Made available in DSpace on 2018-05-16T12:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000488756-Texto+Completo-0.pdf: 24416873 bytes, checksum: 61b6a5e0625a49b1bb008d8f6023eb15 (MD5) Previous issue date: 2018 / Gravity currents are flows generated by the pressure gradient due density differences between two fluids which are in contact. In this work are presented a set of three-dimensional highly resolved direct numerical simulations of particle-laden gravity currents, solved in an original configuration called channel-basin. The focus is on low concentrations gravity currents, where the density differences are small enough for the Boussinesq approximation may be valid. The mathematical model is based on an Eulerian description of the concentration field by using a transport equation, combined with the incompressible Navier-Stokes equations. The equations are solved by the open-source code Incompact3d, which is based on high-order compact schemes for the concentration and velocity fields discretization, and a spectral method for the pressure field. The adopted mathematical modeling allows the particle sedimentation, however there is no possibility of re-suspension of the particles already deposited, nor the bottom deformation due the growth of the sediment layer thikness. The main goal of this reserach is to know how the initial parameters, such as Reynolds number, settling velocity and channel geometry, affect the dynamics of the current spreading. The results have shown that the spreading form is highly dependent of the settling velocity. For the front velocity of the current, the channel geometry and settling velocity are more important when the Reynolds is lower than when it is higher. The sedimentation rate is highly affected by the settling velocity. The increasing of the Reynolds number mainly affects the size of the turbulent structures such as vortex and lobes. The energy budget is strongly dependent of the settling velocity and slightly dependent of the channel geometry and Reynolds number. / Corrente de gravidade são escoamentos que ocorrem devido a um gradiente de pressão gerado, exclusivamente, pela diferença na massa específica entre dois fluidos que entram em contato. Neste trabalho é apresentada uma série de resultados tridimensionais de alta fidedignidade, obtidos através de simulação numérica direta em uma configuração original, aqui denominada de canal-bacia, a qual busca emular a transição entre um escoamento confinado para um não confinado. O foco deste estudo está nas correntes de gravidade de baixas concentrações, onde as diferenças de densidade sejam pequenas o suficiente para que a aproximação de Boussinesq seja válida. O modelo matemático baseia-se em uma descrição Euleriana do campo de concentrações, que usa uma equação de transporte combinada com as equações de Navier-Stokes em sua forma incompressível. A resolução das equações é feita através do código Incompact3d, o qual baseia-se em esquemas compactos de diferenças finitas de alta ordem para a solução da concentração e velocidade, e um método espectral para a solução da pressão. O modelo matemático adotado permite que as partículas se depositem no fundo do domínio, porém não permite que haja a ressuspensão nem que o fundo se deforme pelo aumento da espessura da camada de sedimentos. O objetivo proposto nesta Tese é investigar como os parâmetros iniciais, tais como número de Reynolds, velocidade de queda e a geometria do canal de alimentação afetam a dinâmica de livre espalhamento de correntes conservativas e não conservativas. Os resultados mostram que a forma como as correntes se espalham pelo domínio é altamente dependente da velocidade de queda. A velocidade de propagação da corrente se mostrou mais dependente da geometria do canal e da velocidade de queda para o menor Reynolds do que para o maior.A taxa de sedimentação também apresentou grande sensibilidade às variações da velocidade de queda. O aumento no número de Reynolds afetou, principalmente, o tamanho das estruturas turbulentas, tais como vórtices e lobos. O balanço de energias é fortemente dependente da velocidade de queda, sendo pouca a influência da geometria do canal e do número de Reynolds.

Orientador: Sílvio José Bicudo / Resumo: Com objetivo de estudar o efeito das doses de calcário e zinco sobre a nutrição, desenvolvimento e produtividade da cultura da mandioca (Manihot esculenta Crantz), instalou-se um ensaio em Assis SP, Núcleo Regional de Pesquisas Agropecuárias do Instituto Agronômico de Campinas, em Latossolo vermelho escuro, distrófico, álico textura arenosa com 0,12 mg/dm3 TFSA de Zn2+. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas e com quatro repetições, sendo as doses de calcário: 0; 1.593,75; 3.187,50 e 4.781,25 kg.ha-1 e as doses de zinco: 0; 2,08; 4,17 e 6,25 kg.ha-1. Foram realizadas três amostragens em épocas distintas onde foram coletadas três plantas das linhas externas de cada sub-parcela e uma amostragem final coletando todas as plantas das linhas internas das mesmas. Com base nas análises realizadas, pode-se concluir que as doses mais altas de calcário aplicadas foram responsáveis por um aumento no número de plantas, maior altura, aumento no número de hastes e na produção de matéria verde e seca das partes colhidas da planta. As produções mais altas de raízes, caules e folhas aparecem com a dose 4.781,25 kg.ha-1 de calcário associadas com a dose 6,25 kg.ha-1 de zinco sendo estas as doses mais altas aplicadas. Quando foram aplicadas doses baixas de calcário principalmente na dose 1.593,75 kg.ha-1 as maiores produções foram encontradas com a aplicação da dose 2,08 kg.ha-1 de zinco. O acúmulo de cálcio e de magnésio nos caules e folhas foi maior com as doses mais altas de calcário, sendo que nas raízes ocorreu o contrário, ou seja maiores acúmulos de cálcio e magnésio, foram associados as doses mais baixas de calcário. Os teores de zinco nas diferentes partes da planta diminuem com o aumento das doses de calcário, porém aumentou em função da aplicação do zinco independente das... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: With the purpose of studying the dose effect of lime and its interaction with the dose application of zinc, on the agronomic characteristics of the cassava crop (Manihot esculenta crantz). The experiment was installed in Assis SP, Regional Nucleus of the Live Stock Research of the Agricultural Institute in Campinas, in oxisol with sandy texture with 0,12 mg/dm3 of Zn2+ in the soil. The block design utilized was the split plot design with 4 aplicates of the line doses, with subdivided plots with 4 aditional treatments of the zinc doses. Three samplings was accomplished in distinct periods phase 3 plants were collected for subplots and the final sample collection dose with all the plants of the central row of the same block. With the analyses dose with the crop variables, it can be concluded that the major doses of the lime applied were responsible for the large number of plants, large heighth, large number of the sistems and the large production of the dry mass of the parts of the of the plant. The large production of the roots, stems and leaves wese produced north the dose of 4.781,25 kg.ha-1 of the liming plus zinc, with a dose of 6,25 kg.ha-1 of zinc which was the greatest doses applied in the treatments. When the less doses of lime was aplied principally in the dose of 1.593,75 kg.ha-1 the largest productions were obtained with the application of the 2,08 kg.ha-1 of zinc dose. The accumulation of the calcium, the magnesium in the sistems and leaves were large with the largest doses of the lime, white in the roots, the reverse is the case this elements are accumulated in large quantities when the lime dose are less. The zinc content in the plant parts reduced with respect to the increase of the line dose and the lane increased wen applied in large quantities, independent of the lime doses... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Orientador: Julio Antonio Lombardi / Banca: Milton Groppo Junior / Banca: Reinaldo Monteiro / Resumo: (Flora Vascular não-arbórea do Parque Estadual de Porto Ferreira, SP, Brasil). O Parque Estadual de Porto Ferreira (PEPF) localiza-se no município de Porto Ferreira, na região nordeste do Estado de São Paulo, entre as coordenadas geográficas 21º49'S e 47º25'W e em altitudes que variam de 540 a 608 metros. Trata-se de um fragmento de 611,55 hectares formado por Floresta Estacional Semidecídua e Cerradão. O objetivo central do estudo (tratado no capítulo um) foi realizar o levantamento da flora vascular não-arbórea (arbustivoherbácea, incluindo também trepadeiras, epífitas e pteridófitas), muitas vezes não inventariada em estudos fitossociológicos, como os já realizados na área. O levantamento florístico foi realizado de Março de 2010 à Setembro de 2011 por meio de coletas de exemplares ao longo de trilhas estabelecidas na área de estudo. A flora não arbórea amostrada do PEPF é constituída por 241 espécies distribuídas em 57 famílias. As famílias mais representativas, quanto ao número de espécies, são respectivamente: Asteraceae (24), Poaceae (19), Rubiaceae (16), Bignoniaceae (12), Malpighiaceae e Piperaceae (11), Fabaceae (10), Sapindaceae (9), Cyperaceae (8), Malvaceae e Orchidaceae (7), Polypodiaceae, Commelinaceae e Solanaceae (6). Concluímos que a contribuição da flora não arbórea para o PEPF é significativa, uma vez que corresponde a quase 50% da flora total. É importante destacar que seis espécies desse levantamento constam na lista de espécies vegetais ameaçadas do estado de São Paulo: Cissampelos pareira, Galianthe vaginata, Lepismium warmingianum, Psychotria capitata, Psychotria tenuifolia e Streptochaeta spicata. O resultado do estudo de similaridade florística entre cada uma das oito áreas analisadas e o presente estudo não foi significativo. O capítulo dois trata da hipótese... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: (Non-arboreal Vascular Flora of the Parque Estadual de Porto Ferreira, São Paulo, Brazil). The Parque Estadual de Porto Ferreira (PEPF) is located in the town of Porto Ferreira, in the northeast of São Paulo, between the geographical coordinates 21º 49' S and 47º 25' W and at altitudes ranging from 540 to 608 meters. It is a fragment of 611.55 hectares formed by semideciduous forest and cerradão. The central objective of the study was to conduct a floristic survey of non-arboreal vascular flora (including climbers, epiphytes and ferns), not sampled in most phytosociological studies, the results are in chapter one. The survey was conducted from March 2010 to September 2011 by collecting samples along paths established in the study area. The non-arboreal flora recorded in PEPF includes 241 species distributed in 57 families. The most representative families, on the number of species, are, respectively, Asteraceae (24), Poaceae (19), Rubiaceae (16), Bignoniaceae (12), Malpighiaceae and Piperaceae (11), Fabaceae (10), Sapindaceae (9), Cyperaceae (8), Malvaceae and Orchidaceae (7), Polypodiaceae, Commelinaceae, and Solanaceae (6). We conclude that the contribution of non-arboreal species for PEPF floristics is significant, once it corresponds to almost 50% of the total known flora. Six species of this survey are listed as endangered plant species in the state of São Paulo: Cissampelos pareira, Galianthe vaginata, Lepismium warmingianum, Psychotria capitata, Psychotria tenuifolia and Streptochaeta spicata. Lists from eight areas sampled in other studies and the present results were compareted for floristic similarity, but the results shown no significance. The chapter two deals with the hypothesis of a gradient of herbaceous species along area of cerradão and semideciduous forest, as there is for the trees, it also describes the floristic and structure... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: José Humberto Dias da Silva / Banca: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: José Varalda / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: Atualmente a incorporação de Mn ao GaAs apresenta interesse destacado pela demonstrada capacidade do Mn em produzir buracos livres e ferromagnetismo nos compostos 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' (0,00 < x '< OU =' 0,05) . Acredita-se que nestes materiais os buracos associados à presença de sítios Mn+2 são também intermediários da interação ferromagnética entre os íons de Mn da rede, tornando o 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' um candidato interessante para a produção de dispositivos com efetivo controle de spin (spintrônica). Atualmente, a produção de 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' ferromagnético é em sua maioria feita através da técnica de MBE. Neste trabalho foram produzidos e analisados filmes nanocristalinos de 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' com diferentes concentrações de Mn (0,000 ≤ x ≤ 0,081) obtidos através da técnica de RF magnetron sputtering. O Mn foi incorporado aos filmes através de co-sputtering de um alvo de GaAs monocristalino recoberto por pequenas lâminas de Mn, em atmosfera de Ar ou Ar+'H IND. 2'. Foram investigados em detalhe os efeitos de diferentes concentrações de Mn sobre as propriedades estruturais e ópticas dos filmes de 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' preparados por sputtering. A caracterização estrutural foi realizada basicamente através de medidas de difração de raios-X e a caracterização óptica através de medidas de transmitância na região compreendida entre o ultravioleta (2,0 eV) e o infravermelho próximo (0,5 eV). Também foram realizadas medidas de transmitância no infravermelho (0,05 a 0,50 eV) com o intuito de analisar a influência do Mn e do H nas propriedades vibracionais dos filmes. Os resultados revelam que os filmes analisados são paramagnéticos e que suas propriedades são fortemente influenciadas pela hidrogenação. Os filmes hidrogenados apresentam uma expansão aproximadamente... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Mn incorporation in GaAs presents nowadays bold interest due to the demonstrated capability of Mn to produce free holes and ferromagnetism in 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' compounds (0.00 < x ≤ 0.05). It is believed that in these materials the holes associated to Mn+2 sites mediate of the ferromagnetic interaction between the net Mn ions, making the 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' an interesting candidate to the production of devices with effective spin control. The growth of ferromagnetic 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' films is generally achieved using molecular beam epitaxy. In this work nanocrystalline 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' films (0.000 ≤ x ≤ 0.081) were produced alternatively by RF magnetron sputtering. The films were deposited using a monocrystalline GaAs target and Ar or Ar+'H IND. 2' atmospheres. The Mn was incorporated in the films by cosputtering of small Mn slabs placed onto the GaAs target. The effect of the different Mn concentrations in the structural and optical properties of 'Ga IND. 1-x Mn IND. xAs' films have been investigated in detail. X-ray diffraction and transmittance in the 0.5-2.5 eV range were used in the structural and optical analysis respectively. Infrared transmittance in the 0.05 to 0.50 eV range was used to analyze the Mn and H influence in vibrational properties of the films. The results show that the analyzed nanocrystalline films are paramagnetic and their properties are strongly influenced by the hydrogenation. A lattice parameter linear expansion with the incorporated Mn concentration was observed in hydrogenated films similarly to the reported results for ferromagnetic films. The hydrogenated films also display a lower defect density in the gap and lower Urbach disorder parameter, allowing the more direct observation of the influence of Mn progressive incorporation in the films. / Mestre

Orientador: Dimas Roberto Vollet / Banca: Alberto Ibañez Ruiz / Banca: Lisandro pavie Cardoso / Resumo: O objetivo deste trabalho é estudar as modificações estruturais em sonogéis de sílica preparados a partir da sono-hidrólise do TEOS em função da adição de diferentes quantidades de DMF. Os géis são estudados em estágios que vão desde o estado saturado até o estado seco do gel resultante do processo de secagem supercrítica. O efeito da adição de DMF nas propriedades estruturais dos géis úmidos e nos aerogéis subseqüentes ainda não está completamente estabelecido. As caracterizações estruturais das amostras são feitas através das técnicas de Termogravimetria (TG), densidade aparente, espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) e análise de distribuição de tamanho de poros e área de superfície por Adsorção de Nitrogênio. Como esses géis foram preparados pela sonohidrólise do tetraetilortosilicato (TEOS) com quantidades diferentes de dimetilformamida (DMF), a razão molar água/TEOS e o volume da mistura dos reagentes foram mantidos constantes no processo de sonohidrólise para todas as adições de DMF. Os sóis foram diluídos em quantidades proporcionais de água depois da hidrólise, a fim de obter a mesma concentração de sílica nos géis depois da geleificação e envelhecimento sob condições saturadas. Aerogéis foram obtidos pela extração supercrítica por CO2. A estrutura dos géis foi estudada por espalhamento de raio-X a baixo ângulo (SAXS) e adsorção de nitrogênio. Os géis úmidos exibem uma estrutura fractal de massa com a dimensão fractal crescendo de 2.23 até 2.35 e o comprimento de correlação da fractalidade de massa x decrescendo de ~ 9.4 nm para ~ 5.1 nm, conforme a razão molar DMF/TEOS varia de 0 a 4. A estrutura do aerogel não é substancialmente diferente para pequenas e intermediárias escalas de resolução, exceto pela variação de contraste e eliminação de alguma porosidade. Abaixo do tamanho de escala... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this work is study the structural modification in silica sonogels prepared from the sonohydrolysis of tetraethoxysilane (TEOS) with different additions of dimethyformamide (DMF). The gels are studied in different stages since the satured conditions until the dried conditions how result of the supercritical process. The effect of DMF addition in the structural properties of wet gels and dried gels not are totality established. The structural characteristics of the samples are measurement by Termogravimetry (TG), Density, Small-angle X-ray scattering (SAXS) and nitrogen adsorption. How these gels were prepared from the sonohydrolysis of tetraethoxysilane (TEOS) with different additions of dimethyformamide (DMF), the water/TEOS molar ratio and the reactant mixture volume were kept constant in the sonohydrolysis step for all the DMF additions. The sols were diluted in a proportionated water quantity after the hydrolysis in order to obtain the same silica concentration in the gels after gelation and aging under sealed conditons. Aerogels were obtained by CO2 supercritical extraction. The structure of the gels was studied by small-angle x-ray scattering (SAXS) and nitrogen adsorption. Wet gels exhibit a mass fractal structure with fractal dimension D increasing from 2.23 to 2.35 and mass fractal correlation length x decreasing from ~9.4 nm to ~5.1 nm, as the DMF/TEOS molar ratio is increased from 0 to 4. The aerogel structure is not substantially different at a low and intermediary length scale, but by the contrast variation and some porosity elimination. Below about the length scale ~1.6 nm, the mass fractal structure apparently evolves to a surface/mass fractal, with correlated mass fractal dimension Dm ~2.6 and surface fractal dimension Ds ~2.3. While Dm diminishes lightly with the DMF content, Ds seem not to be dependent on the DMF additions. The fundamental role... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Luiz Francisco Malmonge / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Antonio Riul Júnior / Resumo: Nanofibras poliméricas de poli(fluoreto de vinilideno) - PVDF - foram produzidas pela técnica de fiação por sopro em solução (FSS) a partir de soluções de PVDF/N,N, Dimetilformamida - DMF. Foram estudadas as influências da variação da concentração polimérica (15, 20, 25 e 30%, m/v), distância de trabalho (15, 18, 21 e 24 cm), taxa de alimentação (19, 38 e 76 μL/min), e pressão do gás (100, 140 e 180 kPa), sobre a morfologia e diâmetro das nanoestruturas. O diâmetro médio das nanofibras obtidas variou entre 91 e 245 nm. Imagens de MEV apontam que, dentre os parâmetros estudados, o que promoveu maior alteração morfológica das nanofibras foi a concentração polimérica, fator diretamente relacionado à viscosidade da solução. A variação dos demais parâmetros promoveu menores alterações tanto estruturais quanto morfológicas nos filmes nanofibrosos. Análises termogravimétricas (TGA) revelaram que os filmes são termicamente estáveis até uma temperatura de 420 °C. Difratometria de raios X (DRX) indicaram a presença das fases cristalinas α e β, sendo a fase β mais evidenciada para as nanofibras e PVDF casting. O filme obtido por FSS apresentou maior ângulo de contato, demostrando ser mais hidrofóbico. Ensaios de tensão deformação mostraram que os filmes nanofibrosos apresentaram uma deformação até a ruptura de 72%, cerca de 1,7 e 3,1 vezes maior que os obtidos por casting e prensagem a quente, respectivamente. Verificou-se também um decréscimo no módulo de elasticidade e do limite de resistência à tração das nanofibras, comparativamente aos outros filmes / Abstract: Poly(vinylidene fluoride) - PVDF Nanofibers were produced by solution blow spinning technique (SBS) from solutions PVDF/N,N, Dimethylformamide - DMF. It was investigated the influence of the polymeric concentration (15, 20, 25 e 30% w/v), work distance (15, 18, 21 and 24 cm), feed rate (19, 38 e 76 μL/min), and gas pressure (100, 140 e 180 kPa), on the morphology of the nanostructure and diameter of the nanofibers. The average diameter of the obtained nanostructure was on the range 91 - 245 nm. SEM images show that, among the studied parameters, the concentration of the solution promoted the grater changes in the morphology of the polymer nanofibers. Such factor is directly related to the viscosity of the solution. Variation of the other parameters promoted both structural and morphological changes in the nanofiber films. Termograviometric analyses showed that the films are thermally stable up to 420°C. X-ray diffraction (XRD) indicated the presence of the crystalline phases α and β. However, the β phase is more evident in the nanofibers and in the PVDF casting. The films obtained by SBS showed higher contact angle, which means that they are more hydrophobic. Stress-strain tests showed that nanofiber films had a break deformation of 72%, approximately 1.7 and 3.1 times higher than those obtained by casting and hot pressing, respectively. There was also a decrease in the elastic modulus and in the tensile strength of the PVDF nanofibers when compared with the other films / Mestre

Made available in DSpace on 2014-05-06T02:02:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000457571-Texto+Completo-0.pdf: 10390298 bytes, checksum: e0a909718de3206b7518ce4a359dd921 (MD5) Previous issue date: 2014 / Gravity currents begin when two fluid bodies, with different densities, collides one against other, starting a relative movement in both. This currents are called polydisperses when the excess in density is due to the presence of more than one type of particles, which are characterized by their diameter, diluted in dispersant phase. The purpose of this research is to investigate, using Direct Numerical Simulation (DNS), how different combinations of fine and coarse particles affect the dynamics of the current when two different boundary conditions are imposed on the bottom wall of the domain. There is also interest, using 3D simulation, in investigate how the main tri-dimensional structures influences in its dynamics. Data of an experimental work are used to validate and compare the results for the final deposit profile and front evolution of the current. The suspended mass and complete energy budget are also presented. Two-dimensional simulations showed that the addition of a small amount of fine particles, into a current predominantly composed by coarse particles, affect more significantly the features of the flow than the opposite. Comparisons show us the inability of the two-dimensional simulation to reproduce accurately the intense turbulence generated in 3D, resulting an error in the dissipation term due to convective motion. / Correntes de gravidade tem início quando corpos fluidos de diferentes densidade se encontram, dando início à um movimento relativo entre ambos. Estas correntes são ditas poli-dispersas quando o excesso na densidade acontece pela presença de mais de uma fração granulométrica, caracterizadas pelo diâmetro da partícula, diluídas na fase dispersante. A intenção desta pesquisa é investigar, através da Simulação Numérica Direta (DNS), como a combinação de diferentes proporções iniciais de duas frações granulométricas, uma dita mais fina e a outra dita mais grossa, afeta a dinâmica da corrente. Outro ponto investigado é o comportamento da corrente quando impõe-se, na parede inferior do domínio de cálculo, duas condições de contorno diferentes: a) fluxo de partículas através do fundo; b) fluxo nulo de partículas através do fundo. Busca-se também, através de simulação 3D, determinar como as principais estruturas tridimensionais influenciam nesta dinâmica. Utilizam-se os resultados de um trabalho experimental para validar e comparar os resultados obtidos para o perfil de depósito e evolução da frente da corrente. A quantidade de massa suspensa e o balanço completo de energias são apresentados. Através de simulações 2D foi possível mostrar que a adição de pequenas quantidades de partículas finas, em uma corrente predominantemente composta por partículas grossas, afeta mais as características do escoamento do que o contrário. Comparações mostram a incapacidade da simulação bidimensional reproduzir, de forma precisa, a intensa turbulência gerada em uma simulação tridimensional, o que resulta em erros na estimativa da perda dissipativa devida ao movimento convectivo.

Orientador: Dimas Roberto Vollet / Banca: Dario Antônio Donatti / Banca: Luiz Antônio Barreiro / Resumo: Sonogéis de sílica foram preparados a partir da sonohidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) e, após o envelhecimento, a fase líquida do gel foi trocada por acetona, durante a fase saturada do processo. A evolução estrutural durante a secagem do sonogel úmido com a fase líquida trocada por acetona foi estudada por espalhamento de raio-x a baixo ângulo (SAXS). A evolução estrutural do xerogel derivado do sonogel com fase líquida trocada por acetona, foi estudada em função da temperatura, por meio de espectroscopia de absorção UV-visível, medidas de densidade real e aparente, medidas de contração linear, e análises térmicas (DTA, TG e DL). Os períodos associados à evolução estrutural determinados por SAXS estão de acordo com os períodos clássicos determinados a partir das características da taxa de evaporação da fase líquida, na obtenção de xerogéis. O gel úmido pode ser descrito como formado por partículas primárias (microclusters), com densidade de cerca de 1,8 g/cm3, tamanho característico a ~ 0,67 nm e superfície fractal, que se juntam para formar uma estrutura fractal de massa, com dimensão fractal de massa D ~ 2,2 e comprimento característico ? ~ 6,7 nm. À medida que a rede colapsa durante o período de taxa de evaporação constante, no qual o gel se mantém saturado com a frente de evaporação na superfície externa do gel, a estrutura fractal de massa vai se compactando, aumentando D e diminuindo ?, com alisamento da superfície fractal dos microclusters. O xerogel obtido ao término do processo de secagem apresenta características de um sistema com poros vazios e partículas não fractais, com superfície de interface lisa e área de superfície de cerca de 385 m2/g. Os resultados das medidas de densidade aparente, de DTA e TG, mostram que os géis perdem resíduos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: Silica sonogels were prepared from the sonohydrolysis of tetraetilortosilicate (TEOS) and the liquid phase of the gel was exchanged by acetone during the saturated stage of the process. The structural evolution of the drying of the wet exchanged sonogel was studied by small-angle x-ray scattering (SAXS). The structural evolution of the xerogel derived from the exchanged sonogel was studied as a function of the temperature by means of UV-visible absorption spectroscopy, bulk and skeletal density measurements, linear contraction measurements, and thermal analysis (DTA, TG and DL). The periods associated to the structural evolution as determined by SAXS are in agreement with those classical ones as determined from the features of the evaporation rate of the liquid phase in the obtaining of xerogels. The wet gel can be described as formed by primary particles (or microclusters) with density of about 1.8 g/cm3, characteristic length a ~ 0.76 nm e surface fractal, linking together to form mass fractal structures with mass fractal dimension D ~ 2.2 in a length scale ? ~ 6.7 nm. As the network collapses, while the liquid/vapor meniscus is kept at the external evaporation surface of the gel, the mass fractal structure becomes more compacted by increasing D and decreasing ?, with smoothing of the fractal surface of the microclusters. The xerogel obtained at the end of the drying process presents characteristics of a system with empty pores and non-fractal particles, with smooth interface surface and surface area of about 385 m2/g. The results of bulk density measurements and of DTA and TG thermal analysis show that the gels lose organic residuals and more strongly bonded water at temperatures up to 200-250 oC. This event is related with the increase of the absorption in the UV region, which was found at temperatures up... (Complete abstract, click electronic address below). / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-12-09Bitstream added on 2014-06-13T19:00:10Z : No. of bitstreams: 1 santos_rj_me_bauru.pdf: 2342209 bytes, checksum: e7f79373ec0abf1d2a008e6eb04d7921 (MD5) / Neste trabalho foram investigadas as propriedades tribológicas e mecânicas de um filme de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) na superfície de uma liga de aço 16MnCr5. Filmes de a-C:H foram aplicados com o objetivo de aumentar a dureza superficial e reduzir o coeficiente de atrito entre superfícies de elementos de motores. As amostras foram obtidas a partir do aço liga 16 MnCr5, através de tiras metálicas. Os sustratos foram inicialmente limpos por um processo de lichamento, lavagem e subseqüentemente por um procedimento a plasma. Os filmes foram então depositados utilizando-se plasmas de baixas temperaturas de misturas de hidrocarbonetos e gases nobres. Foi utilizada a técnica híbrida de implantação iônica e deposição por imersão em plasma (IIDIP), aplicando-se pulsos de alta tensão negativa às amostras para promover a deposição mediante à implantação iônica. Neste caso, o metano (CH4) diluído em argônio foi utilizado como mistura precursora da formação do filme. Foi investigado o efeito da ampliação dos pulsos de polarização, da proporção de metano e do tempo de implantação nas propriedades dos filmes. As espectroscopia de infravermelho e Raman foram empregadas para se avaliar a composição química e a microestrutura dos filmes. A análise dos espectros Raman associada às análises do módulo de elasticidade e coeficiente de atrito apresenta características de filmes com teores de hidrogênio em torno de 20%. A molhabilidade dos filmes foi determinada pela técnica de ângulo de contato utilizando-se água deionizada como líquido de prova. De uma forma geral, os resultados revelaram que os filmes são levemente receptivos à agua e tal fenômeno da superfície foi determinado por perfilometria e microscopia de força atômica (AFM), enquanto a morfologia superficial das superfícies foi investigada... / This work investigated the tribological and mechanical properties produced by a film of hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) on the surface of an alloy steel 16MnCr5. The a-C:H films were applied to increase the surface hardness and reduce the coefficient of friction between surfaces of engine components. The samples were obtained from alloy steel 16 MnCr5 through metallic strips. The substrates were initially creaned in a process of sanding and washing and subsequently in a plasma processing. The films were made using low temperature plasmas of hydrocarbons and noble gas mixtures. The plasma immersion ion implantation and deposition (IDIP), was used, applying high negative voltage pulses to the samples to promote deposition by ion bombardment. Methane (CH4) dilluted in argon was used as the gas mixture for film formation. The effects of the pulse magnitude, the proportion of methane and deployment time on the properties of the films were employed to evaluate the films chemical composition and microstructure. The analysis of the Raman spectra along with the elastic modulus and coefficient of friction indicates a films with a hydrogen content of aroud 20%. The receptivity of the films to water was analyzed by contact angle (Θ) measurements which revealed a moderated affinity to water (Θ~80º) as a consequence of a low concentrations of polar groups on the film surface. The surface topography was determined by perfilometry and atomic force microscopy (AFM), while the surface morphology was investigated by scanning electron microscopy (SEM), respectively. The roughness did not vary greatly among the samples. The hardness of the samples was measured by nanoindentation, varying between 13 and 21 GPa that are characteristic of plasma deposited a-C:H. It was found that films prepared with higher proportions of methane and higher deposition times presented... (Complete abstract click electronic access below)

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