Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:07/56298-7

Orientador: Wanda Cecília Las / Banca: Marian Rosaly Davolos / Banca: Sidnei Antônio Pianaro / Resumo: A influência do Cr na condutividade elétrica e propriedades microestruturais de cerâmicas à base de SnO2-Mn-Nb foi investigada. Também foi estudada a influência do método de preparação nas características dos pós precursores cerâmicos e nas propriedades e características das cerâmicas resultantes. Sistemas SnO2-Mn-Nb com concentrações variadas de Cr foram preparados pelo método convencional de mistura de óxidos e pelo método Pechini (rota orgânica). Foram utilizadas medidas de área superficial (método BET), difração de raios X, espectroscopia vibracional no infravermelho e microscopia eletrônica de varredura a fim de caracterizar os pós preparados. Análises de condutividade elétrica e impedância complexa confirmaram uma diminuição da condutividade em função do aumento da concentração de Cr também relacionado a esta segregação que limita a passagem de corrente pelo contorno de grão. Os sistemas preparados pelo método Pechini mostraram-se mais resistivos nas curvas I-V em relação aos sistemas preparados por mistura de óxidos. A adição de Cr levou a uma diminuição do coeficiente de não-linearidade uma vez que o Cr parece segregar no contorno de grão, diminuindo o tamanho de grão, levando a uma microestrutura porosa e conseqüentemente degradando as propriedades varistoras dos sistemas. / Abstract: The influence of Cr in the electrical conductivity and in microstuctural properties of SnO2-based ceramics was studied. In addition, the influence of preparation method in the characteristics of ceramics precursor powders and in the characteristics and properties of the resultant ceramics was investigated. SnO2-Mn-Nb systems with varied Cr concentration were prepared by the conventional method of mixture of oxides and by Pechini method (organic route). Surface area measurements (BET method), X-ray diffraction, infrared spectroscopy and scanning electronic microscopy were utilized to characterize the prepared powders. Analysis of electrical conductivity and complex impedance confirm a decrease of conductivity as a function of the increase of Cr concentration also related to this segregation that limits the current passage by the grain boundary. The systems prepared by Pechini method turned out to be more resistive in the I-V curves than systems prepared by mixture of oxides. The Cr addition led to a decrease of non-linear coefficient since the Cr seem to segregate on grain boundary, decreasing the grain size, leading to a porous microstructure and, consequently, degraded of varistors properties of systems. / Mestre

Orientador: Ervino Carlos Ziemath / Banca: Lygia Christina de Moura Walmsley / Banca: Ana Candida Martins Rodrigues / Resumo: Neste trabalho foi avaliada a condutividade elétrica de vidros com composição (mol%) 22Na2O·8CaO·65SiO2·5MO2, com M = Si, Ti, Ge, Zr, Sn e Ce, sem e com troca iônica Ag+↔Na+ em 350 ºC por 1 hora. Após a troca iônica, amostras também foram submetidas a tratamento térmico em 500 ºC durante 24 horas. As medidas elétricas foram realizadas com um analisador de impedâncias Solartron. Foram analisados gráficos de Z" vs. Z' e de σ' vs. f em função da temperatura com o objetivo de se determinar, de duas maneiras diferentes, as energias de ativação para a condutividade elétrica, Eσ. Os valores das resistências elétricas das amostras são obtidos a partir de gráficos Z" vs. Z' quando Z" se anula para baixas frequências. Conhecendo-se o parâmetro geométrico da amostra, calcula-se a condutividade para corrente contínua, σdc. Através das curvas σ' vs. f determina-se σdc quando f → 0. Gráficos de Ln σdc vs. T-1 possibilitaram determinar 0,724 < Eσ < 0,826 eV, valores que concordam com os encontrados na literatura. Após submetidas à troca iônica, as amostras apresentaram aumento da condutividade. Por outro lado, o tratamento térmico posterior diminui a condutividade da maioria das amostras, provavelmente, devido à formação de nanopartículas de prata metálica na matriz vítrea. Para verificar alterações da composição devido à troca iônica e ao tratamento térmico utilizamos a técnica de espectroscopia de energia dispersiva de raios-X, EDS, no volume e na superfície das amostras. Verificou-se que a Ag migra para o volume durante o tratamento térmico, tendendo a tornar constante a sua distribuição, dependendo do cátion tetravalente, M4+, presente na matriz vítrea. A espectroscopia de reflexão difusa no infravermelho, DRIFT, indicou alterações na estrutura da superfície das... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work, it has been evaluated the electrical conductivity of glasses with composition (mol%) 22Na2O·8CaO·65SiO2·5MO2, with M = Si, Ti, Ge, Zr, Sn and Ce, without and with ion exchange Ag+↔Na+ at 350 ºC for 1 hour. After the ion exchange, samples were also submitted to thermal treatment at 500 ºC for about 24 hours. Electrical measurements were carried out with a Solartron impedance analyzer. Z" vs. Z' and σ' vs. f plots were analyzed as a function of temperature in order to determine, by two distinct approaches, the activation energies for the electrical conductivity, Eσ. The values of the electrical resistances of the samples are obtained from Z" vs. Z' plots when Z" nulls itself at low frequencies, and knowing the geometric parameter of the sample, the continuous current conductivity, σdc, can then be calculated. Through σ' vs. f plots, one can determine σdc when f → 0. We were able to determine 0,724 < Eσ < 0,826 eV by Ln σdc vs. T-1 plots, and those values agree with the ones found in the literature. When submitted to ion exchange, the samples showed an increased conductivity. On the other hand, a subsequent thermal treatment diminishes the conductivity for most of the samples, probably due to the formation of metallic silver nanoparticles in the vitreous matrix. In order to check for compositional modifications due to the ion exchange and thermal treatment, we have employed the energy dispersive X-ray spectroscopy technique, EDS, in the bulk and surface of the samples. It has been observed that Ag migrates towards the bulk during the thermal treatment, tending to reach a constant distribution, depending on the tetravalent cation, M4+, in the vitreous matrix. The diffuse reflectance infrared Fourier transform, DRIFT, have pointed changes in the surface structure of the samples... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Neste trabalho medidas de condutividade alternada e de corrente versus tensão foram realizadas em dispositivos emissores de luz baseados em poli(2-metoxi-5-(2\'-etil-hexiloxi)-1,4-fenileno vinileno)-MEH-PPV com óxido de zinco (ZnO) como eletrodo transparente e injetor de buracos e alumínio (Al) como eletrodo metálico e injetor de elétrons. MEH-PPV é um derivado do PPV que emite no vermelho. O ZnO tem função trabalho similar à do ITO, mas é menos agressivo ao polímero, menos caro e mais fácil de ser processado. A curva I vs. V retificada mostrou que a corrente direta depende da temperatura. As componentes real e imaginária da condutividade (ac) apresentam comportamento típico de alguns materiais desordenados: a componente imaginária aumenta como função da freqüência e a componente real mostrou-se independente da freqüência para baixas freqüências e varia como uma lei de potência no domínio de freqüências mais altas O modelo de energias livres aleatórias-RFEB e uma resistência em série para o fenômeno de interface foram desenvolvidos e ajustados para os resultados ac. Com base neste ajuste teórico-experimental, obtemos importantes parâmetros do dispositivo, bem como informações quantitativas sobre o fenômeno de transporte no MEH-PPV. / In this work current vs. voltage (I vs. V) and alternating conductivity (ac) measurements were carried out in poly[(2-methoxy- 5-hexyloxy)-pphenylenevinilene] ? MEH-PPV light-emitting diodes having zinc oxide (ZnO) as transparent anode and Al as metallic cathode. MEH-PPV is a PPV derivative, which emits in the red spectral region; ZnO has a work function similar to that of ITO, but it is less aggressive to the polymer, less expensive and easily processed. The retificated I vs. V curves shows that the direct current depends on the temperature. Moreover, the real and imaginary components of alternating conductivity (ac) present typical behavior of somewhat disordered material: the imaginary component grows as a function of the frequency and the real component was observed to be frequency independent for lower frequencies, and follows a power-law above a certain frequency. The Random Energy Free Barrier model approaches and a resistance in series for the interface phenomenon were developed and adjusted for the ac results. From this experimental-theoretical fitting we obtained important parameters of the devices as well as, quantitative informations about the MEH-PPV transport phenomenon.

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de quantificar e caracterizar a variabilidade espacial dos parâmetros equação K = Kq=0 exp(bq), determinada pelo método do perfil instantâneo. Nessa equação, Kq=0 é o coeficiente linear da reta lnK versus q ou a condutividade hidráulica (K) para o teor de água no solo (q) igual a zero e b o coeficiente angular. O experimento foi realizado no campus da "Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP, localizado no município de Piracicaba (SP), em um Latossolo Vermelho Amarelo, álico, A moderado, textura média, (Typic Hapludox), moderadamente a bem drenado. A parcela experimental tinha um comprimento de 70 m e uma largura de 20 m; na sua linha central ao longo do comprimento foram considerados 50 pontos de observação, distanciados de 1 m entre si e, em cada um deles, instalados 5 tensiômetros eqüidistantes com suas cápsulas porosas localizadas às profundidades de 0,15; 0,30; 0,45; 0,60; 0,75 m. No ponto central de cada circunferência de 0,10 m de raio, na qual foram equidistantemente instalados 5 tensiômetros, foi instalada uma sonda de TDR para medida da umidade nas mesmas cinco profundidades em cada ponto de observação. As medições de umidade e potencial mátrico foram feitas durante 62 dias ou 1.370 horas, escolhendo se para este estudo o período compreendido entre os tempos de redistribuição 78 a 604 horas. Os resultados de umidade no solo (q), potencial mátrico (fm), lnKq=0 e b, foram submetidos à análise estatística exploratória e descritiva para verificação da distribuição e identificação de valores extremos. Também se calculou o número mínimo de subamostras necessárias para estimar o valor médio representativo dos parâmetros avaliados, para um nível de probabilidade de 95%, nos valores de 5, 10, 20 e 30% de coeficiente de variação em torno da média. Para os parâmetros lnKq=0 e b a análise do número de amostras foi também feita pela técnica "bootstrap". Análise da estabilidade temporal foi realizada com os dados de umidade no solo e potencial mátrico. Os resultados indicaram que o padrão de variabilidade dos parâmetros hídricos estudados (q, fm, b e lnKq=0 ) aumentou em profundidade, sendo os maiores coeficientes de variação aqueles apresentados pelo b. A variabilidade da umidade (q) foi baixa e aumentou com o tempo de redistribuição, enquanto que o potencial mátrico (fm), apresentou comportamento oposto, qual seja, variabilidade alta no início da redistribuição diminuindo para média no final da avaliação. Não houve relação entre os parâmetros quanto ao número de amostras necessárias para estimar a média, indicando que a utilização dos métodos para determinação de número de amostras pode gerar valores bem diferentes e que sua aplicação deve ser feita com prudência. Tanto a umidade do solo quanto o potencial mátrico apresentaram estabilidade temporal, o que permitiu identificar quais os locais mais indicados para a realização de amostragens com reduzido esforço e grande precisão. / This work was carried out with the objective of quantifying and characterizing the spatial variability of the K = Kq=0 exp(bq) equation parameters, determined by means of instantaneous profile method. In this equation, b is the slope and Kq=0 the intercept of the linear regression of lnK versus q. The experiment site is located at the Campus “Luiz de Queiroz”, University of São Paulo, county of Piracicaba (SP), Brasil (22 o 42’ 30” S e 47 o 38’ 00” W) in a Typic Hapludox. The experimental plot dimensions were: length = 70 m and width = 20 m. In the central line of the length, 50 observation points 1m among themselves were considered each one with i) 5 mercury manometer tensiometers equally spaced in a 0.10 m radius circumference with their porous cups installed at 0.15, 0.30, 0.45, 0.60 and 0.75 m soil depths and ii) one TDR probe in the central point of the above circumference to measure soil-water content at the same five soil depths. Measurements of soil-water content and matric potential were made during 62 days of soil water redistribution, but the study was carried out using the redistribution time range from 78 to 604 hours. Results of soil-water content (q), matric potential (fm), lnKq=0 and b were analyzed by the exploratory and descriptive statistics in order to verify the data distribution and to identify outliers values. The minimum number of samples necessary to estimate the mean value of the assessed parameters was also calculated at a probability level of 5%, for variation coefficient values of 5, 10, 20 and 30%. For the parameters lnKq=0 and b, the analysis of number of sa mples was also made by using the "bootstrap" technique. Time stability analysis was used for soil-water content and matric potential data. The results have indicated that the variability of the studied hydric parameters (q, fm, b and lnKq=0 ) increased with soil depth, being the higher variation coefficients those of the parameters b. The soil water-content (q) variability was low and increased with the soil water redistribution time, whereas the matric potential had an inverse behavior, that is, high variability at the beginning of the soil water redistribution, decreasing to a medium one at the end of evaluation. There was no relation among parameters in terms of number of samples needed to estimate the mean, indicating that the use of methods to determine the number of samples can led to values very differents; hence the appliance of these methods should be done with caution. Both soil-water content and matric potential presented time stability, which permitted to identify the best points for future samplings with less effort and high precision.

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Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os efeitos decorrentes da adição de NiO na densificação, na microestrutura e na condutividade elétrica da zircônia totalmente estabilizada com ítria foram sistematicamente estudados. Zircônia-8% mol de ítria (8YSZ) comercial e acetato, trihidróxi-carbonato, nitrato e óxido de níquel foram utilizados como materiais de partida. Os teores de Ni variaram entre 0,5% e 5% em mol e as composições foram preparadas por mistura dos materiais precursores a partir das concentrações estequiométricas. Estudos de densificação realizados por meio de medidas de densidade geométrica e dilatometria revelaram que a retração total até 1400ºC varia de ~16 até ~20% dependendo do precursor de níquel. No segundo estágio de sinterização a retração linear aumentou com o aumento no teor do aditivo (precursor: trihidróxi-carbonato de níquel). No estágio inicial de sinterização a energia de ativação para a difusão via contornos de grão varia de acordo com o precursor de níquel utilizado sendo menor para o óxido e maior para o trihidróxi-carbonato. No estágio secundário de sinterização prevalece a sinterização volumétrica. Neste estágio, as temperaturas de máxima retração são independentes do precursor de níquel, exceto para o acetato. O tamanho médio de cristalito variou com o tipo de precursor empregado sendo menor para o trihidróxi-carbonato e maior para o óxido de níquel. O limite de solubilidade do NiO determinado por difração de raios X é 1,48% em mol a 1350ºC. Para teores acima do limite de solubilidade o aditivo permanece aleatoriamente distribuído como uma fase secundária na forma de NiO. O principal efeito do aditivo na microestrutura é aumentar o tamanho médio de grãos. Os resultados de medidas elétricas revelaram que a adição de NiO não produz alterações significativas na condutividade intragranular da 8YSZ para diversos tempos de sinterização, exceto quando o precursor é o óxido de níquel, para o qual a condutividade elétrica aumenta com o tempo de sinterização evidenciando a dificuldade na formação de solução sólida, quando o material precursor possui tamanho de cristalito superior ao da matriz. Entretanto, a condutividade intragranular nas amostras preparadas com o trihidróxi-carbonato de nickel é pouco inferior à das demais amostras. Nas amostras sinterizadas por 15 h a 1350ºC um terceiro semicírculo foi associado com a formação de fase tetragonal na 8YSZ, devido à aceleração pelo níquel na cinética da transformação de fase cúbica para tetragonal. A condutividade intergranular varia com o tempo de sinterização devido à diminuição na fração de interfaces (contornos de grão) que ocorre com o aumento no tamanho médio de grãos. A condutividade intergranular microscópica da 8YSZ não varia significativamente com a adição de NiO. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:07/56298-7