O presente trabalho tem como objetivo investigar o comportamento hidráulico e mecânico de misturas de Solo-Bentonita (SB) e de Solo-Cimento-Bentonita (SCB) quando permeada com água e óleo diesel, bem como analisar a influência da variação do teor de cimento com a finalidade de propiciar resultados capazes de auxiliar para um projeto construtivo de barreiras verticais de contaminantes. O programa experimental consistiu na realização de ensaios de compressão não-confinada, ensaios de condutividade hidráulica com um permeâmetro de parede rígida do tipo Compaction mold e ensaios de difração de raios-X a fim de se estudar o comportamento das misturas de SB e SCB em termos de resistência e permeabilidade. Os resultados dos ensaios realizados para cada tipo de mistura foram analisados separadamente. A análise dos resultados permitiu identificar as alterações provocadas na condutividade hidráulica pela variação do fator a/c e do líquido percolante. Os resultados dos ensaios de compressão não-confinada demonstraram uma maior resistência com a diminuição do fator a/c. A mistura de SB apresentou um aumento da condutividade hidráulica quando permeada com óleo diesel comparado com o valor encontrado quando permeado com água, o que pode ser explicado pelo inchamento intracristalino demonstrado pelo ensaio de difração de raios-X. As amostras de SCB, devido à introdução de cimento, apresentaram um acréscimo inicial na condutividade hidráulica (permeadas com água) quando comparadas com amostras de SB, seguidas de uma redução na condutividade hidráulica quando permeadas com óleo diesel.

Nos últimos anos tem crescido o interesse por compostos com estrutura de escuterudita, especialmente devido às suas excelentes propriedades termoelétricas. Esses compostos apresentam uma grande cavidade em torno do sítio 2a, que pode ser totalmente ou parcialmente preenchida com espécies hóspedes. O maior esforço na investigação de compostos com essa estrutura, visando aplicações termoelétricas, deve-se ao fato que os átomos inseridos na cavidade da estrutura podem vibrar, em torno de sua posição de equilíbrio, de maneira quase que completamente descorrelacionada das vibrações do restante da estrutura, provocando uma redução na condutividade térmica e tornando esses compostos excelentes candidatos para aplicação em dispositivos termoelétricos. A alteração da estrutura da cavidade, bem como a aplicação de altas pressões em escuteruditas ternárias, possibilita uma alteração da frequência vibracional da espécie hóspede e, consequentemente, da condutividade térmica desses compostos. Dentro desse contexto, neste trabalho foi realizado um estudo, a partir de cálculos de primeiros princípios, visando verificar a influência dos átomos pertencentes à cavidade sobre a frequência vibracional do íon La +3 nas escuteruditas LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. A substituição dos átomos de Fe por Co na estrutura da cavidade provocou um aumento na frequência vibracional do íon La+3 de 76 para 98 cm−1. A influência da substituição dos átomos de Fe por Co sobre a frequência vibracional do íon La+3 é indireta, pois verificou-se que a frequência vibracional desse íon é linearmente dependente da distância La-Sb que, por sua vez, é afetada pela substituição de Fe por Co. Além disso, realizou-se um estudo sobre o efeito da pressão sobre a frequência vibracional do íon La+3 nas escuteruditas LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. A partir deste estudo observou-se que o aumento da pressão, mesmo que moderado, apresenta um efeito mensurável na frequência vibracional do íon La+3. A aplicação de uma pressão de apenas 1 GPa provocou um aumento na frequência de 3,1 cm−1 e 2,2 cm−1 para o LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12, respectivamente. O efeito da pressão na frequência vibracional do íon La+3 e, consequentemente, no parâmetro de deslocamento atômico (ADP - atomic displacement parameter), abre a possibilidade do uso de pressões moderadas como uma forma de atuar controladamente sobre a condutividade térmica de escuteruditas ternárias e outros compostos termoelétricos de estrutura aberta. Posteriormente, realizou-se um estudo sobre o efeito da aplicação de altas pressões no composto CoSb3. Esse estudo tem como principal objetivo investigar a reação de autoinserção exibida pelo CoSb3 em altas pressões. Esse efeito consiste no colapso de átomos de antimônio para o interior da cavidade da estrutura da escuterudita, que assume a forma SbxCoSb3−x. Essa reação, inédita na literatura, foi descoberta por Kraemer et al6,7 e recentemente observada em outras escuteruditas binárias.8 Para o estudo da reação de auto-inserção no CoSb3, a estrutura da fase SbxCoSb3−x foi otimizada em diferentes pressões. Após, foi calculada a energia de ativação da reação de auto-inserção em diferentes pressões, usando-se o método NEB (Nudged Elastic Band). Observou-se uma diminuição na barreira energética da reação de auto-inserção com o aumento da pressão. Mais especificamente, os valores calculados para a energia de ativação da reação de auto-inserção a 0, 20 e 40 GPa foram, respectivamente, de 5,6, 2,9 e de 1,6 eV. A redução da energia de ativação com o aumento da pressão é compatível com a observação experimental da formação dessa fase acima de 20 GPa, à temperatura ambiente. Os valores obtidos para o ADP do átomo de Sb hóspede na fase de auto-inserção SbxCoSb3−x, nas direções [011], [111] e [211], foram, respectivamente, de 0,00139 Å2, 0,00122 Å2 e 0,00119 Å2. Os valores calculados são semelhantes aos valores de 0,00162 Å2 e 0,00124 Å2 que foram calculados para o íon La+3 nas escuteruditas ternárias LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12.1,9,10 Assim, é de se esperar que a fase SbxCoSb3−x apresente uma redução na condutividade térmica por fônons, compatível com o observado em outras escuterutidas ternárias. Espera-se ainda que os defeitos gerados pela migração do átomo de Sb para o interior da cavidade contribuam para uma redução ainda maior na condutividade térmica por fônons e, consequentemente, para um aumento no fator de mérito termoelétrico da fase de auto-inserção. / In recent years, interest has grown for compounds with skutterudite structure, especially due to its excellent thermoelectric properties. These compounds exhibit a large cavity around the 2a site, which can be totally or partially filled with guest species. The major effort in the investigation of the skutterudite material, particularly for thermoelectric applications, centers on the fact that the atoms inserted into the cage rattle around their equilibrium position with large amplitudes, promoting a reduction in thermal conductivity and making these compounds excellent candidates for use in thermoelectric devices. Modifications in the cavity structure as well as applying pressure in ternary skutterudites change the vibrational frequencies of the guest species and, consequently, the thermal conductivity of these compounds. In this context, in this work it was carried out a study, based on first-principles calculations, to verify the influence of substituting Fe for Co on the La vibrational frequency in the filled ternary skutterudites LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. Substituting Fe for Co in the cage framework caused an increase in La vibrational frequency from around 76 to 98 cm−1. The influence of substituting Fe for Co in La vibrational frequency is indirect, as it was found that the La vibrational frequency is linearly dependent on the La-Sb distance, which in turn is affected by substituting Fe for Co. Furthermore, a study was conducted to evaluate the effect of pressure on the La vibrational frequency in LaFe4Sb12 e LaCo4Sb12. In this study it was observed that an increase in pressure, even moderate, have a measurable effect on the La vibrational frequency. An increase of only 1 GPa causes an increase in frequency of 3.1 cm−1 and 2.2 cm−1 in LaFe4Sb12 and LaCo4Sb12, respectively. The effect of pressure on the La vibrational frequency and, consequently, on the atomic displacement parameter, points to the possibility of using even moderate pressures as a way to act controllably on the lattice thermal conductivity of ternary skutterudites and other similar open framework thermoelectric materials. A study on the effect of the application of high pressures on the CoSb3 skutterudite was also carried out. This study aims to investigate the pressure-induced self-insertion reaction of CoSb3. This reaction occurs due to the self-insertion of Sb atoms into the cages of CoSb3, which takes the form SbxCoSb3−x. This reaction, unprecedented in the literature, was discovered by Kraemer et al6,7 and was also recently observed in other binary skutterudites.8 To study the pressure-induced self-insertion reaction of CoSb3, the structure of the phase SbxCoSb3−x was optimized at different pressures. After, the activation energy of the self-insertion reaction was estimated at different pressures, using the NEB (Nudged Elastic Band) method. There was a decrease in the energy barrier for the self-insertion reaction with increasing pressure. More specifically, the calculated values for the activation energy of the self-insertion reaction at 0, 20 e 40 GPa were 5.6, 2.9 and 1.6 eV, respectively. The reduction of activation energy with increasing pressure is compatible with the experimental observation of the formation of this phase at pressures greater than 20 GPa at room temperature. Finally, the vibrational frequency and the ADP of guest Sb in SbxCoSb3−x at room pressure were calculated. The values obtained for the ADP of the guest Sb atom in the directions [011], [111] and [211] were 0.00139 Å2, 0.00122 Å2 and 0.00119 Å2, respectively. The calculated values are similar to the values (0.00162 Å2 and 0.00124 Å2) that were calculated for La in the ternary skutterudites LaFe4Sb12 and LaCo4Sb12. Thus, it is expected that SbxCoSb3−x exhibits a reduced phonon thermal conductivity, compatible to that observed in other ternary skutterudites. Moreover, it is expected that the defects created by the collapse of some framework Sb atoms into the cages contribute to a further reduction in the phonon thermal conductivity, thus increasing the thermoelectric figure of merit of SbxCoSb3−x.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:10:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289494.pdf: 1704220 bytes, checksum: 8ee0d12a8e75210ce6cdc42ac15abc6f (MD5) / O desenvolvimento de blendas poliméricas semicondutoras tem impulsionado avanços tecnológicos e industriais nas últimas décadas, sobretudo no setor eletroeletrônico. O polipirrol (PPy) é um polímero intrinsecamente condutor (PIC) que tem sido incorporado em várias matrizes poliméricas por apresentar estabilidade térmica, facilidade de síntese e condutividade elétrica que pode ser controlada pelo seu estado de oxidação. Neste trabalho, polipirróis foram obtidos a partir da polimerização química oxidativa do pirrol com agentes surfactantes apropriados. Estas amostras foram misturadas separadamente em uma solução de poliuretano termoplástico (TPU) para a obtenção de filmes semicondutores. Evidenciou-se, a partir da caracterização físico-química das amostras de PPy, que o surfactante atua como agente dopante (contra-íon), alterando a condutividade elétrica do PPy, estabilidade térmica e morfologia, bem como a dispersão do polímero condutor em diferentes solventes. Foi investigado também o efeito do contra-íon inserido na cadeia do polipirrol nas propriedades dinâmico-mecânicas, condutividade elétrica e capacidade de absorção de ondas eletromagnéticas das blendas poliméricas obtidas. Os filmes semicondutores apresentaram diferentes valores de condutividade elétrica, propriedades dinâmico-mecânicas e eficiência em blindagem eletromagnética, evidenciando que os surfactantes atuam também como agentes compatibilizantes, alterando o grau de interação do polipirrol com a matriz polimérica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-10T03:08:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335938.pdf: 5590046 bytes, checksum: 0678d8af2a3bef095d7fa1c0bcb44e2c (MD5) Previous issue date: 2015 / Polímeros intrinsecamente condutores (PICs), nomeadamente o polipirrol (PPy) e polianilina (PANI), têm-se mostrado materiais promissores para aplicação em absorção de micro-ondas. Porém, ainda existem algumas limitações para utilização desses materiais, principalmente devido às dificuldades de processamento e dispersão em matrizes de polímeros isolantes. Estudos na literatura reportam resultados bastante interessantes a respeito da preparação de compósitos poliméricos nanoestruturados, formados por uma fase dispersa de material inorgânico em camadas, revestidos com PICs, para serem usados em blindagem eletromagnética. Baseado neste contexto, neste estudo foram obtidos nanocompósitos condutores de poliuretano termoplástico (TPU) com montmorilonita/polipirrol (MMT/PPy) visando a aplicação em blindagem e/ou absorção da radiação eletromagnética, na faixa de frequências de 8,2 ? 12,4 GHz (banda X das micro-ondas). Aditivos condutores nanoestruturados de MMT/PPy foram preparados a partir da polimerização oxidativa in situ do pirrol (Py) na presença de argila, bentonita sódica natural, (MMT) em solução aquosa com ou sem surfactantes. A influência dos diferentes tipos de surfactante e concentração molar de Py foi avaliada. Os resultados de análise termogravimétrica, condutividade elétrica e absorção da radiação eletromagnética mostraram que o aditivo condutor de MMT contendo 90% em massa de polipirrol dopado com ácido dodecil benzeno sulfônico (DBSA) (MMT/PPy.DBSA) foi o mais apropriado para ser incorporado na matriz de TPU, a partir da mistura mecânica por fusão. O aditivo de MMT/PPy.DBSA foi incorporado na matriz de TPU, e a influência da concentração na morfologia, condutividade elétrica, propriedades reológicas e eletromagnéticas do TPU/MMT/PPy.DBSA foi avaliada, e comparada com misturas físicas de TPU contendo o PPy com ou sem DBSA (PPy.DBSA ou PPy.Cl), e MMT/PPy sem DBSA (MMT/PPy.Cl). Os resultados mostraram que as misturas de TPU/MMT/PPy.DBSA apresentaram menor limiar de percolação e valores de condutividade elétrica (10-2 S/cm) de até 10 e 5 ordens de grandeza maiores, do que os encontrados para as misturas contendo os polipirróis puros e MMT/PPy.Cl, respectivamente. Estes resultados indicam que nanocompósitos de TPU/MMT/PPy.DBSA, com percentagem de absorção de até 88% da radiação eletromagnética, possuem grande potencial para serem usados na blindagem e/ou absorção da radiação eletromagnética na banda X das micro-ondas.<br> / Abstract : Intrinsically conductive polymers (PICs), denoted as polypyrrole (PPy) and polyaniline (PANI) have been shown a promising materials for using in electromagnetic shielding applications. However, there are some limitations for applying these materials in technological applications due to the processing problems and the dificulties to disperse into insulating polymer matrix. Studies in the literature have reported interesting results concerning the preparation of nanostructured polymer composites comprising dispersed phase of PICs coated inorganic layered material for using in electromagnetic shielding. Based on the above, in this study conducting thermoplastic polyurethane nanocomposites (TPU) with montmorillonite/polypyrrole (MMT/PPy) were prepared in order to obtain a new electromagnetic shielding material in the frequency range from 8.2 to 12.4 GHz (microwave X-band). Nanostructured conductive additives of MMT/PPy were prepared from the oxidative in situ polymerization of pyrrole (Py) in the presence of clay, natural sodium bentonite (MMT) in aqueous solution with or without surfactants. The influence of different surfactant and molar concentration of Py was evaluated. The results found of thermogravimetric analysis, electrical conductivity and electromagnetic radiation shielding showed that the most appropriated conductive additive for adding into TPU matrix from the melt blending process was the MMT containing 90 wt.% of polypyrrole doped with dodecyl benzene sulphonic acid (DBSA) (MMT/PPy.DBSA). The additive MMT/PPy.DBSA was incorporated into the TPU matrix, and the influence of concentration on the morphology, electrical conductivity, rheological and electromagnetic properties of TPU/MMT/PPy.DBSA was evaluated and compared with physical mixtures of TPU containing PPy with or without DBSA (PPy.DBSA or PPy.Cl) and MMT/PPy nanocomposites without DBSA (MMT/PPy.Cl). TPU/MMT/PPy.DBSA nanocomposites showed lower percolation threshold and electrical conductivity (10-2 S/cm) up to ten and five orders of magnitude higher than those found for the mixtures containing PPy.DBSA, PPy.Cl and MMT/PPy.Cl, respectively. These results indicate that nanocomposites TPU/MMT/PPy.DBSA, with a fraction up to 88% absorption of electromagnetic radiation have a great potential for use in shielding and/or absorption of electromagnetic radiation in the microwave (X-band).

A identificação dos atributos de solo e de planta que ocasionam variabilidade e sua relação com a produtividade do algodoeiro permitem delimitar zonas homogêneas e, utilizando as ferramentas de agricultura de precisão (AP), inferir sobre o manejo do solo e da cultura. O objetivo deste trabalho foi estabelecer relações entre atributos de solo e de planta que possuem variabilidade espacial e a sua interferência na produtividade do algodoeiro. O experimento foi realizado em área no bioma Cerrado, em Latossolo Vermelho, em lavoura comercial, na Fazenda Pamplona, em Cristalina-GO. Para o trabalho, foram utilizados os dados de rendimento de algodão, nas safras 2010/11 e 2011/12. Foram realizadas amostragens georreferenciadas, avaliando os atributos de solo relacionados à acidez e à disponibilidade de nutrientes. Foram feitas leituras contínuas de condutividade elétrica aparente (CEa) em toda a área do experimento, previamente à semeadura. Na planta, foram avaliados os teores de nutrientes no tecido foliar, leitura do índice SPAD em clorofilômetro, altura de plantas e imagens de satélite para o Índice de Área Foliar (IAF). Antes da semeadura da safra 2011/12, foram adicionadas diferentes doses de P2O5 em faixas na área experimental. Os dados foram submetidos à análise estatística clássica e geoestatística. A produtividade apresentou forte dependência espacial e possui correlação com o índice de clorofila que, em conjunto com o IAF, possibilitaram avaliar o estado nutricional das plantas de algodão. A CEa mostrou-se uma boa ferramenta para identificação da variabilidade de acidez de nutrientes no solo. Houve pequeno incremento na produtividade com a adição de doses de P2O5, mesmo na faixa de suficiência. É possível delimitar zonas homogêneas integrando os atributos de solo e de planta e manejá-las de forma diferenciada utilizando as ferramentas de AP. / The identification of soil and plant attributes that indicate the cause of variability and its relation to cotton yield, lets to define homogeneous zones, and by using of precision agriculture tools, to make inferences about soil and plant management. The objective of this study was to establish relationships between soil and plant attributes that have spatial variability and its interference in cotton yield. The experiment was carried out in Oxisol at a savanna commercial area at Pamplona farm, in Cristalina-GO. Cotton was yield in 2010/11 and 2011/12 crop growing seasons, where georeferenced sampling for evaluating soil chemical attributes, and soil apparent eletrical conductivity (ECw), previously to seeding, where done. Plant attributes were evaluated for nutrient content in leaf tissue, and non-destructive analysis by reading chlorophyll content (SPAD Index), plant height and satellite images for leaf area index (LAI). Before seeding the 2011/12 crop season, different rates of P2O5 were applied along the experimental area. Data were analyzed by both classical and geostatistical procedures. Cotton yield showed strong spatial dependence and high correlation with chlorophyll content, that, with LAI made possible to assess the nutritional status of cotton plants. The ECw proved to be a tool for identifying the variability of soil acidity and nutrient. There was an increase in yield with the addition of P2O5 rates, even at sufficiency level. It is possible to define homogeneous zones by integrating soil and plant attributes for managing different field areas by using precision agriculture tools.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327498.pdf: 2010921 bytes, checksum: 45a0ff622aa8112d31ed7086a8e4404b (MD5) Previous issue date: 2014 / A tecnologia de sensores para a indústria química e, em particular polimérica é um campo o qual tem apresentado um rápido desenvolvimento nas últimas décadas.Relatado pela primeira vezem 1979, o polipirrol é um dos polímeros condutores mais estudados em diversos tipos de aplicações comobaterias,aparelhos eletrônicos,dispositivos eletrocrômicos, dispositivos de comutaçãoóptica, sensores eem muitasoutras tecnologias avançadas. A filtrodinâmica consiste em um meio precoce para a detecção e monitoramento de partículas em processos químicos. Neste trabalho, foi realizado o monitoramento da reação de polimerização do polipirrol via síntese química oxidativa do pirrol através da técnica de medida da condutividade elétrica em linha do meio reacional, a construção do protótipo filtrodinâmico e modelos iniciais. Para o monitoramento do pirrol foram monitoradas diversas reações com 3 diferentes tipos de formulações: polimerização com agente oxidante, polimerização/agente oxidante/surfactantes e a polimerização/agente oxidante/líquido iônico, além de diferentes concentrações molares de agente oxidante/pirrol no meio e diferentes temperaturas de síntese (5°C e 20°C) a fim de se verificar as mudanças na condutividade elétrica do meio reacional e sua conversão. Verificou-se que a temperatura de 20°C e uma concentração molar de 0,5Mde agente oxidante produziram efeitos positivos na condutividade elétrica do meio e na conversão do pirrol. Microscopia eletrônica de varredura, termogramas DSC, análises FTIR e condutividade elétrica dos polímeros produzidos foram utilizadas na análise dos materiais obtidos. Diferentes redes neurais foram propostas para a predição dos valores de conversão durante as polimerizações com base em medidas em linha de condutividade e temperatura do meio reacional. Redes cascade-forward foram capazes de representar de maneira correta quase que toda a conversão do pirrol. Para a técnica da filtrodinâmica foi construído um protótipo, dados a partir de esferas de látex de diferentes pares filtro/membranas foram coletados, um modelo inicial de carregamento foi proposto o qual liga as concentrações de partículas, fluxos, e propriedades de filtros ao parâmetro de carregamento. A ferramenta da filtrodinâmica mostra-se interessante para o monitoramento de processos em meio disperso.<br> / Abstract : Sensor technology for chemical and polymer industry is a field which has shown a rapid development in recent decades. First reported in 1979, polypyrrole is one of the most studied conducting polymers for various types of applications as batteries, electronics, electrochromic devices, optical switching devices, sensors and many other advanced technologies. 'Filtrodynamics', a means for early detection and monitoring of particulates in chemical processes. In this study, was monitored the reaction of polymerization of polypyrrole synthesis via chemical oxidation of pyrrole by measuring the electrical conductivity of the reaction medium online, a filtrodynamic prototype was built and initials models were builted too. To monitoring pyrrole's polymerization were monitored with three different types of formulations, polymerization with an oxidizing agent, polymerization / oxidizing agent / surfactant and polymerization / oxidizing agent / the ionic liquid, and different molar concentrations of oxidizing agent / pyrrol,two different synthesis temperatures (5 °C and 20 °C) in order to check the changes in electrical conductivity of the reaction and conversion. It was found that the temperature of 20 °C and a molar concentration of 0,5 M oxidant produced positive effects on the electrical conductivity and pyrrole?s conversion. Scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, FTIR and electrical conductivity were used as complementary analysis for polymers obtained. Different neural networks were proposed to predict the values of conversion during polymerization based on on-line conductivity and temperature measurements. Cascade-forward networks were able to correctly represent almost the entire conversion of pyrrole. To filtrodynamics technique a prototype instrumentation was built, data from a latex sphere/membrane filter pair obtained, and an initial =characteristic loading model? proposed that self-consistently links particle concentrations, flow rates, and filter properties together via a characteristic loading parameter. The tool shows that Filtrodynamics can be interesting to monitor process in dispersed medium.

A resistividade elétrica em função da temperatura e da concentração foi medida entre 4,2 e 300K, nas ligas de Heusler pseudoternárias Ni2Mn (Sn1-xInx), com x=0; 0,02;0,05; 0,10; 0,15; 0,85; 0,90; 0,95; 0,98 e 1,00. / The electric resistivity as a function of temperature and concentration was measured in the range 4.2 ≤ T ≤ 300 K, for the pseudo-ternary Heusler alloys Ni2Mn (Sn1-xInx), with x=0; 0,02;0,05; 0,10; 0,15; 0,85; 0,90; 0,95; 0,98 and 1,00.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-11T19:08:56Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PreparaçãoCaracterizaçãoElétrica.pdf: 3988361 bytes, checksum: 5c6c48ba2380ff193b7bbf56014b3075 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-14T12:30:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PreparaçãoCaracterizaçãoElétrica.pdf: 3988361 bytes, checksum: 5c6c48ba2380ff193b7bbf56014b3075 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-14T12:30:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_PreparaçãoCaracterizaçãoElétrica.pdf: 3988361 bytes, checksum: 5c6c48ba2380ff193b7bbf56014b3075 (MD5) Previous issue date: 2009 / Nas últimas décadas, os polímeros conjugados têm recebido grande atenção devido, principalmente, às aplicações desses materiais na área de eletrônica. Dentre os polímeros mais investigados, a polianilina (PANI) aparece como candidato potencial do ponto de vista tecnológico, tendo em vista seu baixo custo e sua capacidade de se comportar ora como isolante ou semicondutor ora como metal, dependendo do grau e do tipo de dopagem a que foi submetida. Muitos autores têm explorado as propriedades semicondutores intrínsecas da PANI em diodos, sensores e transistores nos quais os mecanismos de injeção de carga entre o eletrodo e o polímero e o transporte dos portadores de carga através do volume polimérico são importantes parâmetros na determinação do desempenho dos seus dispositivos. Entretanto, a física relacionada a esses mecanismos ainda não é totalmente compreendida e há muitas controvérsias sobre o tema na literatura. Em geral, a caracterização elétrica da PANI tem sido realizada em amostras processadas na forma de filmes espessos produzidos por casting ou por filmes finos produzidos por métodos eletroquímicos, nos quais a condutividade elétrica pode ser facilmente modificada através de processos de dopagem ou desdopagem. Poucos trabalhos, entretanto, têm investigado a condutividade de filmes de PANI processados via técnica de automontagem layer-by-layer (Lbl) (camada por camada), onde soluções aquosas de PANI são alternadas com solução aquosa de um polieletrólito aniônico formando filmes com camadas em escala nanométrica. Nesse trabalho, foi investigado as condutividade elétricas dc e ac com filmes contendo camadas alternadas de PANI e do polieletrólito aniônico - poli(vinil sulfato de sódio) (PVS), depositados sobre microeletrodos interdigitados de NiCr recoberto com Au (NiCr/Au). Foi observada uma significativa mudança na condutividade dc quando a espessura dos filmes tornou-se equivalente à espessura da camada do eletrodo de NiCr. Esse efeito foi atribuído à alta resistência elétrica interfacial entre NiCr e o filme polimérico quando comparada à resistência da interface Au-filme e do volume do polímero. A condutividade alternada do polímero obtida foi típica de materiais sólidos desordenados, com influência da impedância do eletrodo de NiCr e da constante dielétrica do polímero. Um modelo baseado na aproximação fenomenológica de Cole-Cole e outro no de barreiras de energias livres aleatórias foram apresentados para explicar o comportamento da condutividade ac do sistema, que englobam as propriedades desordenadas dos filmes Lbl e os efeitos de interface NiCr-PANI-PVS. Os modelos permitiram estimar a espessura (1 nm) e a condutividade da camada interfacial NiCr-PANI/PVS (1,3 x 10-6 S/m) e a constante dielétrica (~ 104) do filme de PANI/PVS. A presença de uma distribuição de tempos de relaxação também foi inferida, bem como a energia máxima de saltos dos portadores de cargas (~ 35 meV) e que a condutividade do volume (9,6 x 10-4 S/m) é maior que a condutividade total (6,9x 10-4 S/m) do sistema Lbl. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Conjugated polymers have received considerable attention in the past decades because of their promise for applications in the area of electronics. Among the most important materials, polyaniline (PANI) appears as a potential candidate from the technological standpoint on account of its inexpensiveness and the ability to behave either as insulator or semiconductor or as metal, depending on the degree and type of doping used. Many authors have explored the intrinsic semiconducting properties of PANI in diodes, sensors and transistors, in which the mechanisms of charge injection from an electrode into the polymer and the carrier transport through the polymer bulk play important roles in the devices’ performance. However, the physics related to these mechanisms is not understood in any real detail. In general, the electrical characterization of PANI has been carried in samples processed in the form of thick films produced by casting or thin films produced by electrochemical methods, in which the electrical conductivity can be easily modified upon doping/dedoping process. A few papers, however, have addressed the conductivity of PANI films processed via the layer-by-layer technique, in which water-soluble polyaniline is alternated with a water-soluble anionic polyelectrolyte to form nanoscale-sized layered films. In this study we investigated the electrical dc and ac conductivities of films containing alternated layers of PANI and the anionic polyelectrolyte - poly(vinyl sulfonic acid) (PVS), deposited on interdigitated NiCr recovered wit Au (NiCr/Au) line arrays. We observed a significant change in the dc conductivity when the thickness of the films was the same of the NiCr layer. This effect was attributed to the higher interfacial electrical resistance between NiCr and the polymer film, compared to the resistance of the Au-film interface and polymer bulk. The alternating conductivity of the polymer was typical of solid disordered materials, under the influence of the NiCr electrode and the polymer dielectric constant. One model based on the Cole-Cole phenomenological approach and other based on random free energy barrier model are presented for the ac conductivity of the polymer system, which encompasses the disordered properties of Lbl films and the NiCr-PANI/PVS interfacial effects. The models allowed a rough estimation of the thickness (1 nm) and the conductivity of the NiCr-PANI/PVS interfacial layer (1.3 x 10-6 S/m) and dielectric constant (~ 104) of PANI/PVS film. The presence of a broad spectrum of relaxation times in the PANI/PVS system was also inferred from the model, as well as the activation energy of the maximum barrier for carrier hopping (~ 35 meV). Finally, it was obtained that the bulk conductivity (9.6 x 10-4 S/m) is higher than the total conductivity (6.9 x 10-4 S/m) of the Lbl system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 104710.pdf: 18473679 bytes, checksum: c421dda2f8bc205d717d50ff80df06a2 (MD5) Previous issue date: 1996 / Estudo da viabilidade técnica da fabricação por sinterização de contatos elétricos à base de prata com 30% de WC com baixa porosidade residual, ou seja, menor que 5%. Foi realizado comparações entre diferentes rotas de processamentos buscando-se aquela que propiciasse a maior cinética de sinterização. Da melhor rota de processamento, foi realizado um estudo mais detalhado sobre os parâmetros de sinterização: temperatura, tempo e estado inicial do pó de WC.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-03Bitstream added on 2014-06-13T18:28:55Z : No. of bitstreams: 1 fier_i_me_rcla.pdf: 1493158 bytes, checksum: 3da88b984b7dae821ba0dcbb1e9fc864 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Amostras condutoras de polianilinas dopadas com plastificantes constituíram o objeto principal desse estudo. Medidas elétricas, incluindo técnicas a.c. e d.c. foram conduzidas nesses materiais, além de uma investigação sistemática da influência da pressão nas propriedades de transporte elétrico desses polímeros. Foi ainda desenvolvido um método para realizar medidas de transporte elétrico na direção perpendicular ao filme baseado na ablação a laser, que é capaz de adaptar a amostra e reduzir os efeitos de correntes de fuga pela superfície. Os resultados das medidas indicaram alta anisotropia, com razões entre a condutividade nas direções longitudinal e perpendicular admitindo valores da ordem de 18000 em 300 K e 26000 em 10 K, como já previsto pelas medidas de difração de Raios-X a baixo ângulo, que indicaram grande diferença entre a organização das estruturas do material nessas duas direções. Ademais, foram estudadas as propriedades elétricas do sistema multiferróico BiMn2O5. A dependência com a frequência da constante dielétrica em larga faixa de temperaturas pôde ser estudada e ajustada segundo as relações de Arrhenius acima de 560 K, e de Vogel-Fulcher abaixo dessa mesma temperatura, revelando mecanismos bastante distintos de relaxação dielétrica nessas duas regiões. Segundo as grandezas dos parâmetros encontrados por ajustes nesses dados, e de modo complementar aos resultados obtidos em medidas de coeficiente piroelétrico, estabelecemos que essas cerâmicas apresentam comportamento relaxor em temperaturas próximas a ambiente. Esse resultado é muito importante em termos de aplicações, já que anteriormente se acreditava que a transição ferroelétrica-paraelétrica acontecia em torno de 40 K / Plastdoped conducting polyaniline samples were the focus of this study. Electrical measurements, which included a.c. and d.c. techniques were carried out in these materials, together with a systematic investigation of the pressure dependence of the transport properties in these films. It was also developed a method of properly measuring the transverse conductivity of these samples, based on laser ablation, which is capable of reducing the leakage current effects through the surface. The results have shown the high conductivity anisotropy, with ratios between the longitudinal and transverse conductivities assuming values in the order of 18000 for 300 K and 26000 for 10 K, as expected from the small angle X-ray diffraction characterization, which have shown great difference of the structural organization of both directions in this material. Furthermore, the electrical properties of the multiferroic BiMn2O5 ceramics were studied. The frequency dependence of the dielectric constant in a large temperature range could be fitted by the Arrhenius relation for temperatures above 560 K, and Vogel-Fulcher relation, below this same temperature, revealing very distinct dielectric relaxation mechanisms in these two regions. According the magnitudes of the parameters obtained by fitting this data, and complementary with the study of the pyroelectric coefficient, we have established that these ceramics show relaxor behavior around room temperature. This result is very important regarding the possibilities of applications, as it was previously believed that the ferroelectric-paraelectric transition temperature was around 40 K