Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JorgeHAS_DISSERT.pdf: 2710672 bytes, checksum: 5874a82cf72f951901a51b0a0f16329a (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / The microstrip antennas are the most versatile and used in microwave antennas, is constituted by a metal element and a radiator planeseparated by a dielectric material, called substrate in the technical literature. This work has as main goal to build a microstrip antenna with Patch in circular format, using as material for making the dielectric substrate Niobium pentoxide (Nb 2O5). Thus, there has been a dielectric base substrate making use of this material for both the powder metallurgy method, which comprises three stages namely milling, compression or compaction and sintering. The substrate produced was characterized electrically and showed a low permittivity and low loss tangent for a frequency range in 8,2GHz microwave to 12,4GHz. The microstrip antenna made from this substrate is designed to resonate at a frequency around 10 GHz by the cavity method. The numerical results obtained in the simulations, and measurements made with the antenna were satisfactory and with good agreement / As antenas de microfita são as antenas mais versáteis e usadas em microondas, sendo constituídas por um plano metálico e um elemento radiador separados por um material dielétrico, chamado de substrato, na literatura técnica. O trabalho presente apresenta como objetivo principal o de construir uma antena de microfita com patchno formato circular, usando como material para confecção do substrato dielétrico o Pentóxido de Nióbio (Nb2O5 ). Assim, produziu-se um substrato dielétrico a base deste material valendo-se para tanto do método da metalurgia do pó, o qual compreende três fases, a saber: moagem, compressão ou compactação e sinterização. O substrato produzido foi caracterizado eletricamente e apresentou uma baixa permissividade e baixa tangente de perdas, para uma faixa de frequência em microondas de 8,2GHz a 12,4GHz. A antena de microfita fabricada com este substrato foi projetada, segundo o método da cavidade, para ressoar em uma frequência em torno de 10 GHz. Os resultados numéricos obtidos nas simulações, e medições realizadas com a antena confeccionada mostraram-se satisfatórios e com boa concordância

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-05-16T13:12:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Tiago Lopes de Araújo - VERSÃO FINAL.pdf: 5049016 bytes, checksum: 19afff51e97123d7092ffd5fd7abcdca (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T13:12:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação - Tiago Lopes de Araújo - VERSÃO FINAL.pdf: 5049016 bytes, checksum: 19afff51e97123d7092ffd5fd7abcdca (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CNPQ / O poli(cloreto de vinila) (PVC) é empregado na fabricação de embalagens para alimentos e alguns produtos para saúde. Em geral, esses produtos precisam ser esterilizados antes de serem consumidos. Um dos métodos utilizados para esse fim é a irradiação gama. Todavia, esse tipo de radiação ionizante promove alterações na estrutura das cadeias poliméricas, afetando as propriedades do PVC em maior ou menor grau. Dessa forma, é necessário adicionar determinadas substâncias à resina para estabilizar o material contra a irradiação. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da radiação gama em filmes de PVC e filmes de PVC contendo 1, 3 e 5 % (m/m) de pentóxido de nióbio (Nb2O5), que é um composto inerte, atóxico e biocompatível. Os filmes foram preparados pela técnica de solution casting, utilizando tetraidrofurano como solvente, e os corpos de prova foram irradiados nas doses de 25 e 50 kGy em temperatura ambiente. Foram utilizadas uma resina de PVC comercial obtida pelo processo de polimerização em suspensão, com massa molar média viscosimétrica igual a 201 kg/mol, e uma amostra de Nb2O5 cujas partículas apresentavam formato irregular, diâmetro volumétrico médio igual a 77 µm e estrutura cristalina monoclínica. Os efeitos da radiação gama e/ou do óxido na matriz polimérica foram avaliados através de viscosimetria de soluções diluídas, colorimetria, ensaio mecânico de tração, análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia no infravermelho médio por transformada de Fourier (FT-MIR). Os resultados da viscosimetria de soluções diluídas mostraram que o percentual de 5 % (m/m) de Nb2O5 conferiu proteção radiolítica ao polímero, diminuindo os eventos de cisão das cadeias principais em relação à matriz de PVC. De acordo com os ensaios colorimétricos, os filmes se tornaram mais escuros e mais amarelados, tanto em função do aumento do percentual de óxido quanto do aumento da dose de radiação. Para o mesmo material, a exposição à radiação gama não causou mudanças significativas nas propriedades mecânicas avaliadas pelo ensaio mecânico de tração (tensão na força máxima, módulo de Young e alongamento percentual na força máxima). Por outro lado, a presença do Nb2O5 nos sistemas contribuiu para diminuir o valor dessas propriedades. Os resultados da TGA mostraram que a radiação gama reduziu a estabilidade térmica dos materiais preparados, enquanto que o óxido não a alterou significativamente. A exposição dos filmes à radiação gama contribuiu para reduzir a energia de ativação do processo de desidrocloração e aumentar a energia de ativação do processo de quebra das sequências de polienos, embora o óxido não tenha catalisado nenhum dos dois processos. Algumas modificações químicas provocadas pela irradiação dos filmes foram detectadas pela espectroscopia FT-MIR, empregando a reflectância total atenuada para a aquisição dos espectros. Também foi constatado que o Nb2O5 não apresentou atividade antibacteriana frente à Escherichia coli, avaliada pelo ensaio de macrodiluição em caldo com agitação. / Poly(vinyl chloride) (PVC) is used in the manufacture of food packaging and some health products. In general, these products need to be sterilized before being consumed. One method for this purpose is gamma irradiation. However, this type of ionizing radiation promotes changes in the structure of polymeric chains affecting PVC properties a greater or lesser extent. Thus, it is necessary to add certain substances to the resin to stabilize the material against the irradiation. The objective of this study was to investigate the effect of gamma radiation on PVC films and PVC films containing 1, 3 and 5 wt% of niobium pentoxide (Nb2O5), which is an inert, non-toxic and biocompatible compound. The films were prepared by solution casting technique using tetrahydrofuran as a solvent and the proof bodies was irradiated at doses of 25 and 50 kGy at room temperature. A commercial PVC resin obtained by suspension polymerization process with viscosimetric average molar mass equal to 201 kg/mol and a Nb2O5 sample whose particles had irregular shape, volume mean diameter of 77 μm and a monoclinic crystalline structure have been used. The effects of gamma radiation and/or oxide in polymer matrix were evaluated using dilute solution viscometry, colorimetry, mechanical tensile test, thermogravimetric analysis (TGA) and Fourier transform middle infrared (FT-MIR) spectroscopy. The results of dilute solution viscometry showed that the percentage of 5 wt% of Nb2O5 conferred radiolytic protection to the polymer, reducing main chain scission events in relation to PVC matrix. According to colorimetric test, the films became darker and yellowish, both due to the increase in oxide percentage as the increase of radiation dose. For the same material, exposure to gamma radiation did not cause significant changes in the mechanical properties evaluated by the mechanical tensile test (tensile strength, Young's modulus and percent elongation). Moreover, the presence of Nb2O5 in systems contributed to reduce the value of these properties. The results of TGA showed that gamma radiation reduced the thermal stability of prepared materials, while the oxide did not change it significantly. Exposure of the films to gamma radiation contributed to reduce the activation energy for the dehydrochlorination process and increase the activation energy for the breakdown process of polyenes sequences, although the oxide has not catalyzed neither processes. Some chemical changes caused by irradiation of the films were not detected by FT-MIR spectroscopy, using attenuated total reflectance to the spectra acquisition. It was also found that Nb2O5 did not presented antibacterial activity against Escherichia coli, evaluated by broth macrodilution test with agitation.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaniloS_Dissert.pdf: 5168115 bytes, checksum: 4eef89b1faaafc0dc7f33e05bfdaa190 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work studied the application of niobium pentoxide (Nb2O5) individually as substrate of microstrip antennas, when processed by powder technology. Powder with a particle size D50 of 40 𝜇m Nb2O5 was compressed in the pressure of 55 MPa, 111 MPa and 166 MPa and was sintered at temperatures of 800 ° C, 900 ° C, 1000 ° C and 1100 ° C for 4 h. Subsequently, the processed samples were characterized electricaly, physicaly and mechanicaly. In electrical characterization were obtained they loss tangent values and permittivity in two frequency bands (0,2 GHz to 4,0 GHz and 8,2 GHz to 12,4 GHz). In mechanical characterization, the tensile strength limit was calculated indirectly by diametrical compression test. In the physical characterization, their porosity, mass percentage variations and dimensional variations values were calculated. In addition, samples were characterized by the methods of X-ray diffraction, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy. Devices were also made with the produced substrates. These were characterized in the frequency range of 2,0 GHz to 14,0 GHz. Subsequently, several observations and conclusions were made. Among the main ones are: all made devices functioned as an antenna; the variation of the parameters of the manufacturing process resulted in changes in the electrical properties of the substrates, and consequently made the operating parameters antennas; all of the substrates produced seemed slightly weak and little mechanically resistant; the values of permittivity and loss tangent were according with the indications of the bibliography / O presente trabalho estudou a aplicação do pentóxido de nióbio (Nb2O5) individualmente como substrato de antenas de microfita, quando processado pela tecnologia do pó. O Pó com granulometria D50 40 𝜇m do Nb2O5 foi compactado nas pressões de 55 MPa, 111 MPa e 166 MPa e foi sinterizado nas temperaturas de 800 °C, 900 °C, 1000 °C e 1100 °C, durante 4 h. Subsequentemente, as amostras processadas foram caracterizadas elétrica, estrutural e mecanicamente. Na caracterização elétrica, foram obtidos valores da tangente de perdas e da permissividade elétrica em duas faixas de frequência (de 0,2 GHz a 4,0 GHz e de 8,2 GHz 12,4 GHz). Na caracterização mecânica, o limite de resistência à tração foi calculado indiretamente pelo ensaio de compressão diametral. Na caracterização estrutural, foram calculados valores de porosidade e de variações percentuais mássicas e dimensionais. Além disso, as amostras foram caracterizadas pelos métodos de difração de raios-X, de microscopia eletrônica de varredura e de espectroscopia de energia dispersiva. Também foram confeccionados dispositivos com os substratos produzidos. Esses foram caracterizados na faixa de frequência de 2,0 GHz a 14,0 GHz. Dentre as conclusões obtidas, pode-se destacar que todos os dispositivos confeccionados funcionaram como antena; a variação dos parâmetros do processo de fabricação acarretou na variação das propriedades elétricas dos substratos e, consequentemente, nos parâmetros de funcionamento das antenas confeccionadas; os substratos produzidos se mostraram todos frágeis e pouco resistentes mecanicamente; os valores da permissividade elétrica e da tangente de perdas que foram obtidos condisseram com as indicações da bibliografia consultada