Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3392.pdf: 2811446 bytes, checksum: 66678ffcdd5a483cfd0aea8e6f3dcb64 (MD5) Previous issue date: 2009-08-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Technological advances in portable devices imply not only the development of devices but also the need to enhance their power sources. For instance, cellular phones with high technology incorporating Bluetooth, Infrared, Digital Camera, Games, GPS, Internet Browsing, etc., need high performance rechargeable batteries. Lithium ion-conducting glass-ceramics with NASICONtype structure, based on the Li1+xMxM'2-x(PO4)3 system, where M = Al, Cr, Fe, Ga and M' = Ge, Ti, Hf, are considered good candidates as solid electrolytes in lithium ion batteries due to their chemical stability, easy fabrication and high ionic conductivity. In this work, the Li1+xAlxTi2-x(PO4)3 glass composition was synthesized by the traditional method known as Splat Cooling. Glass-ceramics with the same composition as the precursor glass but with different microstructures were obtained by controlled crystallization, using single and double heat treatments. The parent glass was characterized by chemical and thermal analysis and the latter enabled tailoring of the crystallization heat treatments. X-ray diffraction (XRD) results indicated that the resulting glassceramics exhibit the desired NASICON-type structure as primary phase, as well as the segregation of insulating phases, i.e., AlPO4 and/or TiO2, which do not affect the electrical properties. An examination of the microstructure by scanning electron microscopy (SEM) and measurements of electrical conductivity by impedance spectroscopy (IS), combined with the XRD analysis, indicated that the electrical conductivity of single heat-treated samples increases with the heat treatment temperature and hence with the increase in crystallinity. Samples synthesized by double heat treatment showed increasing electrical conductivity with decreasing nucleation treatment time and consequently with increasing average grain size. / Os avanços tecnológicos em dispositivos portáteis trazem outro aspecto que chama a atenção, tanto ou mais importante do que os próprios dispositivos desenvolvidos, i.e., a necessidade de fontes de alimentação mais poderosas. Por exemplo, telefones celulares com tecnologia de ponta que incorporam Bluetooth, Infravermelho, Câmara fotográfica, Jogos, GPS, Navegação na Internet, etc., requerem baterias recarregáveis de alto desempenho. Vitrocerâmicas condutoras por íon lítio com estrutura tipo NASICON, concretamente baseadas no sistema Li1+xMxM 2-x(PO4)3, onde M = Al, Cr, Fe, Ga e M = Ge, Ti, Hf, são consideradas boas candidatas como eletrólitos sólidos em baterias de íon lítio devido à sua estabilidade química, facilidade de fabricação e alta condutividade iônica. Neste trabalho foi obtido o vidro de composição Li1.2Al0.6Ti1.6(PO4)2.9 usando o método tradicional de resfriamento rápido conhecido como Splat Cooling. Vitrocerâmicas de composição igual à do vidro matriz, com diferentes microestruturas, foram obtidas por cristalização controlada mediante tratamentos térmicos simples e duplos. O vidro precursor foi caracterizado por análise química e térmica. Esta última permitiu projetar os tratamentos térmicos de cristalização. Os resultados de difração de raios X (DRX) mostraram a obtenção da estrutura tipo NASICON como fase principal, com presença das fases isolantes AlPO4 e/ou TiO2, que não afetam as propriedades elétricas. O estudo da microestrutura e da condutividade elétrica, usando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de impedância (EI), respectivamente, evidenciaram o aumento da condutividade com o crescimento do tamanho médio do grão, atribuído ao maior contato entre grãos e, provavelmente, a um melhor alinhamento dos canais na estrutura do LiTi2(PO4)3. A máxima condutividade de 1,3 x 10-3 S/cm foi atingida na amostra obtida mediante tratamento térmico simples em 1000 °C durante 20 minutos a qual apresentou um tamanho médio de grão de 350 nm.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6167.pdf: 28914298 bytes, checksum: 523c7487e81b3289f6ca7af6c992fe05 (MD5) Previous issue date: 2013-12-16 / In evaporative condenser production, galvanized steel has become the most suitable material for piping system production, since it has high corrosion resistance and relative low commercial value. With proper surface treatment, it is possible to make aluminum an efficient alternative for the replacement of galvanized steel on these refrigeration equipment. In this work, thermal spray and organic coating spray were used to cover an aluminum substrate in order to achieve a material condition with better corrosion resistance and better thermal properties. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and open circuit potential were used to evaluate different surface coatings performance. Microstructural characterization of the coatings was made through scanning electron microscope (SEM) and confocal microscope. Electrochemical tests showed that a coating composed of an inner layer of NiCr and external layer of AA1100 aluminum alloy applied by thermal spraying is not effective for the protection of aluminum tubes exposed to an alkaline environment with pH above 10.5, as in evaporative condensers piping system. Yet the coating comprised of a AA1100 aluminum alloy applied by thermal spraying and subsequent application of epoxy resin is a viable alternative for this application. / O mercado de refrigeracao industrial brasileiro esta passando por uma transformacao gradativa, na qual o aluminio vem se tornando um potencial substituto aos metais utilizados em tubulacoes e serpentinas. Nos condensadores evaporativos, o aco galvanizado se consagrou como o metal mais apropriado, uma vez que a possui elevada resistencia a corrosao e a atmosfera de trabalho nestes dispositivos e agressiva. Com o tratamento superficial correto, e possivel tornar o aluminio uma alternativa viavel para a substituicao do aco galvanizado. No presente trabalho, foram aplicadas as tecnicas de aspersao termica a arco eletrico e o recobrimento com tinta anti corrosiva para se obter um material com maior resistencia a corrosao, melhores propriedades termicas e preco de mercado competitivo. A tecnica de espectroscopia de impedancia eletroquimica (EIE) e potencial de circuito aberto foi utilizada para avaliar o desempenho dos diferentes tratamentos de superficie utilizados e a caracterizacao destes tratamentos foi realizada atraves de microscopia confocal e microscopia eletronica de varredura (MEV). Os ensaios eletroquimicos mostraram que um revestimento composto por uma camada interna de NiCr e externa de aluminio AA1100 recobertos por aspersao termica nao e efetivo para a protecao de tubos de aluminio expostos a um ambiente alcalino com pH acima de 10,5, como em tubulacoes de condensadores evaporativos. Ja o revestimento composto por uma camada de aluminio AA1100 aplicado por aspersao com posterior aplicacao de resina epoxi melaminica e uma alternativa viavel para esta aplicacao.

Submitted by Simone Souza (simonecgsouza@hotmail.com) on 2018-04-23T15:02:49Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ João Roberto Sousa de Miranda.pdf: 2803422 bytes, checksum: ed72f32ed8bf4bb40f39ed7aec7cb49b (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2018-05-14T17:13:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ João Roberto Sousa de Miranda.pdf: 2803422 bytes, checksum: ed72f32ed8bf4bb40f39ed7aec7cb49b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T17:13:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_ João Roberto Sousa de Miranda.pdf: 2803422 bytes, checksum: ed72f32ed8bf4bb40f39ed7aec7cb49b (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / CAPES / O presente trabalho trata das propriedades dielétricas, estruturais e morfológicas da hexaferritas Ba2Co2Fe12O22 (Co2Y) com adição de 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00% de Óxido de Vanádio (V2O5), durante a sua realização os pós da mistura foram produzidos a partir da reação de estado sólido ou método cerâmico tradicional. Os registros coletados apontam que nas últimas décadas as cerâmicas magnéticas (hexaferritas) tem se consolidado como materiais cerâmicos com forte atrativo para uso em dispositivos eletrônicos que necessitam de grande eficiência, lembrando que as principais vantagens oferecidas por essas cerâmicas são possibilidade de miniaturização ou compactação e baixo custo de fabricação, além de serem constituídas de materiais leves e termicamente estáveis. É fundamental mencionar que as ferritas se destacam por apresentarem alta e constante dielétrica e baixa perda dielétrica o que desperta grande interesse na indústria de telecomunicações, e após a calcinação, as amostras foram dopadas e maceradas em um cadinho, em seguida foram conformadas em prensas para que fossem obtidas amostras em forma de pastilhas cilíndricas. O método utilizado para a análise estrutural das amostras foi realizado por meio da técnica de difração de raios-X e o estudo morfológico foi realizado por meio da análise visual da microscopia eletrônica de varredura onde se pôde comprovar a relação entre as microestruturas e as densidades das amostras obtidas através do método de Arquimedes. A pesquisa tem como a caracterização dielétrica que ocorre no range de frequência de 1 Hz a 1 MHz e intervalo de temperatura de 30°C a 200°C com a finalidade de se obter e analisar material cerâmico com possível aplicação em dispositivos eletrônicos. O estudo registra que o objetivo inicial da pesquisa era se obter um material de constante dielétrica alta, com baixa perda dielétrica e estabilidade térmica. / The present work treat dielectric, structural and morphological properties of hexaferritas Ba2Co2Fe12O22 (Co2Y) with addition of the 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00% of the Vanadium Oxide (V2O5), during its mixing powders embodiment were produced from the solid state reaction method or ceramic traditional. The records collected point out that in recent decades the magnetic ceramics ((hexaferrites) It has been established as ceramic materials with strong attractive for use in electronic devices that require high efficiency, noting that the main advantages offered by these ceramics are possibility of miniaturization or compactness and low cost manufacturing, besides being formed of lightweight materials and thermally stable. It is essential to mention that the ferrites stand out because they have high dielectric constant and low dielectric loss and which arouses great interest in the telecommunications industry, and after calcination, the samples were doped and macerated in a crucible, they were then formed into samples which presses were obtained in the form of cylindrical pellets. The method used for structural analysis of samples was performed by means of diffraction technique of X ray and the morphological study was carried out through visual scanning electron microscopy analysis where it could prove the relationship between microstructure and densities of the samples obtained by Archimedes method. . Research has dielectric characteristics as occurring in the frequency range since 1 Hz to 1 MHz and temperature range 30°C to 200°C in order to obtain and analyze ceramic material with potential application in electronic devices. The study notes that the initial objective of the research was to obtain a high dielectric constant material with low dielectric loss and thermal stability.

O diesel tem a função, além de combustível, de lubrificante de determinadas partes mecânicas em motores a compressão, principalmente referente ao sistema de injeção. A diminuição da lubricidade provoca o desgaste prematuro do motor, contudo a perda desta característica natural do combustível pode ser melhorada por meio de aditivos. O biodiesel, entre outras características, funciona como um aditivo que confere um acréscimo de lubricidade ao diesel. A lubricidade do combustível está relacionada aos compostos orgânicos que contêm uma parte polar, sulfurada ou não, que formam uma camada limite na superfície do metal, protegendo-o contra o desgaste. No entanto, o decréscimo gradativo no valor máximo do teor de enxofre permitido na legislação do diesel, para atender a demanda governamental de redução do impacto ambiental, provocou a diminuição do caráter natural lubrificante do diesel. O presente estudo visa demonstrar a correlação existente entre propriedades físico-químicas do diesel petroquímico com a lubricidade de forma a permitir um resultado rápido, com uma análise simples e de menor custo analítico do que a análise de lubricidade ASTM D6079. O trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa, a técnica de espectroscopia de impedância elétrica (EIE) foi utilizada para investigar propriedades dielétricas de amostras de diesel com diferentes concentrações de enxofre, biodiesel e suas misturas. As medidas de EIE, utilizando uma mistura de álcool isopropílico/tolueno como solvente, permitiram a diferenciação entre as resistividades das amostras. O acréscimo de biodiesel foi mais eficiente como aditivo de lubricitade em valores de adição de até 1%. Os resultados obtidos indicam uma relação linear entre a resistividade elétrica e o inverso do diâmetro de desgaste obtido pela análise de lubricidade (WSD-1). A presença de um único semicírculo no diagrama de Nyquist indica a presença de um único processo de relaxação na faixa de frequência investigada, ou diferentes processos com mesmo tempo de relaxação. Na segunda etapa do procedimento experimental, foram investigadas as propriedades físico-químicas do diesel como: viscosidade cinemática a 40°C (ASTM D445), enxofre (D5453 /D4294), densidade (ASTM D4052), condutividade a 20°C (ASTM D2426) e hidrocarbonetos aromáticos (ASTM D6591) a fim de desenvolver um modelo quimiométrico multifatorial com a lubricidade. O estudo de cada uma dessas propriedades individualmente mostrou que apenas a condutividade, o teor de enxofre e a concentração de triaromáticos apresentam correlação com a lubricidade. O método quimiométrico multifatorial permitiu a obtenção de dois modelos matemáticos, um baseado no teor de enxofre e condutividade e outro baseado no teor de enxofre e concentração de triaromáticos. Desta forma, observa-se que a lubricidade não está correlacionada a propriedades físicas como viscosidade e densidade e sim à composição química e às propriedades elétricas do combustível, as quais se referem a compostos com caráter polar permanente. / Diesel has the function, besides fuel, lubricant of certain mechanical parts in engines compression, mainly the injection system. The decreased ability to lubricate causes the premature engine wear. However, the loss of this natural characteristic of the fuel can be improved by means of additives. Biodiesel improves lubricity of petrochemical fuels. Diesel lubricity is due to the presence of organic compounds containing a polar part, sulphured or not, that form a boundary layer on the metal surface protecting against wear. The gradual decrease of the sulfur content in diesel fuels, according to the environmental concerns, removes the naturally occurring lubricants of this fuel. The present study aims to demonstrate the correlation between lubricity and physicochemical properties of the petrochemical diesel to obtain a fast result with a simple analysis and lower cost than the ASTM D6079 analysis. The work was divided in two steps. In the first step, Electric Impedance Spectroscopy (EIS) was used to investigate the dielectric properties of diesel samples, biodiesel and the diesel/biodiesel blends. The EIS was used with a solvent for the increased signal allowed the differentiation of the resistivity values of the each sample. These results indicate the existence of a linear relation between electrical resistivity and the inverse of the wear scar diameter (WSD-1). The single semicircles on the Nyquist diagram indicate only one relaxation process in the frequency range investigated or different relaxation process with similar time constants. In the second step it was investigated the relationship between lubricity and the physical and chemical properties of diesel as: kinematic viscosity at 40ºC (ASTM D445), sulphur (ASTM D5453/ D4294), density (ASTM D4052), conductivity at 20°C (ASTM D2426) and aromatic (ASTM D6591) in order to develop a multifactorial chemometric model. These study of each of these properties individually showed that only conductivity, sulphur content and concentration of triaromatic present correlation with the lubricity. Two multifactorial chemometric models were obtained, one based on sulphur content and conductivity and other based on the sulphur content and triaromatic concentration. Thus, it is showed that lubricity is not related to physical properties such as viscosity and density but to composition and electrical properties of the fuel, which are due to compounds with polar character.

O propósito deste trabalho é aumentar o conhecimento existente sobre as interações dielétricas da água confinada em materiais hidrofílicos, no regime de baixas temperaturas. Os materiais hidrofílicos (sílica gel, gesso, colágeno e álcool polivinílico - PVA) foram analisados com os recursos disponíveis na técnica de Espectroscopia de Impedância - permissividade dielétrica e impedância elétrica. Como objetivo especifico procurou-se estabelecer experimentalmente o papel das ligações hidrogênio nos processos de condução observados na água confinada e verificar a existência da transição dinâmica da água super-resfriada em T = -45ºC (228K). As substâncias examinadas possuem redes ou cadeias moleculares, com grupos polares superficiais capazes de se ligarem às moléculas de água por meio de ligações hidrogênio. Em espaços restritos de natureza hidrofílica, a água pode ser super-resfriada além do ponto de nucleação homogênea, permanecendo líquida para temperaturas inferiores a 0ºC. O entendimento de sistemas envolvendo materiais hidrofílicos - tais como sólidos, géis e macromoléculas - e a água, contribui para o desenvolvimento de novos materiais e para o entendimento dos sistemas vivos. De acordo com os resultados obtidos a condução dos íons na água confinada se dá por meio da rede formada, via ligações hidrogênio, entre as moléculas de água e a cadeia dos materiais. O espectro elétrico dos materiais estudados exibe dois processos de condução, comuns a todas as substâncias. O primeiro, é influenciado pelo nível de hidratação das amostras e está relacionado as moléculas de água distantes das superfícies. O segundo, é próprio da água confinada e possui tempos de relaxação elétricos com transições observadas em -60ºC (210K) na sílica gel, e -45ºC nos outros materiais. Também constatou-se que o tamanho da cadeia polimérica do PVA altera a dinâmica do confinamento de água: cadeias de menor peso molecular não são capazes de gerar sítios que propiciem o confinamento da água. / This work aims to increase the existing knowledge on the dielectric interactions of water confined in hydrophilic materials at low temperatures. The hydrophilic materials (silica gel, gypsum, collagen and polyvinyl alcohol - PVA) were studied with the available functions of Impedance Spectroscopy - dielectric permittivity and electrical impedance. The specific goal of this thesis is to establish the role of hydrogen bonds in the conduction processes observed in confined water and to verify the existence of the supercooled water dynamic crossover at T = -45 ºC (228K). The chosen substances have molecular chains or networks with polar surface groups connected to water molecules through hydrogen bonds. When confined in small geometries, water does not crystallize and can be supercooled bellow its homogeneous nucleation temperature. This allows the indirect investigation of supercooled confined water. The studies of systems involving hydrophilic materials - such as solids, gels and macromolecules - and water, contributes to the development of new materials and to the understanding of living systems. This study demonstrated that the conduction in the confined water occurs through the network formed by hydrogen bonds between water molecules and the chain materials. The impedance spectra of all material exhibits two conduction processes common to all the analyzed samples. While the level of hydration of the samples can influence the process of higher frequencies, the one found in lower frequencies is independent of the amount of water in the samples. The first was associated to bulk water molecules and the second is related to confined water and show the expected dynamic crossover. In addition, the size of the PVA polymeric chain alters the dynamics of water: lower molecular weight polymers are not capable of displaying the supercooled dynamic crossover.

Os objetivos deste trabalho foram preparar corpos cerâmicos de Sr1-xCa xTiO3 (SCT) (x = 0,0l; 0,05; 0,10), denominados respectivamente, SCT01, SCT05 e SCT10; e estudar a influência do processamento (conformação e sinterização) nas propriedades elétricas e dielétricas destes. Os corpos cerâmicos foram preparados por três rotas experimentais. O material foi preparado pelo método convencional de reação do estado sólido. Mistura de óxidos, ou carbonatos de partida foi efetuada nas proporções desejadas em um sistema fechado para assegurar a homogeneidade na composição. As caracterizações dos pós sintetizados foram feitas por sedigrafia e microscopia eletrônica de varredura (MEV) para a determinação do tamanho médio de grão e/ou partícula. Em particular, o tamanho de partícula mostra um valor de aproximadamente 1 m após calcinação e remoagem. Análise térmica diferencial (DTA) foi aplicada para determinar a temperatura ideal de calcinação, enquanto que difração de raios-X (DRX) foi aplicada, com a finalidade de analisar fases cristalinas presentes na calcinação bem como no material sinterizado. Os pós de SCT sintetizados foram prensados unixialmente na forma de pastilhas (com dimensões: 6 mm de diâmetro e 3 mm de espessura). As amostras foram tratadas termicamente em duas diferentes condições (temperatura e tempo) de sinterização, a saber 1300°C/8h e 1350°C/3h, utilizando o convencional envolvendo o aquecimento em forno elétrico de atmosfera aberta. Para uma das rotas experimentais aplicadas, altas densidades relativas foram obtidas para as cerâmicas (> 97% da densidade teórica) por meio do método de Arquimedes, Estas cerâmicas foram caracterizadas por espectroscopia de impedância no intervalo de temperatura de 25°C a 400°C. Em todas as composiç6es observamos um aumento acentuado na permissividade relativa para temperaturas acima de 200°C nas freqüências abaixo de 106 Hz. / The main purpose of this work was to prepare ceramics of Sr1-xCa xTiO3 (SCT) (x = 0,01; 0,05; 0,10), labeled respectively, SCT01, SCT05 and SCT10, and then to study the influence of their processing (compressing and sintering) on the final electrical and dielectric properties. The materials were prepared following the conventional ceramic method of solid state reaction, and using three different experimental routes, as discussed in the text. The raw materials, either in the form of oxides or carbonates, were mixed in the required proportions in a closed system to guarantee the composition homogeneity. The characterization of the starting and synthesized SCT powders was carried out by sedigraph and scanning electronic microscopy (SEM) for the determination of the average particle size. In particular, this showed a value of approximately 1 um after calcination and re-grinding. Differential thermal analysis (DTA) was applied in order to determine the ideal calcination temperature, while the X-ray diffraction (DRX) technique was used with the purpose of analyzing the crystalline phases present in the calcined as well as sintered materials. The synthesized SCT powders were uniaxially pressed into disk-shape pellets (with dimensions: 6mm in diameter and 3mm in thickness). The samples were heat treated at two different sintering (temperature and time) conditions, namely 1300°C/8h and 1350°C/3h, using conventional electric furnaces and open atmosphere. From one of the applied experimental routes, high ceramics\' densities, > 97 % of theoretical density, were obtained according to the Arquimedes method. These ceramics were characterized by impedance spectroscopy in an interval of temperature ranging from 25°C to 400°C. Particularly, in all the compositions we observed an accentuated increase of the relative dielectric permittivity for temperature above 200°C and frequencies below 106 Hz, a result which is discussed in terms of grain boundary contribution.

Os objetivos deste trabalho foram a implantação e a otimização da técnica de sinterização a laser de corpos cerâmicos, o estudo da cinética do processo e a avaliação de propriedades físicas dos compostos Bi4Ti3O12 e Bi4Ge3O12 sinterizadas a laser, em comparação com as cerâmicas processadas em forno convencional. A escolha dos materiais baseou-se em seu potencial de aplicação: o Bi4Ge3O12 como dispositivo cintilador e o Bi4Ti3O12 como cerâmica eletrônica. A sinterização a laser mostrou-se eficiente para estes materiais, produzindo cerâmicas com densidade superior a 98 % e pequeno tamanho de grão. A combinação de pré-aquecimento e subida gradual da potência do laser evitou gradientes de temperatura e taxas de aquecimento excessivos, e reduziu consideravelmente a incidência de trincas e a porosidade nas cerâmicas. No estudo cinético da sinterização a laser, registraram-se energias de ativação inferiores às observadas no processamento convencional, exceto para o BIT no estágio final de sinterização, e os resultados sugerem um adiantamento no processo de sinterização, provocado por efeito da irradiação a laser. A caracterização física do BIT foi feita por espectroscopia de impedância e medidas de histerese ferroelétrica. Comparado à cerâmica convencional, o corpo cerâmico sinterizado a laser apresentou condutividade elétrica 3 vezes menor na região de bulk, maior permissividade dielétrica acima de 300 °C, com igual perda dielétrica, mesmo campo coercitivo e polarização remanescente 35 % superior. A caracterização física do BGO foi feita por medidas de absorção óptica, radioluminescência e termoluminescência. Os resultados mostraram que a cerâmica de BGO sinterizada a laser possui grau de transparência 50 % maior, densidade de defeitos estruturais 2 vezes menor, eficiência levemente superior e mesmo dano por radiação, se comparada à cerâmica sinterizada em forno elétrico. Os resultados obtidos foram interpretados com base na escala de tempo característica da sinterização a laser, que afeta a formação e distribuição dos defeitos durante o processo, e resulta em cerâmicas com microestrutura diferenciada. / The goals of this work were the implantation and optimization of the laser sintering technique for ceramic bodies, the kinetic study of the process and the evaluation of the physical properties of the laser sintered compounds Bi4Ti3O12 and Bi4Ge3O12, compared to ceramics sintered in conventional furnace. The choice of the materials was based on their potential applications: Bi4Ge3O12 as scintillator device and Bi4Ti3O12 as an electronic ceramic. Laser sintering showed to be efficient for these materials, producing ceramics with density higher than 98 % and small grain sizes. The combination of pre-heating with a gradual rising of the laser power prevented excessive temperature gradient and heating rate, and reduced considerably the incidence of cracks and pores in the ceramics. The kinetic study of the laser sintering revealed lower activation energies than that observed in the conventional processing, except for BIT ceramics during the final stage of sintering. The results suggest that the laser irradiation anticipates the stages of the sintering process. The physical characterization of BIT was done through impedance spectroscopy and ferroelectric hysteresis measurements. Compared to the conventional sample, this material presented bulk electrical conductivity 3 times smaller, higher dielectric permittivity above 300 °C, comparable dielectric loss, the same coercive field and 35 % higher remanent polarization. The physical characterization of BGO was done through optical absorption, radioluminescence and thermoluminescence measurements. The results showed that the transparency of the laser sintered BGO ceramic was 50 % higher than the transparency of the conventional BGO ceramic, the density of structural defects is 2 times lower, the radiation damage levels are comparable and the overall scintillating efficiency is slightly higher. The obtained results were interpreted on the basis of the time scale of the laser sintering, which affects the formation and distribution of defects during the process, and results in a particular microstructure.

Este trabalho investigou a influência da atmosfera de sinterização sobre as propriedades elétricas de porcelanas aluminosas contendo diferentes concentrações de Fe2O3, sinterizadas em condições oxidantes e redutoras. A influência de tais variáveis sob a microestrutura, fases formadas e as propriedades elétricas foram investigadas com o auxílio de técnicas como difração de raios x, microscopia eletrônica de varredura e por espectroscopia de impedância. Os corpos cerâmicos foram formulados a partir de uma formulação obtida da literatura, considerada aplicável para porcelanas aluminosas de alto desempenho: 30 %p de feldspato, 30 %p de caulim e 40 %p de alumina. As formulações contendo diferentes concentrações de Fe2O3 foram divididas em dois grupos. Um primeiro queimado em ar atmosférico para criar a condição oxidante e um segundo queimado em solução gasosa CO/CO2 para criar uma condição redutora. Para as condições redutoras utilizou-se uma técnica conhecida como “cama de grafite”. As temperaturas de queima praticadas foram 1200, 1250 e 1300 °C. A análise dos corpos cerâmicos após queima indicou que todas as amostras apresentaram mullita e coríndon como fases majoritárias e pequenas frações de quartzo. Hematita e ferro metálico foram observados para as amostras contendo elevada concentração de Fe2O3. Para as condições oxidantes, a adição de Fe2O3 provocou uma diminuição na resistividade das amostras. A maior resistividade elétrica apresentada pela amostra contendo 3 %p de Fe2O3 foi atribuída à elevada presença de mullita. A presença de hematita para as amostras contendo acima de 3%p de Fe2O3 foi considerada como responsável pela diminuição na resistividade elétrica. A adição de Fe2O3 resultou em um aumento na resistividade das amostras sinterizadas em atmosfera oxidante. Esse aumento foi atribuída à elevada quantidade de fase vítrea de baixa condutividade e ao elevado número de poros para formulações contendo > 3%p de Fe2O3. Os resultados permitiram concluir que embora a presença de 3 %p de Fe2O3 seja vista como a concentração máxima aceitável, maiores teores de Fe2O3 podem ser utilizados para a produção de isoladores elétricos de porcelana. / This study investigates the influence of sintering atmosphere on the electrical properties of aluminous porcelains containing different concentrations of Fe2O3, sintered in oxidizing and reducing conditions. The influence of these variables on the microstructure, phase formation and electrical properties were investigated with the aid of techniques such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy and impedance spectroscopy. The ceramic bodies were made from a formulation obtained from literature, aluminous porcelains considered applicable to High Performance: feldspar 30 wt%, 30 wt% kaolin and 40 wt% alumina. Formulations containing different concentrations of Fe2O3 were divided into two groups. A first burned in the atmospheric air to create the oxidizing condition and a second solution burned gas CO/CO2 to create a reducing condition. For the reducing conditions employed a technique known as "bed graphite." The firing temperatures were 1200, 1250 and 1300 ° C. The analysis of the ceramic bodies after sintering indicated that all samples showed corundum and mullite as major phases and small fractions of quartz. Hematite and metallic iron were observed for samples containing high concentration of Fe2O3. For oxidizing conditions, the addition of Fe2O3 caused a decrease in the resistivity of the samples. The higher electrical resistivity presented by the sample containing 3 wt% Fe2O3 was attributed to the high presence of mullite. The presence of hematite for samples containing up to 3 wt% Fe2O3 was considered responsible for the decrease in electrical resistivity. The addition of Fe2O3 resulted in an improvement in resistivity of the sample sintered in oxidizing atmosphere. This improvement is attributed to the high amount of glassy phase of low conductivity and high number of pores for formulations containing> 3 wt% Fe2O3. The results showed that although the presence of 3 wt% Fe2O3 is seen as the maximum acceptable concentration, higher concentrations of Fe2O3 can be used for the production of electrical porcelain insulators.

Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-17T13:53:03Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Marcel Tenório Bezerra.pdf: 3601152 bytes, checksum: 6e61b0d44f590acd55a2c3ce6f24cf3f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T13:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Marcel Tenório Bezerra.pdf: 3601152 bytes, checksum: 6e61b0d44f590acd55a2c3ce6f24cf3f (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / Este trabalho apresenta a criação de uma estrutura de análise e detecção de possíveis ocorrências de efeitos de interface entre soluções aquosas e metais. O contato das soluções aquosas com eletrodos pode criar diferentes efeitos de distribuição de cargas na interface entre os materiais. Fenômenos como a camada dupla eletroquímica e a zona de exclusão alteram as características físicas das soluções nas vizinhanças da interface em relação às regiões distantes dela. Tais efeitos podem ter uma importante influência na caracterização de materiais. Para o estudo das interfaces, foram construídos: um sistema de medição de espectroscopia de impedância, para medir a resposta elétrica de amostras de soluções aquosas em uma faixa de frequências entre DC e 10 kHz, e um sistema de refratometria diferencial para caracterização óptica de meios líquidos. Os sistemas são baseados em LabVIEW. O trabalho também comportou o desenvolvimento de rotinas de simulação computacional em MATLAB, usando a técnica de matriz transferência (TMT), para avaliar a aplicabilidade de sensores baseados em plásmons de superfície (PS) na detecção de tais efeitos de interface. Além disso, a técnica permitiu detectar a existência de efeitos sobre o guiamento de plásmons na adjacência das interfaces devido à variação espacial da permissividade elétrica do meio líquido.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-06-27T12:24:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Sandro Vagner de Lima.pdf: 6041788 bytes, checksum: 30432ac952cb4559dfe9e27b22cd9bf5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T12:24:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Sandro Vagner de Lima.pdf: 6041788 bytes, checksum: 30432ac952cb4559dfe9e27b22cd9bf5 (MD5) Previous issue date: 2015-10-08 / Esta tese de doutorado foi dedicada à investigação do modo como a técnica de espectroscopia de impedância elétrica (EIE) poderia ser usada para acompanhar os processos de mudanças conformacionais de macromoléculas biológicas, como proteínas e DNA. Para isso, usamos como sistemas modelos a proteína albumina do soro bovino (BSA), e a formação do complexo polianilina/DNA (PANI/DNA). Com a caracterização de soluções de DNA e BSA por EIE e sua modelagem elétrica convenientemente descrita pelo circuito de Randles (e sua variante), foram determinados os parâmetros relevantes para descrição dos fenômenos de desnaturação e de agregação da proteína e da precipitação do complexo PANI/DNA. As informações obtidas sobre a solubilidade desses últimos complexos são de grande utilidade para o entendimento dos mecanismos de interação entre cadeias de DNA e de polímeros condutores. Do mesmo ponto de vista da EIE, as sucessivas mudanças da conformação da proteína e os detalhes da cinética de sua agregação na interação com surfactantes foram adequadamente correlacionados com a característica elétrica do circuito de Randles das soluções correspondentes. Finalmente, estudos iniciais foram estendidos para a análise dos processos de fibrilação de proteínas. Para todos os problemas abordados, o uso da resistência de transferência de carga elétrica (RCT) (um parâmetro do circuito de Randles) nos permite sugerir ser a técnica de EIE apropriada para caracterizar as diferentes mudanças conformacionais envolvidas em fenômenos que resultam da interação de biomoléculas com moléculas de prova. Assim, ela se confirma como um método competitivo quando comparado ao uso da fluorescência e da absorção UV-Vis (técnicas rotineiramente adotadas para a análise desses problemas). / This doctoral thesis was devoted to the investigation of the technique of electrical impedance spectroscopy as an alternative method to assess conformational changes of biological macromolecules, such as proteins and DNA. For this, we used protein bovine serum albumin (BSA), and the formation of polyaniline (PANI)/DNA complexes as model systems. With the characterization of DNA and BSA solutions by Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and their electrical modeling conveniently described by the Randles circuit (and its variant), we determined the relevant characteristics of phenomena such as the denaturation and aggregation of proteins (BSA), and polymer/DNA complex formation (PANI/DNA). As a result of this approach we identified the existence of different interaction regimes between the chains of polyaniline and DNA molecules that are dependent on the concentration of PANI/DNA and the existence of equilibrium conditions which separate regions of precipitation/stability the PANI/DNA complex. Also from this point of view, the modes of interaction BSA / surfactants involved in the conformation changes well as typical stages associated with fibrillation kinetics were adequately correlated with the electric characteristic of the Randles circuit. In all studies carry out in this thesis, the analysis of the electric charge transfer resistance behavior (RCT) (a parameter of the Randles circuit) when confronted with the results obtained by standard techniques showed that the EIS presents reliable and some comparative advantages. These results allow us to provide an adequate and competitive alternative to conventional methods such as UV-Visible absorption, fluorescence and the use of probe molecules