Orientadores: Ioshiaki Doi, Daltro Garcia Pinatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-14T03:17:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baldan_CarlosAlberto_M.pdf: 38244082 bytes, checksum: 7699b21cfd42e47a0047601c033fac98 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: A utilização crescente de magnetos supercondutores nos diversos setores, desde a medicina, transporte, energia, extração mineral e até fusão nuclear, demonstra a importância desta tecnologia para uso presente e futuro. Os capítulos iniciais resumem o estado da arte dos pro cessos de fabricação de fios supercondutores, suas propriedades mecânicas, características básicas e ainda apresentam as técnicas que estão sendo utilizadas para produção deste material no país. As técnicas de dimensionamento elétrico/mecânico, seguem os critérios mais avançados para projeto e construção de mag netos supercondutores na faixa de 7 ~ 10T para NbTi e 12 ~ l4T para Nb3Sn. Nestes tópicos também são apresentados os cálculos detalhados das tensões mecânicas devido ao enrolamento, resfriamento e energização. Foram projetados e construídos dois magnetos supercondutores de NbTi para 6,5T e 7T, sendo que este último com ênfase ao cálculo de esforço mecânico elevado, devido sua forma construtiva e características necessárias a sua utilização em separação magnética de minérios. Para o magneto supercondutor de l2T (Nb3Sn + NbTi) , e_ te trabalho apresenta seu dimensionamento completo, sendo que,sua construção e teste serão objeto de tese de doutoramento, devido sua complexidade de construção / Abstract: The increasing use of superconducting magnets in several sectors such as medicine, transport, energy, or extraction and even nuclear fusion, demonstrates the importance of this technology for present and future'applications. The initial chapters summarize the state of the art of superconducting wires manufacturing processes, their mechanical properties and basic characteristics. They present as well the techniques currently employed for production of this material in Brazil. The techniques for electric and mechanical design adopt the most advanced criteria for the manufacture of superconducting magnets in the range of 7 _ lOT for NbTi and 12 _ 14T for Nb3Sn. In these topics are also displayed detailed calculations of mechanical tensions due to winding, cooling and energizing. Two NbTi superconducting magnets for 6,5T and 7T were designed and constructed, being emphasized in the latter the calculation of high mechanical efforts owving to its way of construction and the characteristics necessary for its utilization in magnetic separation of ores. This work presents a complete calculation program for the 12T (Nb3Sn + NbTi) superconducting magnet. However, its construction and test will be the object of a Ph.D. thesis, by virtue of its complexity / Mestrado / Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-07-17T19:48:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_ObtençãoNanocompósitosForma.pdf: 7430806 bytes, checksum: 070da0f0ebdd2a474ee2b066590fb71b (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-07-18T17:55:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_ObtençãoNanocompósitosForma.pdf: 7430806 bytes, checksum: 070da0f0ebdd2a474ee2b066590fb71b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-18T17:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) TESE_ObtençãoNanocompósitosForma.pdf: 7430806 bytes, checksum: 070da0f0ebdd2a474ee2b066590fb71b (MD5) Previous issue date: 2014 / A despeito do êxito clínico dos magnetos na movimentação ortodôntica é relevante inibir através de um revestimento seguro o processo corrosivo decorrente das interações do meio bucal com os materiais magnéticos. Buscou-se neste estudo a obtenção de filmes finos obtidos pelo processo sol-gel a partir de soluções alcoólicas contendo isopropóxido de titânio (IV) como precursor do TiO2 e AgNO3 como precursor da prata metálica além do ácido metacrílico (AMA). Almejou-se com os filmes finos, uma melhor perfomance anticorrosiva dos magnetos NdFeB em ambiente ácido simulando o meio bucal. No sol formado foi empregada uma luz ultravioleta (UV-C) para promover a redução dos íons (Ag+ - Ago) com a finalidade antibacteriana do filme Ag/TiO2. Os filmes foram confeccionados pelo método dip-coating variando de 1 a 4 camadas e em seguida tratados termicamente a diferentes temperaturas. Para selecionar a solução mais apropriada a ser depositada na superfície dos substratos magnéticos, testou-se previamente os nanocompósitos híbridos Ag/TiO2, Ag/TiO2/AMA e TiO2/AMA depositados sobre lâminas de aço austenítico da série 316L e também sobre os magnetos NdFeB. Os filmes finos obtidos foram analisados com o auxílio de técnicas de microscopia de alta resolução que forneceram informações composicionais (EDS), morfológicas, topográficas e espessura do filme fino (MEV e microscopia de força atômica) e sobre a cristalinidade dos mesmos (difração de raios X). Foram realizados testes de resistência mecânica do filme TiO2/AMA por meio de nanoindentação. A eficácia anticorrosiva dos filmes finos TiO2/AMA depositados sobre os magnetos NdFeB foi testada analisando o comportamento do campo magnético das amostras e a microestrutura após a imersão dos mesmos em solução de ácido lático 1% por um período amostral de 70 dias. Empregou-se um teste estatístico ANOVA para avaliar a variação das médias dos mesmos. Os resultados mostraram que os magnetos revestidos em TiO2/AMA praticamente não sofreram corrosão, quando comparados com o controle, podendo os mesmos serem empregados na clínica ortodôntica para a movimentação dentária. No caso clínico ortodôntico relatado, os magnetos revestidos em TiO2/AMA, mostraram-se eficientes na geração de forças ortodônticas, bem como uma eficiência anticorrosiva corroborando as análises in vitro. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Despite the clinical success of the magnets in orthodontic movement is relevant inhibit via a secure coating the corrosion process resulting from interactions of the oral environment with magnetic materials. In this study we attempted to obtain thin films obtained by the sol-gel process from alcoholic solutions containing titanium isopropoxide (IV) as the precursor of TiO2 and AgNO3 as silver metal precursor addition of methacrylic acid (AMA). Craved with thin films, better corrosion performance of NdFeB magnets in acidic environment simulating the oral environment. In the formed sol was used an ultraviolet light (UV-C) to promote the reduction of ions (Ag + - Aug) for the purpose of antibacterial film Ag/TiO2. The films were prepared by the dip-coating method ranging from 1 to 4 layers and then heat treated at different temperatures. To select the most appropriate solution to be deposited on the surface of the magnetic substrates, we tested previously Ag/TiO2 hybrid nanocomposites, Ag/TiO2/AMA TiO2/AMA and deposited on 316L austenitic steel series and also on the NdFeB magnets. The thin films were analyzed with the aid of microscopy techniques that provide high resolution information compositional (EDS), morphology, topography and thickness of thin film (SEM and atomic force microscopy) and the crystallinity of the same (ray diffraction X). Tests of mechanical strength of the film TiO2/AMA by nanoindentation. Later the thin film Ag/TiO2 was tested for its antibacterial and anticorrosive simultaneously. The effectiveness of corrosion TiO2/AMA thin films deposited on the NdFeB magnet was tested by analyzing the behavior of the magnetic field of the samples after soaking in solution of the same lactic acid 1% for a sample period of 70 days. Employed is an ANOVA to assess the variation of the averages of them. The results showed that the magnets coated TiO2/AMA hardly undergo corrosion when compared with the control, the same may be employed in orthodontic treatment for tooth movement. In orthodontic clinical case reported, the magnets coated in TiO2/AMA, were effective in generating orthodontic forces, as well as an anticorrosive efficiency corroborating the in vitro assays.

Orientador: Gunther Zerweck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T21:09:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_OscarFerreirade_M.pdf: 1736388 bytes, checksum: c2add3e0ff9b34264feddea558bfb3ec (MD5) Previous issue date: 1977 / Resumo: Medidas de curvas de magnetização e susceptibilidade diferencial em pequenos lupos de histerese ( Hc1 < H < Hc2 ) foram efetuadas, em amostras cilindricas de monocristal de Nb, para três estados diferentes de deformação plástica ( e = 0.0, 0.05, 0.12 ), em temperaturas entre 3.0 e 6.0 K. Gráficos da distribuição interna de campo são obtidos a partir das curvas de susceptibilidade diferencial. A influência da "história magnética" ( maneira de estabelecer o campo externo ) foi observada, produzindo variacões de até 4 vezes no valor da força de pinning volumétrica. Também confirmamos a influência da deformação plástica no aumento da força de pinning / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Magnetos de Nd-Fe-B produzidos por metalurgia do pó são altamente susceptíveis à corrosão devido à porosidade intrínseca e à sua microestrutura complexa. Por outro lado, tais ímãs apresentam excelentes propriedades magnéticas tendo por isso várias aplicações. Na área nuclear, os ímãs permanentes à base de terras raras-metais de transição-boro (Nd-Fe-B) são utilizados na fabricação de suportes magnéticos (levitação magnética) para ultra-centrífugas utilizadas no enriquecimento isotópico do urânio natural de utilização em reatores nucleares. Em Odontologia são utilizados para fixar próteses totais e parciais sobre implantes, em Ortodontia, para corrigir maloclusões e fazer movimentações dentárias e em Cirurgia buco-maxilo-facial para fixar próteses de grandes defeitos da face. Em equipamentos eletrônicos, os magnetos são utilizados em balanças, cadeados, motores elétricos e principalmente na confecção de discos rígidos de computadores.Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de corrosão do magneto e testar tratamentos superficiais a fim de substituir principalmente os tratamentos com cromato que hoje em dia não estão sendo mais utilizados principalmente devido à sua toxicidade e altos custos dos tratamentos dos resíduos. A avaliação da resistência à corrosão foi feita através da análise de curvas de polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, medidas de potencial de corrosão versus tempo e microscopia eletrônica de varredura a fim de associar a microestrutura ao comportamento de corrosão apresentado pelas amostras. Os resultados obtidos mostram que estes magnetos são altamente susceptíveis à corrosão e esta ocorre preferencialmente na fase rica em Nd, localizada nos contornos da fase matriz e magnética (). Tratamentos para proteção da superfície com revestimento de silano, revestimento de conversão de cério, moléculas auto-organizáveis (SAM), Cr hexavalente, fosfato tricatiônico seguido por passivação em solução de trióxido de cromo, e revestimento de fosfato obtido por imersão por 24 h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) seguido de imersão em solução de sulfato de zinco não melhoraram a resistência à corrosão do magneto. Dentre os tratamentos utilizados, o de fosfatização por 24h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) foi muito superior, conferindo maior proteção contra corrosão quando comparado com os outros tipos de tratamentos testados. ABSTRACT Nd-Fe-B magnets produced by powder metallurgy are highly susceptible to corrosion due to their complex microstructure and intrinsic porosity due to their fabrication process. Moreover, these magnets have excellent magnetic properties and find many applications. In the nuclear area, permanent magnets based on rare earth transition-iron-boron (Ne-Fe-B) are used in the manufacture of magnetic media (magnetic levitation) for ultra-centrifuges used for isotopic enrichment of uranium employed in nuclear reactors. In dentistry these types of magnets are used to fix total and partial prostheses on implants; in orthodontics to correct dental malocclusion and make moves; in buco-maxillo-facial surgery for setting facial prostheses of large defects of the face. In electronic equipment, they are used in scales, locks, electric motors and particularly in the manufacturing of hard drives of computers. The objective of this study is to evaluate the corrosion resistance of the magnet tested and surface treatments that could replace chromating that generates toxic residues and present high cost of processing waste with treatments that are environmentally friendly. The evaluation / Nd-Fe-B magnets produced by powder metallurgy are highly susceptible to corrosion due to their complex microstructure and intrinsic porosity due to their fabrication process. Moreover, these magnets have excellent magnetic properties and find many applications. In the nuclear area, permanent magnets based on rare earth transition-iron-boron (Ne-Fe-B) are used in the manufacture of magnetic media (magnetic levitation) for ultra-centrifuges used for isotopic enrichment of uranium employed in nuclear reactors. In dentistry these types of magnets are used to fix total and partial prostheses on implants; in orthodontics to correct dental malocclusion and make moves; in buco-maxillo-facial surgery for setting facial prostheses of large defects of the face. In electronic equipment, they are used in scales, locks, electric motors and particularly in the manufacturing of hard drives of computers. The objective of this study is to evaluate the corrosion resistance of the magnet tested and surface treatments that could replace chromating that generates toxic residues and present high cost of processing waste with treatments that are environmentally friendly. The evaluation of the corrosion resistance was carried out through the analysis potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy, monitoring of corrosion potential as a function of test time and scanning electron microscopy to try to correlate the magnet microstructure with its corrosion resistance. The results show that these magnets are highly susceptible to corrosion that occurs preferentially in the Nd-rich phase, located in the boundaries of the magnetic matrix phase (). Treatment with silane, cerium, sam, Cr 6+, tricationic phosphate followed by bath of chromium trioxide and in NaH2PO4 solution for 24 hours followed by bath of zinc sulphate did not improve the corrosion resistance of the magnet. Among the treatments used, immersion in NaH2PO4 solution for 24 hours pH=3.8 was the one that provided the best corrosion protection against corrosion, when compared with the other types of tested treatments.

Magnetos de Nd-Fe-B produzidos por metalurgia do pó são altamente susceptíveis à corrosão devido à porosidade intrínseca e à sua microestrutura complexa. Por outro lado, tais ímãs apresentam excelentes propriedades magnéticas tendo por isso várias aplicações. Na área nuclear, os ímãs permanentes à base de terras raras-metais de transição-boro (Nd-Fe-B) são utilizados na fabricação de suportes magnéticos (levitação magnética) para ultra-centrífugas utilizadas no enriquecimento isotópico do urânio natural de utilização em reatores nucleares. Em Odontologia são utilizados para fixar próteses totais e parciais sobre implantes, em Ortodontia, para corrigir maloclusões e fazer movimentações dentárias e em Cirurgia buco-maxilo-facial para fixar próteses de grandes defeitos da face. Em equipamentos eletrônicos, os magnetos são utilizados em balanças, cadeados, motores elétricos e principalmente na confecção de discos rígidos de computadores.Diante disso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento de corrosão do magneto e testar tratamentos superficiais a fim de substituir principalmente os tratamentos com cromato que hoje em dia não estão sendo mais utilizados principalmente devido à sua toxicidade e altos custos dos tratamentos dos resíduos. A avaliação da resistência à corrosão foi feita através da análise de curvas de polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, medidas de potencial de corrosão versus tempo e microscopia eletrônica de varredura a fim de associar a microestrutura ao comportamento de corrosão apresentado pelas amostras. Os resultados obtidos mostram que estes magnetos são altamente susceptíveis à corrosão e esta ocorre preferencialmente na fase rica em Nd, localizada nos contornos da fase matriz e magnética (). Tratamentos para proteção da superfície com revestimento de silano, revestimento de conversão de cério, moléculas auto-organizáveis (SAM), Cr hexavalente, fosfato tricatiônico seguido por passivação em solução de trióxido de cromo, e revestimento de fosfato obtido por imersão por 24 h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) seguido de imersão em solução de sulfato de zinco não melhoraram a resistência à corrosão do magneto. Dentre os tratamentos utilizados, o de fosfatização por 24h em solução de NaH2PO4 (pH= 3,8) foi muito superior, conferindo maior proteção contra corrosão quando comparado com os outros tipos de tratamentos testados. ABSTRACT Nd-Fe-B magnets produced by powder metallurgy are highly susceptible to corrosion due to their complex microstructure and intrinsic porosity due to their fabrication process. Moreover, these magnets have excellent magnetic properties and find many applications. In the nuclear area, permanent magnets based on rare earth transition-iron-boron (Ne-Fe-B) are used in the manufacture of magnetic media (magnetic levitation) for ultra-centrifuges used for isotopic enrichment of uranium employed in nuclear reactors. In dentistry these types of magnets are used to fix total and partial prostheses on implants; in orthodontics to correct dental malocclusion and make moves; in buco-maxillo-facial surgery for setting facial prostheses of large defects of the face. In electronic equipment, they are used in scales, locks, electric motors and particularly in the manufacturing of hard drives of computers. The objective of this study is to evaluate the corrosion resistance of the magnet tested and surface treatments that could replace chromating that generates toxic residues and present high cost of processing waste with treatments that are environmentally friendly. The evaluation / Nd-Fe-B magnets produced by powder metallurgy are highly susceptible to corrosion due to their complex microstructure and intrinsic porosity due to their fabrication process. Moreover, these magnets have excellent magnetic properties and find many applications. In the nuclear area, permanent magnets based on rare earth transition-iron-boron (Ne-Fe-B) are used in the manufacture of magnetic media (magnetic levitation) for ultra-centrifuges used for isotopic enrichment of uranium employed in nuclear reactors. In dentistry these types of magnets are used to fix total and partial prostheses on implants; in orthodontics to correct dental malocclusion and make moves; in buco-maxillo-facial surgery for setting facial prostheses of large defects of the face. In electronic equipment, they are used in scales, locks, electric motors and particularly in the manufacturing of hard drives of computers. The objective of this study is to evaluate the corrosion resistance of the magnet tested and surface treatments that could replace chromating that generates toxic residues and present high cost of processing waste with treatments that are environmentally friendly. The evaluation of the corrosion resistance was carried out through the analysis potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy, monitoring of corrosion potential as a function of test time and scanning electron microscopy to try to correlate the magnet microstructure with its corrosion resistance. The results show that these magnets are highly susceptible to corrosion that occurs preferentially in the Nd-rich phase, located in the boundaries of the magnetic matrix phase (). Treatment with silane, cerium, sam, Cr 6+, tricationic phosphate followed by bath of chromium trioxide and in NaH2PO4 solution for 24 hours followed by bath of zinc sulphate did not improve the corrosion resistance of the magnet. Among the treatments used, immersion in NaH2PO4 solution for 24 hours pH=3.8 was the one that provided the best corrosion protection against corrosion, when compared with the other types of tested treatments.

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho, Daltro Garcia Pinatti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T02:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baldan_CarlosAlberto_D.pdf: 15371803 bytes, checksum: 54d985a2c73243a46d0c208894723234 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Os magnetos supercondutores permitem a geração de alto campos magnéticos com reduzido volume de enrolamento, utilizando fios supercondutores de Nb3Sn e NbTi operando com densidade de corrente superior a 1 ,5x 1 08 Nm2 na temperatura de hélio líquido (4,2 K). Para manter estas propriedades supercondutoras, de resistência nula a passagem de corrente elétrica, os materiais devem suportar os esforços e deformações mecânicas durante o enrolamento, resfriamento e energização. Os dimensionamentos elétrico e mecânico foram detalhados para dois enrolamentos concêntricos, associados em série, para gerar uma indução magnética de 12T na região central. Todo o processo construtivo do magneto, inclusive o desenvolvimento de materiais e equipamentos para o enrolamento, tratamento térmico de difusão (Nb3Sn), resinamento com epóxi em vácuo seguido de pressurização são apresentados. Diversos circuitos de proteção, visando dissipar a energia magnética armazenada de 370kJ, foram simulados e testados a fim de proteger a fonte de alimentação e o magneto. Após os ensaios de desempenho, os resultados foram comparados com o dimensionamento realizado e com outros disponíveis na literatura. As etapas de projeto e construção de magnetos para geração de alta indução magnética foram desenvolvidas com sucesso / Abstract: Superconducting magnets based on metallic superconducting wires (NbTi and Nb3Sn) are used to generate high magnetic fields in a compact winding without Joule heating by applying current density above 1.5x 108 A/m2 at liquid helium temperature (4.2 K). In order to sustain high currents without heat dissipation structural and electrical materiaIs must withstand strong mechanical efforts which arises from winding, heat treatment, cooling down to operating temperature and electrical current charging processes. The electrical and mechanical ca1culations are done for two concentric windings connected in series aiming to generate 12 T magnetic induction in a cylindrical bore region. The construction steps inc1uding the materiaIs and equipment development needed for winding, Nb3Sn formation heat treatment, and vacuumlpressure impregnation of epoxy resin are presented along with protection circuit analysis, simulation, and testing. The experimental results are compared with the designed values as well as those available in the literature. It was developed successfully the design and construction scheme to build high magnetic field magnets / Doutorado / Energia Eletrica / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8040_1.pdf: 1356225 bytes, checksum: 102f2a0a220b971a269f68419cf93313 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2002 / No presente trabalho apresentaremos um estudo das propriedades magnéticas de três sistemas: manganitas, fitas amorfas e bicamadas com anisotropia unidirecional. Foi dado enfoque ao efeito da desordem magnética nesses sistemas. Todas as medidas de magnetização foram feitas em um magnetômetro SQUID desenvolvido durante o período da tese. Estudamos várias amostras de manganitas, do tipo filme e espessas. Essas amostras apresentam o efeito de magneto-resistência colossal. As propriedades de transporte foram ajustadas usando o modelo dos canais de condução. As medidas na amostra dopada com Ho apresentaram um comportamento peculiar com um mínimo na resistência em baixas temperaturas. Esse mínimo foi associado ao espalhamento eletrônico em duas dimensões. Além desse mínimo, encontramos efeitos de termoremanência, histerese e irreversibilidade na resistência. A partir das medidas magnéticas foram levantados diagramas de fase que demonstraram comportamento do tipo vidro de spin. As propriedades em baixas temperaturas foram associadas a espalhamento eletrônico por paredes de domínios e a mistura de fases magnéticas. Também foi utilizado um modelo de transporte bidimensional para explicar a existência do mínimo na resistência. O segundo sistema estudado foi a fita amorfa Co70,4Fe4,6Si10B15. Nesse tema, o estudo da magnetoimpedância-gigante foi estendido até freqüências na faixa de microondas, e mostrada sua equivalência com a ressonância ferromagnética. Por fim, foi feito um estudo das propriedades magnéticas em filmes compostos de uma camada ferromagnética e outra antiferromagnética. Estes filmes apresentam anisotropia unidirecional com o ciclo de histerese deslocado. Os resultados demonstraram efeitos de desordem magnética com propriedades tanto do tipo vidro de spin quanto de campo aleatório. Pela primeira vez esses dois tipos de comportamentos foram encontrados em um único sistema. Os resultados foram comparados com simulações utilizando formalismo de campo médio, aplicado a um modelo de bicamadas com rugosidade. Obtendo-se portanto a evidência definitiva que a rugosidade na interface é fonte de desordem magnética nesses sistemas

Orientador: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Banca: Claudio José Magon / Banca: Augusto Batagin Neto / Banca: Luis Vicente de Andrade Scalvi / Banca: José Humberto Dias da Silva / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividade de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Materiais e dispositivos baseados em compostos orgânicos desempenham um importante papel em diversas áreas da aplicação tecnológica devido às suas interessantes propriedades eletro-magneto-ópticas, adicionadas às suas características mecânicas únicas, facilidade de processamento, versatilidade de síntese e baixo custo relativo. Apesar do proeminente campo de aplicação destes materiais, muitos aspectos associados às sua ciência básica são ainda pouco compreendidos. Nesse cenário destaca-se o fenômeno de Magnetoresistência Orgânica (OMAR, da sigla em inglês). Tal fenômeno encontra-se associado a variações significativas da condutividade elétrica de dispositivos orgânicos induzidas por pequenos campos magnéticos externos em temperatura ambiente e tem sido observado em diversificados materiais poliméricos e moleculares. No presente trabalho avaliou-se o fenômeno de OMAR apresentando por um Diodo Emissor de Luz baseado na molécula de Alq3-. Medidas de Espectroscopia de Impedância Elétrica na presença de um Campo Magnético estático externo (EIE-CM) foram realizadas sobre o referido dispositivo para diferentes temperaturas. Métodos diferenciados de aquisição e manipulação de dados foram empregados a fim de remover a dependência temporal dos sinais tipicamente observados. Os seguintes Efeitos do Campo Magnético (MFE, da sigla em inglês) foram observados sobre a resposta elétrica do dispositivo: (i) redução de cerca de 1% na resistência, efeito praticamente constante para todo o espectro de frequência e; (ii) variações significativas na capacitância, com intensificação do efeito de Capacitância Negativa em baixas frequências. Como suporte para a interpretação dos resultados experimentais foram realizadas simulações empregando-se duas abordagens: Circuitos Equivalentes e Análise de perturbações de pequenos sinais (em inglês, Small Signal Analisys) via soluções numéricas das equações... / Abstract: Materials and devices based on organic compounds play and important role in various technological applications, mainly due to their interesting electrical-magneto-optical properties combined with their unique mechanical properties, easy processing, versatility of synthesis and relatively low cost. Despite the prominent application field of these materials many aspects associated with their basic science are still not well understood. in this context the Organic Magnetorresstance phenomenon (OMAR) deserves to be highlighted. This phenomenon is associated with significant changes in the electrical conductivity of organic devices induced by the presence of small external magnetic fields at room temperature, being observed in various polymeric and molecular materials. In this study we have investigated the OMAR phenomenon in Alq3-based OLEDs. Electrical impedance spectroscopy tehcnique in the presence of an external static magnetic field (EIS-MF) was employed in the experiments; distinct tempertures were considered. Differentiated methods of acquisition and data manipulation were employed to remove te typically observed signal time dependence. The following magnetic field effects (MFE) were observed on the electrical response of the device: (i) a constant reduction of around 1% in the resistance over the entire frequency spectrum and; (ii) significant changes in the capacitance followed by an intensification of the negative capacitance effect at low frequencies. Simulations employing two different approaches were carried out for the interpretation of the experimental results: (i) Equivalent Circuits and (ii) Small Signal Analysis via numerical solutions of the Boltzmann transport equations by Drift-Diffusion approach. The results suggest that the observed MFE can be associated with an increase in the effective mobility of the charge carriers and a reduction in the biomolecular rate in the device. The results were interpreted in terms of... / Doutor

O composto magnético geometricamente frustrado Gd2Ti2O7 da família dos pirocloros apresenta um comportamento bastante interessante, sendo que a natureza da fase magnética em baixas temperaturas se encontra ainda sob intenso debate. Este material entra em um estado antiferromagnético parcialmente ordenado à temperatura T1N ~ 1 K, apresentando outra transição de fase em T2N ~ 0.7 K. Neste trabalho é investigada a física de baixas temperaturas de amostras de Gd2Ti2O7 com defeitos estruturais tais como vacâncias de oxigênio e diluição de ítrio. Amostras policristalinas com composição Gd2Ti2O7 e Gd2-xYxTi2O7 foram sintetizadas em diferentes condições por uma rota alternativa conhecida como método sol-gel. O refinamento de um modelo para os dados de difração de raios X mostra que vacâncias de oxigênio são os principais defeitos estruturais neste material. As vacâncias de oxigênio resultam numa ligeira diminuição de T1N e numa redução da magnetização de saturação. A diluição da rede com ítrio leva a uma clara diminuição de T1N e da temperatura de Curie-Weiss. Medidas de calor específico evidenciaram as duas transições T1N e T2N no composto com menor grau de vacâncias de oxigênio. A análise da contribuição magnética ao calor específico Cm em baixas temperaturas, 0.39 K < T < 0.68 K, revelou um comportamento proporcional a T^2 previamente discutido na literatura. Entretanto, verificamos que uma dependência T^3, usualmente encontrada em antiferromagnetos convencionais, descreve igualmente bem nossos dados experimentais resultando em uma velocidade de magnons consistente com a apresentada por outros pirocloros. / The geometrically frustrated compound Gd2Ti2O7 of the pyrochlore family displays such an interesting behaviour that the nature of the ordered magnetic phase at low temperatures is still under intense discussion. This material enters in a partially ordered magnetic state at a temperature T1N ~ 1 K, and there is another phase transition at T2N ~ 0.7 K. In this thesis we study the low temperature physics of Gd2Ti2O7 with structural defects such as oxygen vacancies and yttrium dilution. Polycrystalline samples of Gd2Ti2O7 and Gd2-xYxTi2O7 were synthesized in different conditions by an alternative route known as the sol-gel method. The refinement of a model for the X-ray diffraction data reveal that the oxygen vacancies are the leading defects in this material. The oxygen vacancies result in a slight decrease of T1N and in a reduction of the saturation magnetization. The yttrium dilution of the lattice leads to a clear reduction of T1N and of the Curie-Weiss temperature. Specific heat measurements display both transitions T1N and T2N in the compound with lower degree of oxygen vacancies. The analysis of the magnetic contribution to the specific heat Cm at low temperatures, 0.39 K < T < 0.68 K, reveals a behaviour proportional to T^2 previously discussed in the literature. However, we verify that a dependence T^3, usually found in standard antiferromagnets, describes similarly well our experimental data resulting in a velocity of magnons consistent with the ones exhibited for another pyrochlores.

O composto magnético geometricamente frustrado Gd2Ti2O7 da família dos pirocloros apresenta um comportamento bastante interessante, sendo que a natureza da fase magnética em baixas temperaturas se encontra ainda sob intenso debate. Este material entra em um estado antiferromagnético parcialmente ordenado à temperatura T1N ~ 1 K, apresentando outra transição de fase em T2N ~ 0.7 K. Neste trabalho é investigada a física de baixas temperaturas de amostras de Gd2Ti2O7 com defeitos estruturais tais como vacâncias de oxigênio e diluição de ítrio. Amostras policristalinas com composição Gd2Ti2O7 e Gd2-xYxTi2O7 foram sintetizadas em diferentes condições por uma rota alternativa conhecida como método sol-gel. O refinamento de um modelo para os dados de difração de raios X mostra que vacâncias de oxigênio são os principais defeitos estruturais neste material. As vacâncias de oxigênio resultam numa ligeira diminuição de T1N e numa redução da magnetização de saturação. A diluição da rede com ítrio leva a uma clara diminuição de T1N e da temperatura de Curie-Weiss. Medidas de calor específico evidenciaram as duas transições T1N e T2N no composto com menor grau de vacâncias de oxigênio. A análise da contribuição magnética ao calor específico Cm em baixas temperaturas, 0.39 K < T < 0.68 K, revelou um comportamento proporcional a T^2 previamente discutido na literatura. Entretanto, verificamos que uma dependência T^3, usualmente encontrada em antiferromagnetos convencionais, descreve igualmente bem nossos dados experimentais resultando em uma velocidade de magnons consistente com a apresentada por outros pirocloros. / The geometrically frustrated compound Gd2Ti2O7 of the pyrochlore family displays such an interesting behaviour that the nature of the ordered magnetic phase at low temperatures is still under intense discussion. This material enters in a partially ordered magnetic state at a temperature T1N ~ 1 K, and there is another phase transition at T2N ~ 0.7 K. In this thesis we study the low temperature physics of Gd2Ti2O7 with structural defects such as oxygen vacancies and yttrium dilution. Polycrystalline samples of Gd2Ti2O7 and Gd2-xYxTi2O7 were synthesized in different conditions by an alternative route known as the sol-gel method. The refinement of a model for the X-ray diffraction data reveal that the oxygen vacancies are the leading defects in this material. The oxygen vacancies result in a slight decrease of T1N and in a reduction of the saturation magnetization. The yttrium dilution of the lattice leads to a clear reduction of T1N and of the Curie-Weiss temperature. Specific heat measurements display both transitions T1N and T2N in the compound with lower degree of oxygen vacancies. The analysis of the magnetic contribution to the specific heat Cm at low temperatures, 0.39 K < T < 0.68 K, reveals a behaviour proportional to T^2 previously discussed in the literature. However, we verify that a dependence T^3, usually found in standard antiferromagnets, describes similarly well our experimental data resulting in a velocity of magnons consistent with the ones exhibited for another pyrochlores.