vegetal fibers have been used in several economic sectors such as a substitute for synthetic fibers as reinforcement of composite materials. In this application, vegetal fibers (e.g. curaua) offer advantages such as low density, low toxicity and low cost compared to synthetic ones. In this work, curaua/glass hybrid interlayer laminate composites (overall fiber content of 30% v/v, with 1:1 ratio (v/v) for each reinforcement) were hot compression molded using a polyester resin. Different hybrid stacking sequences were molded and all composites were characterized in physical (dilatometry, density, HDT) and mechanical (hardness, impact, DMA, tensile, flexural, iosipescu and short beam) tests. Results showed that laminas position have no influence in the tensile strenght, however, regarding the flexural behavior, it was seem that superficial layer in glass fiber improved the mechanical performance. Comparison of experimental and theoretical elastic properties, the latter using a commercial software based on laminate macro-mechanical analysis, was satisfactory. In the second part of this work one of the hybrid laminates was produced varying the thickness, and, in another one, the ratio synthetic/vegetal fiber was varied, increasing the of the vegetable fiber volumetric percentage.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Física, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2013-11-21T20:28:39Z No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Rejected by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br), reason: oi on 2013-11-21T20:30:08Z (GMT) / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2013-11-21T20:36:01Z No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2013-11-26T19:12:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-26T19:12:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ValdeirAntonioDaSilva.pdf: 251047516 bytes, checksum: afbd10cdbcf21b5980832021ef1869d6 (MD5) / Uma nova matriz vítrea com composição química nominal, LBA: 50Li2O . 45B2O3 . 5Al2O3 (mol%), sem dopantes intencionais e dopada com TiO2 e/ou Nd3+, foi sintetizada pelo tradicional método de fusão e suas propriedades físicas foram investigadas pelas técnicas de Análise Térmica Diferencial (DTA), Absorção Óptica (AO), Fotoluminescência (PL), Espectroscopia Raman (ER), Microscopia de Força Atômica (AFM), Difração de Raios-X (DRX) e por cálculos realizados com base na teórica JMAYK e na Teoria de Judd-Ofelt (JO). Foi investigado a cinética de cristalização da matriz LBA, não dopada, bem como as fases cristalinas formadas (LiBO2 e Li3AlB2O6) durante o processo de tratamento térmico a 450°C, por intervalos de tempo crescentes, na faixa de 1h a 7h. Cálculos JMAYK, conjuntamente com Medidas de AFM, revelaram que a cristalização inicia-se preferencialmente na superfície e evolui para o volume em função do tempo de tratamento. Os parâmetros térmicos e a energia de ativação do sistema vítreo LBA foram obtidos pelo Método Não Isotérmico de análise de reações térmicas. Também foi investigada a cinética de cristalização da matriz LBA, não dopada e dopada com concentrações crescentes de xTiO2 (x = 0; 0,5; 1,0; 1,5; ...; 5,0)(wt%) , bem como as fases cristalinas formadas (LiBO2, LiAlO2 e LiTiO2), durante o processo de tratamento térmico na primeira e na segunda temperatura de máximo da cristalização, TC1 e TC2, por intervalos de tempo crescentes. Análises térmicas e estruturais evidenciaram uma competição entre fases cristalinas, LiAlO2 - LiTiO2, devido à co-dopagem com TiO2. A matriz vítrea LBA proposta neste trabalho, foi sugerida como meio hospedeiro para íons de neodímio, a fim de investigar a influência da variação do campo cristalino nos parâmetros espectroscópicos deste sistema. Para obter tais parâmetros, utilizou-se a Teoria de Judd-Ofelt. Foram calculados os parâmetros de intensidade, Ω9; probabilidade de emissão espontânea, (( "#/ , %)´); a taxa de ramificação, ( "#/ , %)´); a seção eficaz de emissão +(,, ,´); eficiência quântica (,); o tempo de vida radiativo 056 e a qualidade espectroscópica, 7. A codopagem com TiO2 modificou o ambiente químico e promoveu variação significativa da qualidade espectroscópica. Além disso, diminui a intensidade de absorção da “banda água” (OH). Está é uma importante fonte de supressão de luminescência (quenching). Foi investigado a devitrificação da matriz LBA, um importante passo na elucidação da estrutura vítrea, bem como, sugerimos a aplicação em sistemas fotônicos, quando dopada com Nd3+ e/ou codopada com TiO2. Por fim, nós esperamos que estes resultados possam incentivar novas pesquisas sobre esta matriz vítrea utilizando outras técnicas de caracterização. _________________________________________________________________________ ABSTRACT / A new glass matrix with chemical nominal composition, LBA: 50Li2O . 45B2O3 . 5Al2O3 (mol%) without intentional doping and doped with TiO2 and/or Nd3+ was synthesized by the traditional fusion method and their physical properties were investigated by the Differential Thermal Analysis, Optical Absorption, Photoluminescence, Micro Spectroscopy Raman, Atomic Microscopy Force and X-ray Diffraction techniques, and by the calculation performed on the basis of JMAYK and Judd-Ofelt (JO) theories. Were investigated crystallization kinetic of undoped LBA matrix, as well as, crystalline phase formed (LiBO2 e Li3AlB2O6) during heat treatment process at 450°C, by increasing time intervals in the range of 1 to 7 hour. Calculations JMAYK together with AFM measurements revealed that the crystallization starts and progresses preferentially at the surface for volume as a function of treatment time. Thermal parameters and the activation energy of the glass system LBA were obtained by Non-Isothermal analysis method of thermal reactions. Was also investigated the crystallization kinetics of the matrix LBA, doped and undoped, with increasing concentrations of xTiO2 (x = 0; 0,5; 1,0; ...; 5,0)(wt%), as well as, the crystalline phases formed (LiBO2, LiAlO2 e LiTiO2) during the heat treatment process on the first and second maximum temperature of crystallization, TC1 and TC2, for increasing time intervals. Thermal and structural analysis revealed a competition between crystalline phases, LiAlO2 - LiTiO2 due to presence with TiO2. The glassy matrix LBA proposed in this work was tested as a host medium, for neodymium ions in order to investigate the influence of the XI variation in the crystal field on the spectroscopic parameters of this system. For these, we used the Judd-Ofelt theory. They were calculated the intensity parameters, Ω9; the spontaneous emission probability, (( "#/ , %)´); the branching rate, ( "#/ , %)´); the effective emission section, +(,, ,´); the quantum efficiency, (,); the radiative life time, 056; and spectroscopic quality, 7. The presence of TiO2 modifies the environment and promotes significant variation of spectroscopic quality. It also decreases the absorption intensity of the “water” band (OH). This is an important source of suppression of luminescence (quenching). Was investigated the devitrification of LBA matrix, an important step in the elucidation of the glassy structure, as well as, we suggest the application in photonic systems, when doped with Nd3+ and/or doped with TiO2. Finally, we hope that these results will encourage further research on this glass matrix using other characterization techniques.

Novas composições vítreas do sistema pseudo-ternário InF3--GaF3--GdF3 com teores constantes de (ZnF2-BaF2-SrF2-NaF) foram estudadas. Os melhores vidros preparados mostraram propriedades físicas e químicas superiores àquelas relatadas para outros vidros à base de fluoretos de metais pesados. Destacam-se a melhor estabilidade térmica contra a devitrificação, expressa por exemplo pelos valores do parâmetro de estabilidade Tx-Tg (> 100&#176C) e a boa capacidade de transmissão na região do infravermelho do espectro eletromagnético (&#732 7 &#956m). Demonstrou-se também que os vidros investigados têm uma boa resistência química contra a corrosão em meio aquoso e um comportamento mecânico satisfatório, o que os torna atraentes para aplicações práticas. Um estudo envolvendo a dopagem de algumas composições com os elementos manganês e neodímio, objetivando a melhoria da capacidade de emissão do sistema através do processo de transferência de energia Mn+2 #8594 Nd+3 foi realizado e resultou em vidros com boa qualidade óptica para aplicações potenciais em fibras para amplificação óptica e laseres. Testes preliminares visando a preparação de préformas com estrutura casca-núcleo, efetuados através dos processos build-incasting e rotational casting utilizando alguns vidros selecionados, revelaram que a produção de pré-formas sem a ocorrência de cristalização dos vidros ou trincamento das mesmas é viável / New vitreous compositions in the pseudo-ternary system InF3--GaF3--GdF3 with constant concentrations of (ZnF2-BaF2-SrF2-NaF) were studied. The best glasses prepared showed better physical and chemical properties than those reported for other heavy metal fluoride-based glasses. A better thermal stability against devitrification expressed by the values of the stability parameter Tx-Tg (> 100&#176C) and a good transmitting capacity (&#732 7 &#956m) in the infrared region of the electromagnetic spectrum are relevant properties. It was also demonstrated that the glasses investigated have a good chemical resistance to corrosion in aqueous medium and a satisfactory mechanical behavior, what make them attractive materials for practical applications. Doping some compositions with manganese and neodymium, aiming better glass emission properties through the energy transfer process Mn+2 ~ Nd+3, resulted in glasses of good optical quality for applications in fibers for optical amplification and lasers. Preliminary tests involving the preparation of preforms using the build-in-casting and rotational casting techniques revealed that the production of preforms without the occurrence of crystallization of the glasses or cracking of the preform is feasible

A crescente preocupação ambiental tem impulsionado o desenvolvimento de materiais alternativos provenientes de recursos renováveis. As fibras vegetais vêm sendo utilizadas em diversos setores econômicos em substituição às fibras sintéticas, por exemplo como reforço de materiais compósitos. Nesta aplicação, as fibras vegetais (e.g. curauá) oferecem vantagens como baixa densidade, atoxicidade e baixo custo em comparação às sintéticas. Neste trabalho, primeiramente foram produzidos diferentes compósitos laminados híbridos inter-camada de vidro/curauá (teor total de fibra = 30% v/v, com uma razão de 1:1 em volume de cada tipo de reforço ) em uma resina poliéster. Compósitos com seqüências de empilhamento distintas foram moldados por compressão à quente e estes foram caracterizados em ensaios físicos (dilatometria, densidade, e HDT) e mecânicos (dureza, impacto, DMA, tração, flexão, iosipescu e short beam).Os resultados em tração mostraram que a posição das lâminas no laminado não é significativamente importante como para flexão onde é importante que as mantas de vidro estejam na superfície. A comparação das propriedades elásticas experimental e teórica, esta última usando um software comercial baseado na análise macro-mecânica de laminados, foi satisfatória. Na segunda parte deste trabalho foi escolhido um dos laminados híbridos para variar a espessura, e em outros, alterou-se a razão fibra sintética/ vegetal aumentando o percentual volumétrico de fibra vegetal. / Growing environmental concerns have driven the development of alternative materials from renewable resources. Vegetal fibers have been used in several economic sectors such as a substitute for synthetic fibers as reinforcement of composite materials. In this application, vegetal fibers (e.g. curaua) offer advantages such as low density, low toxicity and low cost compared to synthetic ones. In this work, curaua/glass hybrid interlayer laminate composites (overall fiber content of 30% v/v, with 1:1 ratio (v/v) for each reinforcement) were hot compression molded using a polyester resin. Different hybrid stacking sequences were molded and all composites were characterized in physical (dilatometry, density, HDT) and mechanical (hardness, impact, DMA, tensile, flexural, iosipescu and short beam) tests. Results showed that laminas position have no influence in the tensile strenght, however, regarding the flexural behavior, it was seem that superficial layer in glass fiber improved the mechanical performance. Comparison of experimental and theoretical elastic properties, the latter using a commercial software based on laminate macro-mechanical analysis, was satisfactory. In the second part of this work one of the hybrid laminates was produced varying the thickness, and, in another one, the ratio synthetic/vegetal fiber was varied, increasing the of the vegetable fiber volumetric percentage.

Os hidróxidos duplos lamelares (HDLs) são materiais que podem ser utilizados para modificar ou incorporar características a polímeros termoplásticos ou termorrígidos. O presente trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização de HDLs de Mg-Al intercalados com os íons glicinato, alaninato e dodecil sulfato e a sua utilização na formulação de nanocompósitos bicomponente HDL/epóxi, com diferentes teores de HDL, produzidos por casting e de compósitos tricomponente HDL/epóxi/fibra de vidro moldados por RTM. Os HDLs foram sintetizados pelo método da coprecipitação e incorporados a epóxi com o auxílio de solventes e de ultrassom. Para tal, foram avaliados os solventes acetona, clorofórmio e DMF, sendo o DMF selecionado como o melhor agente de dispersão. Os compósitos e nanocompósitos obtidos foram caracterizados quanto à dispersão dos HDL na matriz, às suas propriedades de resistência à chama (teste horizontal e vertical), à estabilidade térmica, às propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas. A incorporação dos HDLs provocou um incremento na estabilidade térmica dos compósitos e todas as amostras com esta carga apresentaram comportamento autoextinguível no teste de queima vertical, além de apresentarem uma grande diminuição na taxa de queima em comparação ao epóxi puro. A utilização dos HDL não possibilitou melhora nas propriedades mecânicas e dinâmico-mecânicas dos compósitos, que só foi obtida com a utilização do reforço de fibra de vidro. / Layered double hydroxides (LDHs) can be used to modify or incorporate characteristics into a variety of thermoplastic or thermoset polymers. The present work aims to synthesize and characterize Mg:Al LDHs intercalated with glycinate, alaninate and dodecyl sulfate and to use them in the formulation of bi-component LDH/epoxy nanocomposites, with distinct LDH content, obtained by casting, and tricomponent LDH/epoxy/glass fiber composites molded by RTM. The LDH was synthesized, using the coprecipitation method, and incorporated into epoxy with the aid of solvents and ultrasonication. For that, acetone, chloroform and DMF solvents were evaluated, and DMF yielded the best performance as dispersing agent. The obtained composites and nanocomposites were evaluated regarding the quality of the LDH dispersion in the matrix, their flame resistance characteristics (horizontal and vertical testing), thermal stability, mechanical and dynamic-mechanical properties. The incorporation of LDH caused an increase in thermal stability of the composites and all samples containing LDH showed self-extinguishing behavior in the vertical burning test, and a large decrease in the burning rate was found compared to neat epoxy. The use of LDH did not significantly alter the mechanical and dynamic-mechanical properties of the composites, which was only achieved by using a glass fiber reinforcement.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de compósitos poliméricos híbridos vidro/sisal através de ensaios físico (densidade), mecânicos (tração, flexão e impacto) e temo dinâmico-mecânico (DMTA). Um molde de transferência de resina (RTM) foi fabricado para a moldagem dos compósitos. Compósitos híbridos com diferentes frações volumétricas de reforço e diferentes razões entre o volume de fibra de vidro e de sisal foram estudados. Também foram analisados diferentes tamanhos de fibra. A densidade dos compósitos fabricados foi comparada com a predição teórica, mostrando estar de acordo com a regra das misturas. Os resultados obtidos nos ensaios de flexão e impacto demonstraram que as propriedades avaliadas, de uma maneira geral, foram sempre maiores com maior teor total de reforço, enquanto que no ensaio de tração não houve variação significativa nas propriedades avaliadas. Pela análise termo dinâmico-mecânica observou-se um aumento tanto nos módulos de armazenamento como no de perda, assim como um deslocamento para maiores temperaturas da região de transição vítrea com maiores teores de fibra de vidro e com maior volume de fibra nos compósitos. Também houve aumento na efetividade do reforço e na energia de ativação calculada. O tamanho da fibra não modificou significativamente o comportamento observado nas análises. O fator de adesão calculado dos compósitos aumentou com a adição da fibra de vidro, o que significa que a equação utilizada não se aplica para este sistema e que outros fatores, além da adesão contribuem para a dissipação de energia dos compósitos. / The present work aims to evaluate the performance of glass/sisal hybrid composites by physical (density), mechanical (tensile, flexural and impact) and dynamical-mechanical thermal analysis (DMTA). A resin transfer molding (RTM) mold was built for the production of the composites. Hybrid composites with different fiber loadings and different overall volume fractions between glass and sisal were studied. The effect of the fiber length has also been investigated. The densities of the composites were compared with the theoretical values, showing agreement with the rule of mixtures. The results obtained in the flexural and impact analysis revealed that, in general, the properties were always higher for higher overall reinforcement content, while for the tensile properties the results revealed no clear trend in the properties evaluated. By DMTA, an increase in storage and loss modulus was found, as well as a shift to higher values for higher glass loading and overall fiber volume. It was also noticed an increase in the efficiency of the filler and in the calculated activation energy. The fiber length did not significantly change the results observed in all analysis carried out in this work. The calculated adhesion factor increased for higher glass loadings, meaning that the equation may not be applied for this system and there are other factors, besides adhesion influencing energy dissipation of the composites.

RIQUELME PINCHEIRA, Pablo Isaias, também é conhecido em citações bibliográficas por: PINCHEIRA, Pablo Isaias Riquelme / Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-09T19:22:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Pablo Isaias Riquelme Pincheira.pdf: 4798605 bytes, checksum: e888652bfeb61519d22290b0b54c725b (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-17T19:13:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Pablo Isaias Riquelme Pincheira.pdf: 4798605 bytes, checksum: e888652bfeb61519d22290b0b54c725b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:13:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Pablo Isaias Riquelme Pincheira.pdf: 4798605 bytes, checksum: e888652bfeb61519d22290b0b54c725b (MD5) Previous issue date: 2017-01-18 / Since Albert Einstein established the foundations for stimulated emission of radiation in 1916, he paved a long road that culminated in the beginning of the 1960s with the invention of the laser. In a conventional laser avoiding losses by light scattering is very important. However, this paradigm is broken by the theoretical proposal of Letokhov in 1968, which says that in a disordered with gain, the scattering of light plays a positive role increasing the dwell time of light in an active medium, thereby increasing the laser amplification. Due to the disordered nature of the materials used was adopted the name Random Lasers (RLs). Random lasers have taken a new boom because they have recently been exploited as a photonic platform for studies of complex systems. This thesis covers this interdisciplinary approach that opens important new avenues for understanding the behavior of random lasers. We recently studied the intensity fluctuations in the emission of Random lasers, finding the existence of non-Gaussian statistics in these emissions behaving with Lévy-type statistics. On the other hand, in another set of theoretical and experimental work, the glassy behavior of random lasers was studied by other authors, which led to the recent experimental demonstration of symmetry replica breaking phase transition. The investigations mentioned above were taken separately, and in this work shows that these two phenomena are connected. In the first chapter we study the most important concepts of a conventional laser that are necessary to understand the random lasers. In the second chapter, we present the random lasers. We begin with the presentation of the main features of random lasers. Then, we present a connection between the phenomenon of speckle and random lasers where Speckle Contrast is used to demonstrate the multimodal nature of random lasers. This feature is applied to determine the number of modes in a random fiber laser. At the end of this chapter a work is presented where it is demonstrated for the first time Bichromatic random laser in a NdAl₃ (BO₃)₄ crystalline powder. This observation opens an avenue for random lasers applications, and, as a proof of concept, we demonstrate an optical thermometer owing to the thermal dependence of the RL emissions. The third chapter is dedicated to studying the fundamental concepts of complex systems, to understand the glassy behavior of light in random lasers. In chapter 4 essential rudiments are also given to understand Lévy statistics. In chapter 5 we show a work where we use employ the NdY BO random laser system to show that from a single set of measurement the physical origin of the complex correspondence between the Lévy fluctuation regime and the replica symmetry breaking transition to spin glass phase occurs. In chapter 6 shows the observation of replica symmetry breaking phase transition in a solution of Rhodamine and particles of TᵢO₂, where specially designed amorphous TᵢO₂ particles were synthesized to obtain identical copies of the system. / Desde que Albert Einstein estabeleceu as bases para a emissão estimulada da radiação em 1916, ele pavimentou uma longa estrada que culminou, no começo dos anos 1960, com a invenção do laser. Em um laser convencional, evitar perdas por espalhamento de luz é muito importante. No entanto, este paradigma é quebrado pela proposta teórica de Letokhov em 1968, que diz que em um meio desordenado com ganho, o espalhamento da luz desempenha um papel positivo aumentando a amplificação do laser. Devido à natureza desordenada dos materiais utilizados foi adotado o nome Random Lasers (RLs). Os lasers aleatórios tomaram um novo impulso porque foram explorados recentemente como uma plataforma fotônica para estudos de sistemas complexos. Esta tese estuda esta abordagem interdisciplinar que abre novas e importantes vias para a compreensão do comportamento de lasers aleatórios. Recentemente estudamos as flutuações de intensidade na emissão de lasers aleatórios, encontrando a existência de estatísticas não gaussianas nessas emissões que se comportam como estatísticas tipo Lévy. Por outro lado, em outro conjunto de trabalhos teóricos e experimentais, o comportamento tipo vidro de spin de lasers aleatórios foi estudado por outros autores, o que levou à recente demonstração experimental de transição de fase com quebra de simetria de réplica. As investigações mencionadas acima foram realizadas separadamente, e neste trabalho mostramos que esses dois fenômenos estão conectados. No primeiro capítulo estudamos os conceitos mais importantes de um laser convencional que são necessários para entender os lasers aleatórios. No segundo capítulo, apresentamos os lasers aleatórios. Começamos com a apresentação das principais características de lasers aleatórios. Em seguida, apresentamos uma conexão entre o fenômeno de speckle e lasers aleatórios onde Speckle Contrast é usado para demonstrar a natureza multimodal de lasers aleatórios. Esta característica é aplicada para determinar o número de modos de um laser aleatório de fibra. No final deste capítulo é apresentado um trabalho onde é demonstrado pela primeira vez o laser aleatório bicromático em um pó cristalino NdAl₃ (BO₃)₄. Esta observação abre caminho para aplicações lasers aleatórios e, como prova deste conceito, demonstramos um termômetro óptico devido à dependência térmica das emissões de RL. O terceiro capítulo é dedicado a estudar os conceitos fundamentais de sistemas complexos, para entender o comportamento tipo vidro de spin da luz em lasers aleatórios. No capítulo quatro, rudimentos essenciais também são descritos para entender as estatísticas de Lévy. No capítulo cinco mostramos um trabalho onde usamos o sistema de laser aleatório NdY BO para mostrar que a partir de um único conjunto de medições ocorre a origem física da correspondência complexa entre o regime de flutuação de Lévy e a transição de simetria de réplicas para a fase de vidro de spin. No capítulo seis, observa-se a transição de fase de ruptura de simetria de réplicas em uma solução de Rhodamine e partículas de TᵢO₂, onde se sintetizaram partículas de TᵢO₂ amorfas especialmente projetadas para obter cópias idênticas do sistema.