Neste trabalho foi feito um estudo das propriedades estruturais e eletroquímicas de eletrodos formados por pó de liga de hidreto metálico Zr0,9Ti0,1Ni1,04Mn0,64V0,46 (tipo AB2) preparadas em forno a arco e tratadas por moagem em moinho de bolas na presença de pó de Ni ou da liga LaNi4,7Sn0,3. Também foram estudadas ligas à base de Mg-Ni preparadas por moagem de alta energia, com e sem a inclusão de um terceiro elemento (Ti ou Pt). Neste último caso, foi realizada deposição eletroquímica para o revestimento da superfície da liga Mg-Ni com paládio. Os estudos nos dois sistemas foram conduzidos utilizando-se as técnicas de EDX (energia dispersiva de raios X), DRX (difração de raios X) e MEV (microscopia eletrônica de varredura) para a caracterização física dos materiais. Também foram realizados experimentos espectroscopia de absorção de raios X (XAS) e de microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os estudos eletroquímicos incluíram medidas da polarização dos eletrodos ao longo dos ciclos de carga/descarga, com o monitoramento da capacidade de descarga em função do número de ciclos. Medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica em diferentes estado de carga, temperaturas e números de ciclos foram realizadas nos eletrodos formados com as diferentes ligas. Foi observado que a capacidade de armazenamento de carga da liga AB2 sem tratamento, aumenta muito lentamente com o decorrer do número de ciclos de carga/descarga, enquanto que os eletrodos formados com essa mesma liga, porém submetida aos tratamentos superficiais pela moagem com os diferentes aditivos, apresentam ativação muito mais rápida. Pelas medidas de impedância eletroquímica, observou-se alta similaridade da cinética reacional nas várias amostras AB2 analisadas. A substituição parcial da liga MgNi pela Pt levou à uma maior estabilidade aos ciclos de carga e descarga, inibindo a formação de hidróxido de Mg e proporcionando uma cinética tanto de absorção quanto de dessorção do hidreto maior que sua correspondente liga base. A eletrodeposição de Pd nestas ligas, leva à um incremento adicional na estabilidade do eletrodo. / This work reports results of studies on the structure and electrochemical properties of hydrogen storage alloy electrodes, formed by Zr0,9Ti0,1Ni1,04Mn0,64V0,46 (AB2-type), prepared in arc furnace and processed by ball milling in the presence of Ni and/or LaNi4,7Sn0,3 powder additives. The Mg- Ni based alloys with and without incorporation of Ti and Pt, processed by mechanical alloying were also investigated. In this case, electrochemical deposition of palladium was carried out on the surface of Mg-Ni based alloy particles aiming at improving the alloy stability. The structure of all materials were characterized by energy dispersive X-ray (EDS) analyses, X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM). X-ray absorption spectroscopy (XAS) and transmission electron microscopy (TEM) were also employed for this purpose. Electrochemical studies involved measurements of the electrode polarization along the charge/discharge cycles and also monitoring total discharge capacity as a function of the cycle number. Reaction kinetics were investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements, conducted at different states of charge, temperatures and cycle numbers for the different metal hydride electrodes. It was found that the charge storage capacity increased very slowly along the initial charge/discharge cycles for the bare AB2 alloy, but a significant decrease of the activation time, due to a raise on the active area caused by the milling treatment was seen, independent of the additive nature. Electrochemical impedance showed similar reaction kinetics for different AB2 samples. The inclusion of small content of Pt in the Mg-Ni alloy leaded to a significant increase of the material stability for the charge/discharge cycles, probably because of a reduction in the corrosion processes. Consistently, the electrochemical coatings of Pd lead to a raise in the cycling stability of these alloys.

Le pouvoir thermoélectrique de cinq alliages amorphes a été étudié entre 4 et 300K. Les alliages étudiés sont les Metglas commercialement disponibles (précisément Metglas 2204, 2826, 2826A et 2605A). / The thermoelectric power of five amorphous metallic alloys have been measured between 4 and 300K. The alloys studied are the commercially available Metglas alloys (specifically Metglas 2204, 2826, 2826A, 2605 and 2605A).

La resistivité et le pouvoir thermoélectrique de deux séries d'alliages amorphes ont éte mesurés entre 4 et 300K. Létude a porté sur le MgZn et le CuZr, et dans les deux la plus vaste gamme de concentrations disponible pour ces materiaux amorphes. / The resistivity and thermopower of two series of amorphous alloys have been measured between 4 and 300K. The alloys studied are MgZn and CuZr, both in the largest concentration range available as amorphous materials.

Le pouvoir thermoélectrique de cinq alliages amorphes a été étudié entre 4 et 300K. Les alliages étudiés sont les Metglas commercialement disponibles (précisément Metglas 2204, 2826, 2826A et 2605A). / The thermoelectric power of five amorphous metallic alloys have been measured between 4 and 300K. The alloys studied are the commercially available Metglas alloys (specifically Metglas 2204, 2826, 2826A, 2605 and 2605A).

La resistivité et le pouvoir thermoélectrique de deux séries d'alliages amorphes ont éte mesurés entre 4 et 300K. Létude a porté sur le MgZn et le CuZr, et dans les deux la plus vaste gamme de concentrations disponible pour ces materiaux amorphes. / The resistivity and thermopower of two series of amorphous alloys have been measured between 4 and 300K. The alloys studied are MgZn and CuZr, both in the largest concentration range available as amorphous materials.

Nesta tese discorremos sobre crescimento e caracterização de filmes finos de carbeto de silício amorfo hidrogenado (a-Si1-xCx:H) crescidos por deposição química de vapor assistida por plasma (PECVD). Os filmes foram depositados a partir de misturas de silano, metano e hidrogênio, no regime de plasma faminto por silano. Amostras depositadas nessas condições possuem uma maior concentração de ligações Si-C, ou seja, melhor coordenação entre átomos de Si e C, com menor quantidade de ligações C-Hn e Si-H, apresentando um conteúdo de hidrogênio da ordem de 20 at.%, e baixa densidade de poros. Foram analisadas e correlacionadas diversas propriedades dos filmes depositados, explorando-se a potência de rf e a diluição da mistura gasosa em hidrogênio, de forma a melhorar a ordem química, estrutural e morfológica na fase sólida. A composição dos filmes foi determinada por retroespalhamento de Rutherford e espectrometria de recuo frontal. Enfatizou-se a análise dos diferentes tipos de ligações químicas existentes no material por espectrometria no infravermelho por transformada de Fourier, o estudo das propriedades estruturais por espectroscopia de absorção de raios X na borda K do silício, e das propriedades morfológicas analisando-se os perfis de espalhamento de raios X a baixo ângulo para diferentes ligas depositadas. Foram também realizadas medidas de dureza e de microscopia eletrônica para uma amostra estequiométrica, de forma a complementar os demais dados obtidos. Filmes estequiométricos depositados nessas condições apresentam entre 80 e 90% do total de suas ligações entre átomos de Si e C e dureza Vickers de 33 GPa. Tratamentos térmicos entre 600 ºC e 1000 ºC, realizados em atmosfera inerte de N2, mostraram que filmes stequiométricos são mais estáveis frente à absorção de oxigênio. / In this work we discuss the growth and characterization of amorphous hydrogenated silicon carbide thin films (a-Si1-xCx:H) deposited by plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). It was used a gaseous mixture of silane, methane and hydrogen, at the silane starving plasma regime. Samples grown at these conditions and with a very low silane flow have a larger concentration of Si-C bonds, that is, better coordination among Si and C atoms, with smaller amount of C-Hn and Si-H bonds, presenting a hydrogen content of about 20 at.%, and low density of pores. Material’s properties were correlated for the deposited films, exploring the rf power and hydrogen dilution of the gaseous mixture, aiming to improve the chemical, structural and morphological order in the solid phase. The composition of the films was determined by Rutherford backscattering and forward recoil spectrometry. The Fourier transform infrared spectrometry analysis studied the chemical bonding inside the material, X-ray absorption spectroscopy at the silicon K edge the structural properties in samples as-grown and after thermal annealing, and small angle X-ray scattering was used for the morphological characterization. The hardness was measured and transmission electron microscopy micrographs were taken for a stoichiometric sample, in order to complement the obtained data. Stoichiometric films presented a very high chemical order, having between 80 and 90% of their bonds formed by Si and C atoms and Vickers hardness of 33 GPa. Annealing processes between 600 ºC and 1000 ºC, performed in an inert N2 atmosphere, showed that stoichiometric films are more stable against oxygen absorption.

Neste trabalho foi feito um estudo das propriedades estruturais e eletroquímicas de eletrodos formados por pó de liga de hidreto metálico Zr0,9Ti0,1Ni1,04Mn0,64V0,46 (tipo AB2) preparadas em forno a arco e tratadas por moagem em moinho de bolas na presença de pó de Ni ou da liga LaNi4,7Sn0,3. Também foram estudadas ligas à base de Mg-Ni preparadas por moagem de alta energia, com e sem a inclusão de um terceiro elemento (Ti ou Pt). Neste último caso, foi realizada deposição eletroquímica para o revestimento da superfície da liga Mg-Ni com paládio. Os estudos nos dois sistemas foram conduzidos utilizando-se as técnicas de EDX (energia dispersiva de raios X), DRX (difração de raios X) e MEV (microscopia eletrônica de varredura) para a caracterização física dos materiais. Também foram realizados experimentos espectroscopia de absorção de raios X (XAS) e de microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os estudos eletroquímicos incluíram medidas da polarização dos eletrodos ao longo dos ciclos de carga/descarga, com o monitoramento da capacidade de descarga em função do número de ciclos. Medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica em diferentes estado de carga, temperaturas e números de ciclos foram realizadas nos eletrodos formados com as diferentes ligas. Foi observado que a capacidade de armazenamento de carga da liga AB2 sem tratamento, aumenta muito lentamente com o decorrer do número de ciclos de carga/descarga, enquanto que os eletrodos formados com essa mesma liga, porém submetida aos tratamentos superficiais pela moagem com os diferentes aditivos, apresentam ativação muito mais rápida. Pelas medidas de impedância eletroquímica, observou-se alta similaridade da cinética reacional nas várias amostras AB2 analisadas. A substituição parcial da liga MgNi pela Pt levou à uma maior estabilidade aos ciclos de carga e descarga, inibindo a formação de hidróxido de Mg e proporcionando uma cinética tanto de absorção quanto de dessorção do hidreto maior que sua correspondente liga base. A eletrodeposição de Pd nestas ligas, leva à um incremento adicional na estabilidade do eletrodo. / This work reports results of studies on the structure and electrochemical properties of hydrogen storage alloy electrodes, formed by Zr0,9Ti0,1Ni1,04Mn0,64V0,46 (AB2-type), prepared in arc furnace and processed by ball milling in the presence of Ni and/or LaNi4,7Sn0,3 powder additives. The Mg- Ni based alloys with and without incorporation of Ti and Pt, processed by mechanical alloying were also investigated. In this case, electrochemical deposition of palladium was carried out on the surface of Mg-Ni based alloy particles aiming at improving the alloy stability. The structure of all materials were characterized by energy dispersive X-ray (EDS) analyses, X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM). X-ray absorption spectroscopy (XAS) and transmission electron microscopy (TEM) were also employed for this purpose. Electrochemical studies involved measurements of the electrode polarization along the charge/discharge cycles and also monitoring total discharge capacity as a function of the cycle number. Reaction kinetics were investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements, conducted at different states of charge, temperatures and cycle numbers for the different metal hydride electrodes. It was found that the charge storage capacity increased very slowly along the initial charge/discharge cycles for the bare AB2 alloy, but a significant decrease of the activation time, due to a raise on the active area caused by the milling treatment was seen, independent of the additive nature. Electrochemical impedance showed similar reaction kinetics for different AB2 samples. The inclusion of small content of Pt in the Mg-Ni alloy leaded to a significant increase of the material stability for the charge/discharge cycles, probably because of a reduction in the corrosion processes. Consistently, the electrochemical coatings of Pd lead to a raise in the cycling stability of these alloys.

Apresentaremos uma série de estudos realizados sobre o tema anisotropias magnéticas induzidas (Kind) em 1igas amorfas. Foram usados vários tipos de tratamentos térmico, com o objetivo de obtermos uma visão amp1a do assunto. A análise teórica dos dados de Kind e de \"after-effect\" magnético (MAE) foi feita com um modelo baseado em sistemas de dois níveis (TLS). A partir da análise dos dados experimentais obtém-se um largo espectro de energias de ativação. Estas energias estão relacionadas aos tempos de re1axação, através da equação de Arrhenius: = 0 exp (E/kT), onde o pré-fator 0 é da ordem do inverso da frequência de Debye. Construiu-se um forno para tratamentos térmicos em ligas amorfas, que opera em um eletroimã de 6 kOe e desenvolveu-se os programas para análise de dados experimentais. Essas facilidades, associadas ao traçador de curvas de histerese, permitiram os seguintes estudos de anisotropias induzidas em ligas amorfas ferromagnéticas: 1. Estudo da cinética de indução de anisotropia por tratamentos térmicos na faixa de temperatura de 190 a 250 °C, para fitas amorfas \"as cast\" de composição C070.4Fe4.6 Si15B10. Com o modelo TLS pode-se obter o espectro de energias de ativação, que se apresentou na faixa de energia de 1.50 a 1.85eV, com 0 = 1.6 x 10-13s. 2. Realizou-se também o estudo da indução de anisotropia na presença de um campo magnético de 5 kOe, para amostras pré-tratadas a 400 °C por 10 minutos. Estas são de composição Co77-X Mnx Si14 B9, com X = 2 e 6 e foram submetidas a tratamentos isotérmicos a temperaturas entre 240 e 325 °C. Neste caso pode-se verificar que para as duas composiQ6es 0 pré-fator é maior ( 10-8S). Quanto ao espectro de energias de ativação, em ambos os casos, apresenta-se na faixa de energias de 1.10 a 1.55 eV. 3.Outro experimento, neste caso com amostras de composição Co67Fe4Mo1Si12B16 consistiu na aplicação, à temperatura ambiente, de tensão mecânica ( 800 MPa) na fita, enquanto se monitorava a energia de anisotropia magnética. Pudemos então observar uma variação continua dessa propriedade e posteriormente uma recuperação completa da condição inicial, com a remoção da tensão aplicada, mostrando um processo de caráter anelástico. Procuramos estudar os efeitos de tensões mecânicas sobre as propriedades magnéticas de amostras com composição Co67Fe4Mo1Si12B16. Duas linhas de trabalho foram adotadas: 4) Numa olhou-se para a isotropia induzida em amostras pré-tratadas, quando submetidas a tratamentos térmicos na faixa de temperatura de 200 a 400 °C, sob tensão mecânica de 500 MPa e posteriormente na ausência de tensão. A partir desses ensaios foi possível se separar uma componente plástica e outra anelástica na anisotropia induzida. 5) Noutra, obteve-se o comportamento do MAE, para amostras com e sem tensão mecânica aplicada, no intervalo de 300 a 500 K. Os resultados obtidos demonstram a não existência de efeitos plásticos ou anelásticos nas energias de ativação dos processos envolvidos no \"after-effect\". Por outro lado verificamos uma grande alteração na intensidade do MAE, devido à tensão. / In this thesis we will present a series of studies related to induced magnetic anisotropies (Kind) in amorphous alloys. In order to get a more general view of this theme, we used several different kinds of annealings. The theoretical analysis of the data of Kind and magnetic after-effect (MAE) was performed using a model based on two-level systems (TLS). From the analysis of the experimental data we get a large actiyation energy spectrum. These energies are related to the relaxation times, through the Arrheniu \'s expression: = 0 exp(E/kT), where the pre-factor 0 is of the order of the inverse of the Debye frequency . We constructed a furnace for thermal annealing of the amorphous alloys, which operates within an electromagnet producing 6 kOe. We also wrote, the computer programs for the analysis of the experimental data. These facilities, together with the hysteresis loop tracer permitted the followings studies of the induced anisotropies in amorphous alloys: 1) A study of the kinetics of the induced anisotropy by annealing in the temperature range from 190 to 250 °C, in as cast amorphous ribbons of composition Co70.4Fe4.6Si15B10. Using the TLS model we obtained the activation energy spectrum. It presents two peaks in the energy range from 1.50 to 1.85eV and a pre-factor 0= 1.6x10-13 s. 2) Using a 5 KOe magnetic field we studied the effects of a Field annealing treatment in samples pre-annealed at 400 °C for 10 minutes. The isothermal annealings were made in Co70-XMnXSi14B9 with x = 2 and 6, in the temperature range from 240 to 325 °C. In this case we observed for these two compositions a larger pre-factor ( 10-8s) than before. The activation-energy spectra, for the both composition, are found in the energy range from 1.10 to 1.55eV. 3) Another experiment was done using samples of Co67Fe4Mo1Si12B16. We applied a tensile stress (800MPa) to the ribbon and measured the magnetic anisotropy energy. We observed a continuous variation of this energy and, after removal of the stress, the sample recuperated its initial condition, showing a process characteristically anelastic. We studied the effects of mechanic stress on the magnetic properties of samples of composition Co67Fe4Mo1Si12B16. We worked in two directions: 4) We studied the induced anisotropy in pre-annealed samples, submitted to annealing in the range from 200 to 400 °C, under a tensile stress of 500MPa and without applied stress. From these resul ts we can separate a plastic and an anelastic component in the induced anisotropy. 5) In other, we studied the behavior of the MAE, for samples with and with and without applied tensile stress, in the range from 300 to 500 K. The results obtained show neither plastic nor anelastic effects on the activation energies of the processes involved in the MAE. On the other h~nd we can see a strong alteration in the intensity of the MAE, due the stress.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-04T20:26:12Z No. of bitstreams: 1 ALANA PEREIRA RAMOS - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 2592489 bytes, checksum: 5e82ab454a76e1050981da9019ce8fec (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-04T20:26:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALANA PEREIRA RAMOS - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 2592489 bytes, checksum: 5e82ab454a76e1050981da9019ce8fec (MD5) Previous issue date: 2017-08-07 / As ligas ternárias de Ti-Cu-Ni com memória de forma são conhecidas por apresentarem transformação de fase característica e propriedades semelhantes às ligas binárias Ti–Ni. Estudos realizados com ligas ricas em cobre mostraram que a adição de cobre nas ligas de Ti-Ni reduz a histerese de resposta do efeito de memória de forma e aumenta a TFA (tendência de formação de fase amorfa) ainda pouco estudada com altas porcentagens de cobre. Diante disso, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da velocidade de resfriamento nas temperaturas de transformação e na tendência de amorfização em fitas de Ti-CuNi resfriadas rapidamente. Para tanto, foram produzidas duas fitas Ti01 (Ti 43,5 Cu 37,8 Ni 18,7) e Ti02 (Ti 58,4 Cu 25,6 Ni 16,0) pelo processo melt spinning, variando-se a velocidade linear da roda em 21 m/s e 63 m/s. As amostras foram caracterizadas utilizando-se técnicas DSC, DR-X, RET e MO. Após essa caracterização pode-se afirmar que a técnica de melt spinning permite a produção de fitas muito finas, da ordem de micrômetros, em apenas uma etapa de processamento, assim como também foi possível a produção de fitas amorfas, do sistema Ti-Cu-Ni, sem nenhuma fase cristalina como observado na fita Ti01 e Ti 02 obtidas com velocidade linear de 63m/s. O tratamento térmico foi suficiente para remover todos os defeitos produzidos pelo processo de solidificação rápida e produzir um rápido crescimento de grão, favorecendo o aumento das temperaturas de transformação martensíticas e austeníticas. / Ternary alloys with shape memory Ti-Cu-Ni are known to submit a characteristic phase transformation and properties similar to the and Ti-Ni binary alloy . Studies with rich-copper alloys showed that the addition of copper in alloys Ti-Ni reduces the hysteresis response of the shape memory effect and increases the TFA (tendency to form amorphous phase) still little studied with high percentages of copper. Thus, this study aimed to evaluate the influence of cooling rate on the transformation temperatures and on the tendency of Cu-Ni-Ti ribbons rapidly solidified. Therefore, two ribbons TI01 (Ti 43.5 Cu 37.8 Ni 18.7) and Ti02 (Ti 58.4 Cu 25.6 Ni 16.0) were produced by melt spinning process, varying the wheel linear velocity 21 m/s and 63 m/s. The samples were characterized using DSC, X-DR, RET and MO and techniques. Melt spinning technique allows the production of very thin ribbons of the order of microns, in one processing step, as it was also possible to produce amorphous ribbons, the system Ti-Cu-Ni, without crystalline phase as observed in TI01 and 02 Ti02 with linear velocity of 63m/s. The heat treatment was sufficient to remove all defects produced by rapid solidification process and produce a rapid grain growth, favoring the increase of temperatures of martensitic and austenitic transformation.