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Caracterização de filmes a-C:H:CI e a-C:H:Si:CI produzidos por deposição à vapor químico assistido por plasma (PECVD) e deposição e implantação iônica por imersão em plasma (PIIID) /Rossi, Diego. January 2015 (has links)
Orientador: Steven Frederick Durrant / 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 / Resumo: Este trabalho tem por finalidade a deposição de filmes finos de carbono amorfo hidrogenado com silício (a-C:H:Si). Analisar a incorporação gradativa de cloro nos filmes, tornando-os clorados (a-C:H:CI). As técnicas utilizadas para a deposição dos filmes foram: (i) a deposição à vapor químico assistido por plasma (PECVD) e ((ii) implantação iônica por imersão em plasma (PIIID). Os filmes foram produzidos a partir de misturas de vapores de propanol, CH3(CH2)2OH, vapores de tetrametilsilano, Si(CH3)4, vapores de clorofórmio, CHCl3, e argônio, Ar, respectivamente monômero 1, monômero 2, comonômero e gás plasmogênico. O aumento do clorofórmio na alimentação do reator acarretou em mudanças nas estruturas químicas do material depositado e também alterações nas suas características ópticas. Para averiguar as modificações nas propriedades ópticas dos filmes foram calculados o coeficiente de absorção, o índice de refração e o gap óptico com base em espectros de transmitância óptica na região do Ultravioleta, Visível e Infravermelho Próximo, (UV/VIS/NIR). As modificações nas estruturas químicas dos filmes foram analisadas por espectroscopia de absorção no infravermelho por transformada de Fourier, FTIR, visando revelar os grupos químicos presentes nos filmes. Espectroscopia de fotoelétrons de raios X, (XPS), foi a técnica utilizada para desvendar a composição química elementar dos filmes e a concentração dos elementos presentes. As características de molhabilidade dos filmes foram medidas em um goniômetro, através da análise da interação da gota de um fluído com a superfície dos filmes. Espessuras medidas por perfilômetria foram comparadas a valores teóricos provenientes das constantes ópticas. Os resultados do XPS demonstrarm a presença de cloro nos filmes, a concentração máxima obtida foi de -~8% at. Houve um aumento na taxa de deposição dos filmes em função do aumento da... / Abstract: Thin hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) and (a-C:H:Si) films were produced and the gradual incorporation of chlorine turn into a-C:H:CI films and a-C:H:Si:CI films. The a-C:H:CI and a-C:H:SI:CI films were produced by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) from mixtures of vapor of propane, CH3(CH2)2OH, tetramethylsilane, Si(CH3)4, chloroform, CHCI3, and argon gas, Ar; respectively monomer 1, monomer 2, comonomer and argon gas. The increase of chloroform in the film composition resulted in changes in the chemical structure of the material and also changes in its optical characteristics. To investigate the changes in the optical properties of the films, the absorption coefficient, refractive index and band gap were calculated from optical transmittance spectra in the Ultraviolet, Visible and Near Infrared (Uv/Vis/NIR) regions. The modifications in chemical structures of the films were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy FTIR. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was the technique used to measure the chemical composition of the films. The wettability characteristics were measured using a goniometer, through the analysis of the interaction of a fluid drop on the surface of the films. Film thicknesses were measured using perfilometry and compared with theoretical values derived from optical data., The XPS results showed chlorine in the film, and the maximum concentration was about 8% at. There was an increase in the deposition rate as chlorofom proportion reactor inlet was added. The contact angle showed around 75º to a-C:H:CI films and around 80º to a-C:H:Si:CI films. The optical analyses Uv/Vis;NIR showed refractive index of ~1.5, calculated for interactive computer models. The Tauc band gap increased from 1,9 eV to 2,5 eV for a-C:H chlorinated films / Mestre
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Filmes finos depositados pela técnica de implantação iônica por imersão em plasma e deposição (IIIPD), utilizando o monômero HMDSN e os gases argônio, hélio e nitrogênio /Kodaira, Felipe Vicente de Paula. January 2016 (has links)
Orientador: Rogério Pinto Mota / Banca: Milton Eiji Kayama / Banca: Rodrigo Savio Pessoa / Resumo: Filmes finos poliméricos depositados a plasma são de grande utilidade em diversas aplicações industriais e científicas, em áreas como eletrônica, mecânica, revestimentos, biomateriais, entre outras, devido a propriedades interessantes como: boa adesão ao substrato, estrutura entrelaçada, espessura nanométrica, homogeneidade, entre outros. Neste trabalho, filmes finos poliméricos foram depositados utilizando-se a técnica de implantação iônica por imersão em plasma e deposição a partir das misturas entre o monômero hexametildisilazano e os gases argônio, hélio e nitrogênio. Foram variadas as concentrações gás/monômero nestas misturas e a potência de deposição. Os filmes obtidos passaram por caracterizações de ângulo de contato, energia de superfície, dureza, espessura, índice de refração e estrutura molecular. Para todas as condições avaliadas, o filme apresentou-se transparente, com valores para o índice de refração variando entre 1,56 e 1,70. Os filmes poliméricos também se mostraram hidrofóbicos, com valores para o ângulo de contato próximos a 100 graus. Os valores para a dureza foram de 0,7 a 2,6 GPa. A espessura dos filmes para diferentes condições variaram entre, aproximadamente, 100 e 200 nm. A análise da estrutura molecular permitiu observar que os mesmos grupos funcionais estão presentes em todos os filmes depositados, porém a variação dos parâmetros favorece o aumento de determinados grupos em detrimento de outros. A partir destas caracterizações, foi possível observar que variações nos parâmetros do plasma interferem diretamente nos filmes resultantes / Abstract: Polymeric thin films deposited by plasma technique are very attractive for many industrial and scientific applications in areas such as electronics, mechanics, coatings, biomaterials, among others, due to favorable properties such as good adhesion to the substrate, high crosslinking, nanomectric thickness, homogeneity, etc. In this work, polymeric thin films were deposited by Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition (PIIID) technique from mixtures between hexamethyldisilazane and the gases argon, helium and nitrogen. The gas/monomer concentration in these mixtures and deposition power were varied. The grown films were characterized by their contact angle, surface energy, hardness, thickness, refractive index and molecular structure. For all the evaluated conditions, the film showed itself transparent, with refractive index values ranging from 1.56 to 1.70. The polymeric films were also hydrophobic, with contact angle values around 100 degrees. The hardness values ranged from 0.7 to 2.6. The thickness for different conditions of PIIID, ranged from 100 to 200 nm. The molecular structure analysis showed that the same functional groups were present in all the deposited films; however the parameter variation favored the growth of certain groups over others. From these characterizations, it was possible to observe that changes in the plasma parameters interfere directly in the produced films / Mestre
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Fabricação e caracterização elétrica de filmes nanoestruturados de derivados do politiofeno /Roncaselli, Lucas Kaique Martins. January 2016 (has links)
Orientador: Clarissa de Almeida Olivati / Banca: Deuber Lincon da Silva / O Programa de Pós Graduação em Ciências e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Neste trabalho foram utilizados derivados alquilados do politiofeno (P3ATs), sendo eles regioirregulares (RI) e regiorregulares (RR), diferenciados pela organização molecular. Esses materiais apresentam diferentes características quando fabricados usando técnicas diferentes como, a Langmuir-Schaeffer (LS). O objetivo fica em fabricarfimes mistos com ambas as técnicas LB e LS, sendo os derivados misturados com ácido esteárico (Stearic Acid, SA), afim de verificar os diagramas de energia de acordo com a organização e condutividade de cada politiofeno. Foram depositados filmes de LB e LS de poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), poli(3-octiltiofeno) (P3OT) e de poli(3-dodectiltiofeno) (P3DDT). Os P3ATs poli(3-alquiltiofenos) foram depositados em ITO (Indium-Tin Oxide), e realizado para a caracterização desses materiais de espectroscopia UV-Visível, eletroquímicas e condutividade. Através dessas medidas foi possível estabelecer uma relação entre a organização, reversibilidade e condutividade desses materiais, possibilitando construir um diagrama de energia para esses derivados alquilados do politiofeno / Abstract: In this work we were used alkylated derivatives of polythiophene (p3ATs), and they regioirregulares (RI) andregiorregulares (RR), differentiated by molecular organization. These materials exhibit different characteristics when manufactured using different techniques such as the Langmuir-Blodgett (LB) and Langmuir-Schaeffer (LS). The objetive is to manufacture mixed films with both LB and LS techniques, and derivatives mixed with stearic acid (Stearic Acid SA) in order to check the energy diagram according to the conductivity of each organization and polythiophere. LB films were deposited ans LS poly(3-butylthiophene) (P3BT), poly(3-hexylthiophene) (P3HT), poly(3-octylthiophene) (P3OT) and poly(3-dodectilftiofeno) (P3DDT). The P3ATs poly(3-alquitiofenos) were deposited on ITO (Indium-Tin Oxide), and help for characterizing these materials spectroscopy (UV-Visible, electrochemical, and conductivity. Through these measures it was possible to establish a relationship between the organization, reversitibility and conductivity of these materials, making it possible to build an energy diagram for these alkylated derivatives of polythiphene / Mestre
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Structural and local physical properties of relaxor ferroelectric thin films /Melo, Michael de. January 2017 (has links)
Orientador: Eudes Borges de Araújo / Resumo: Polycrystalline thin films of Pb0.91La0.09Zr0.65Ti0.35O3 (PLZT9/65/35) and Sr0.75Ba0.25Nb2O6 (SBN75) were prepared by the chemical polymeric routine in order to investigate their physical properties at the macro- and nanoscale. X-ray diffraction (XRD), piezoresponse force microscopy (PFM), and scanning electron microscopy (SEM) were used as investigative tools. PLZT9/65/35 and SBN75 thin films have exhibited perovskite and tungsten bronze crystal structure at room temperature, as it was expected in this nominal composition for these relaxor ferroelectric materials. In addition, Rietveld method of the crystalline structure has revealed the thickness dependence of the crystallite size, grain size, and microstrain. The transition temperature of SBN thin film showed to shift to lower temperatures, suggesting the presence of a higher defect concentration, such as oxygen vacancies, chemical disorder, and lattice defects in this film. SEM has exhibited the porosity features in both thin films and has confirmed the existence of chemical elements (such as oxygen, niobium, lanthanum, strontium, platinum, silicon and barium) in film surface and near the substrate. Ferroelectric properties have been investigated by PFM and the results have suggested a thickness and crystallite size dependence of the piezoelectric response. Also in this work, the dynamic of ferroelectric domain switching and the induced domain relaxation were studied using the switching spectroscopy PFM (SS-PFM) in both r... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor
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Influência do excesso de chumbo na estabilidade da fase ferroelétrica em cerâmicas e filmes finos /Silva, Atair Carvalho da. January 2017 (has links)
Orientador: José de los Santos Guerra / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo investigar a influência do excesso de PbO na estabilização da fase ferroelétrica do sistema titanato zirconato de chumbo modificado com lantânio, o Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), bem como, a influência nas propriedades estruturais e suas correlações com as propriedades microestruturais, dielétricas e ferroelétricas. Cerâmicas e filmes finos de PLZT foram obtidos considerando diferentes composições com simetrias romboédrica e tetragonal, com grupo espacial (R3m) e (P4mm), respectivamente. As composições nominais Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,6895Ti0,2955)O3 e Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,52205Ti0,46295)O3, foram obtidas sem excesso de PbO e com os excessos 0,02; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 em mols. Os pós-precursores foram preparados por mistura convencional de óxidos, e utilizados para conformação das cerâmicas e para obter a resina precursora utilizada na síntese dos filmes finos. Para o estudo das propriedades estruturais e microestruturais, foram utilizadas as técnicas de difração de raios X (DRX), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDX). As propriedades ferroelétricas e dielétricas foram investigadas a partir da dependência da polarização com o campo elétrico e resposta dielétrica com temperatura, respectivamente. Os refinamentos da estrutura foram obtidos pelo método Rietveld e auxiliaram na obtenção dos parâmetros de estruturais e na determinação da quantidade percentual de cada fase pres... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of the present work is to investigate the influence of excess PbO on the stabilization of the ferroelectric phase of the lanthanum-modified lead zirconate titanate system, Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), as well as the influence on the structural properties and its correlations with microstructural, dielectric and ferroelectric properties. PLZT ceramics and thin films were obtained considering different compositions with rhombohedral and tetragonal structures, with spatial group (R3m) and (P4mm), respectively. The nominal compositions Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,6895Ti0,2955)O3 and Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,52205Ti0,46295)O3, were obtained with no excess of PbO and with excesses in mols 0,02; 0,05; 0,10; 0,15; 0,2. The precursor powders were prepared by conventional mixing of oxides, and used for conformation of the ceramics and to obtain the precursor resin used in the synthesis of the thin films. For the study of the structural and microstructural properties, X-ray diffraction (XRD), Raman Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) were used. The ferroelectric and dielectric properties were investigated from the dependence of the polarization with the electric field and dielectric response with temperature, respectively. The structure refinements were obtained by the Rietveld method and the structural parameters and used to evaluate the percentage amount of each phase present in the compound as a function of excess PbO. The dielec... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor
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Síntese e propriedades de filmes finos multiferróicos de BiFeO3 /Masteghin, João Francisco Vieira. January 2018 (has links)
Orientador: Eudes Borges de Araújo / Resumo: Foram preparados filmes finos, de Ferrita de Bismuto (BiFeO3), considerado um dos principais multiferróico que são classes de materiais que apresentam ferroeletricidade e ferromagnetismo simultaneamente. Os filmes foram preparados por um rota química chamada de Sol-gel modificado, variando-se a quantidade de % de mol do Bismuto, depositados em substratos de platina Pt/TiO2/SiO2/Si(100), variando-se a temperatura de cristalização entre 400°C a 600°C, com o objetivo de eliminar algumas fases indesejadas encontradas na literatura. Alguns filmes finos passaram pelo tratamento térmico em atmosférica de O2, com o intuito de diminuir a condutividade, causada pelas vacâncias de oxigênio no material. Pelos resultados obtidos foi possível conseguir filmes finos sem as fases indesejadas e com condutividade não tão alta, sendo possível realizar análises elétricas. Assim, tornou-se possível analisar o comportamento da permissividade, impedância e condutividade em função do campo aplicado e da temperatura. Com tais resultados mostra-se a indicação de polarização iônica nestes filmes. Eles apresentam uma energia de ativação parecida com filme finos encontrados na literatura. Além disso, também mostra que o comportamento das propriedades físicas são os mesmos quando varia a temperatura e o campo. / Abstract: Bismuth Ferrite (BiFeO3) thin films were prepared, considered one of the main multiferroic that are classes of materials that present ferroelectricity and ferromagnetism simultaneously. The films were prepared by a chemical path called modified sol-gel, varying the amount of Bismuth mol percentage, deposited on Pt/TiO2/SiO2/Si(100) platinum substrates, varying the crystallization temperature between 400 °C to 600 °C, with the aim of eliminating some unwanted phases found in literature. Some thin films underwent the thermal treatment in atmospheric O2, in order to reduce the conductivity, caused by the oxygen vacancies in the material. By the results obtained, it was possible to obtain thin films without the undesired phases and with not so high conductivity, being possible to perform electrical analysis. This way it was possible to analyze the behavior of the permissiveness, impedance and conductivity in function of the applied field and temperature. With these results, it is shown an indication of ionic polarization in these films. They have an activation energy similar to thin films found in literature. It is also shown that the behavior of the physical properties are the same when temperature and the field change. / Mestre
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"Sinterização a laser e caracterização física dos compostos Bi4Ti3O12 e Bi4Ge3O12" / Laser sintering and characterization of the compounds Bi4Ti3O12 and Bi4Ge3O12Macedo, Zélia Soares 31 July 2003 (has links)
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.
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Condutividade induzida por radiação-x nas fases ferroelétrica e paraelétrica em copoli(fluoreto de vinilideno/tri-fluoretileno) / Radiation-induced conductivity in ferroelectric and paraelectric phases of poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene)Cunha, Helder Nunes da 23 June 1994 (has links)
O comportamento da condutividade induzida por radiação-X (RIC) em copolímeros P(VDF/TrFE) de razões molares 60/40 e 70/30 em suas fases ferroelétrica (temperatura ambiente) e paraelétrica (acima de 110°C), foi estudado para diferentes condições ambientais. Foi observado que a RIC depende fortemente sobre a conformação molecular do polímero. Variaram-se parâmetros experimentais como campo elétrico aplicado, taxa de dose, atmosfera ambiente e, principalmente a temperatura. Medidas auxiliares como correntes termoestimuladas, calorimetria diferencial, espectroscopias infravermelho, ressonância eletrônica paramagnética, difração de raios-X, etc..., deram contribuições no sentido de entender modificações estruturais e morfológicas do material devido à radiação. Para análise dos resultados da condutividade induzida (RIC), foi usado o modelo de transporte em meios dispersivos desenvolvido por Arkhipov e colaboradores. Por meio de ajustes teórico-experimentais obtivemos parâmetros importantes do material como, a mobilidade dos portadores gerados, o coeficiente de recombinação, o parâmetro dispersivo, bem como a energia de geração de pares. / The behavior of the radiation induced conductivity (RIC) by X-rays in P(VDF/TrFE) copolymers of 70:30 and 60:40 molar ratios, in their ferro and paraelectric phases, were studied in different environments. It was observed that the RIC depends strongly on the molecular conformation of the polymer. For the experiments several parameters were varied as the external applied field, the dose rate, the atmosphere and mainly the temperature. Auxiliar measurements as thermal stimulated currents, differential scanning calorimetry, EPR and IR spectroscopy, X-ray diffraction, etc..., were used in the sense to supply additional information about morphological and structural variations of the material due to the irradiation. For a complete analysis of the radiation induced conductivity results a dispersive transport model developed by Arkhipov et al was used. From the theoretical experimental fitting we obtained important parameters of the material: carrier mobility, recombination coefficient, dispersive parameter Q, as well as the pair-generation energy.
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Estudo do comportamento elétrico de filmes de PVDF na fase alfa / Electric behavior of alfa phase PVDF filmsCosta, Mauro Miguel 22 March 1991 (has links)
A técnica do triodo de corona com corrente constante foi utilizada para carregar amostras de PVDF na fase α, acompanhando a evolução do potencial de superfície durante o carregamento. Com essa técnica foi possível não só obter a fase αp a partir da fase α como também analisar o comportamento elétrico de ambas as fases. Os resultados obtidos em ambiente úmido mostram que a forma geral das curvas de potencial nas amostras carregadas com corona positiva e negativa são similares, ou seja, no início do carregamento tem-se um salto inicial, continua crescendo numa taxa mais lenta até alcançar um valor máximo de potencial e a partir deste valor decai para um regime estacionário. Os valores de potenciais alcançados na superfície da amostra não foram suficientes para gerar campos elétricos da ordem 1.5MV/cm, requeridos para induzir uma transição para a fase αp. Apesar de ocorrerem mudanças no comportamento elétrico durante os carregamentos, nenhuma mudança na estrutura das amostras foi detectada, usando a técnica de difratometria de raios-X. Em ambiente seco foi verificado que, durante o carregamento, o potencial na superfície da amostra alcançava valores altos quando comparado aos obtidos em ambiente úmido. Verificou-se também, que as amostras apresentavam enrugamento, característicos de materiais poliméricos. As mudanças ocorridas devido ao carregamento foram detectadas pela técnica de raios-X, confirmando a mudança de estrutura para αp. O comportamento ferroelétrico das amostras na fase αp, foi identificado pela curva de evolução do potencial de superfície, onde se avalia a quantidade de polarização ferroelétrica adquirida. As mudanças de estrutura e das propriedades elétricas em ambiente seco foram irreversíveis. / The constant current corona triode was used for charging α-PVDF samples and monitoring their surface potential buildup during poling. It is shown that the method allows one to obtain the polar αp form of PVDF from the non-polar α-form and also to analuse electrical characteristics of both forms. The experimental results obtained with samples under humid conditions show a similar behavior for positive and negative corona. There is na initial steep increase in the surface potential which then increases passing through a maximum value, and decreases until a steady state is reached. The maximum values attained are not sufficiently high to attain electric fields of around 1.5MV/cm required for causing a phase change from α to αp. Furthermore, no change in the structure of the samples is noted in X-ray diffractograms. For measurments carried out under dry conditions, on the other hand, the sample surface potential attain much higher values. The samples become wrinkled after being submitted to these high electric fields (> 1.5MV/cm), and this is characteristic of ferroelectric materials. The change to αp from samples is confirmed by the structural changes exhibited in X-ray diffractograms. The ferroelectric behavior of the αp samples is further identified by the surface potential buildup, from which the remanent polarization can be inferred. The structural as well as the electric changes caused by the corona charging are found to be irreversible.
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Medidas das constantes dielétricas e deslocamento elétrico em dielétricos: desenvolvimento da técnica e metodologia / Measurements of dielectric constant and dielectric displacement: development of technique and methodologyCabral, Flávio Pandur Albuquerque 21 July 1998 (has links)
Desenvolveu-se um sistema para medir a constante dielétrica complexa de amostras dielétricas, de construção simples, versátil e de baixo custo. A medida é feita aplicando-se uma tensão senoidal e fazendo-se a aquisição do sinal aplicado e do sinal da resposta elétrica (carga elétrica). Emprega-se uma placa A/D para a aquisição de dados com taxa de amostragem de 100 Ksamples/seg e através da transformada de Fourier discreta destes sinais determina-se a impedância complexa da amostra, a partir da qual calcula-se a constante dielétrica complexa. A placa utilizada e o circuito de medida da carga elétrica introduzem defasagens indesejáveis nos sinais, cujas correções são feitas através de programa no computador usado para aquisição dos sinais. O sistema mostra um desempenho similar àqueles dos equipamentos comerciais para freqüências no intervalo de 0,1H.z a 1KHz, sendo testado com componentes resistivos e capacitivos e posteriormente em amostras de Teflon FEP, poli(fluoreto de vinilideno) e seus copolímeros com trifluoretileno. O sistema também foi utilizado para medir o deslocamento elétrico nos polímeros ferroelétricos sob a aplicação de campos elevados. Neste caso determinaram-se as curvas de histerese dielétrica e os deslocamentos de primeira, segunda e terceira ordem. / A low cost and a simple experimental system for measuring the complex dielectric constant of dielectric samples were developed. Measurements were performed measuring the electric charge response resulting from the application of a sinusoidal voltage. The system was based on an A/D acquisition board with sampling rate of 100 Ksamples/sec. The complex impedance was calculated using the discrete Fourier transform from which the complex dielectric constant was found. The phase differences introduced by the A/D board and the amplifiers circuits were connected by software. The setup showed that the results are comparable to that ones obtained with commercial impedance analyzers in the range of frequencies between 0.1 Hz and 1 KHz. Such measurements were obtained using resistors and/or capacitors and also using samples of Teflon FEP, PVDF and its copolymers with trifluorethylene. The setup was also capable to measure the electric displacement in ferroelectric polymers submitted to high fields. Hysteresis loops and the nonlinear electric displacement of first, second and third order were measured.
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