Tese (doutorado)— Universidade de Brasília, Instituto de Física, Université Paris Vi, 2013. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2014-08-11T15:49:55Z No. of bitstreams: 1 2013_AnaildeFerreiradaSilva_Parcial.pdf: 24336664 bytes, checksum: c8eea5889d8ccde95c0b41bba0ee3126 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-08-19T13:03:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AnaildeFerreiradaSilva_Parcial.pdf: 24336664 bytes, checksum: c8eea5889d8ccde95c0b41bba0ee3126 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-19T13:03:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AnaildeFerreiradaSilva_Parcial.pdf: 24336664 bytes, checksum: c8eea5889d8ccde95c0b41bba0ee3126 (MD5) / Nesse trabalho, investigamos a organização estrutural e a dinâmica de dispersões de nanopartículas (NPs) magnétiques de ferrita obtidas por coprecipitação em meio alcalino de íons de Fe3+ e M2+ (M2+ = Co2+, Mn2+), protegidas por uma coroa de maguemita. As amostras são obtidas à partir da síntese com uma fração volumétrica Φ ≈ 1%, pH ≈ 2 e uma força iônica I imprecisa, ou em pH = 3 e I = 10-3 mol/L, ambos valores fixados por compressão osmótica até Φ ≈ 30 % (seguido eventualmente de uma diluição). A organização estrutural das NPs, que são carregadas positivamente, é investigada por espalhamento de raios X em baixo ângulo. A análise da intensidade espalhada permite extrair fatores de forma e de estrutura das NPs desde situações onde existem atrações pouco intensas entre NPs para situações de fortes repulsões interpartículas até mais altas concentrações nas quais o colóide se torna vítreo. O pico de primeiro vizinho do fator de estrutura, observado na fase fluida, tende a colapsar. A dinâmica das NPs é testada por espalhamento Rayleigh forçado. Um padrão periódico de temperatura é criado em amostras fluidas utilizando a imagem de uma grade formada por um feixe de luz. Este induz uma rede de concentração via efeito Soret: Quando o feixe de luz é cancelado, a rede relaxa por difusão de massa de NPs. A modulação temporal do feixe de luz permite determinar o coeficiente Soret Φ! negativo, as NPs migram para regiões quentes. Este é proporcional à compressibilidade do sistema de NPs. Um modelo de Carnahan-Starling é proposto para descrever a dependência com Φ da compressibilidade e de Φ! numa gama de valores baixos de Φ onde as amostras permanecem fluidas, longe da transição vítrea. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The spatial organization and the dynamics of ferrite magnetic nanoparticles (NPs) in dispersion are here studied. The NPs are obtained by coprecipitation of Fe3+ and Co2+ (or Mn2+) ions in alkaline medium and protected by a maghemite shell. Colloidal samples are either directly issued from chemical synthesis at volume fraction Φ ≈ 1% and pH ≈ 2 with the ionic strength I badly controlled, or at pH = 3 with I = 10-3 mol/L, both being fixed by osmotic stress at Φ up to 30%. A controlled sample dilution is then possible. Spatial organization of positively charged NPs is probed by small angle x-ray scattering. The analysis of the scattered intensity allows to extract form and structure factors of the NPs, in conditions ranging from weakly interparticle attraction to strong repulsion for which at large Φ the system becomes glassy. The first-neighbor peak of the structure factor, observed in Fluid phase, tends to disappear in glassy samples. The NPs dynamics is probed by Rayleigh forced scattering. A periodic array of temperature is created in the fluid sample via the image of a grid using a pump beam. It induces by Soret effect, an array of NPs concentration in the sample. If the pump beam is shut down, the concentration array relaxes by massic NPs diffusion. A temporal pump modulation allows to determine the Soret coefficient Φ!, here negative, the NPs go towards hot regions. Φ! is proportionnal to the compressibility of the NPs system. A description based on a Carnahan-Starling model is proposed to describe the Φ - dependence of both compressibity and Soret effect in the range of weak Φ's, where the samples remain Fluid, far from the glassy transition. ______________________________________________________________________________________ RÉSUMÉ / Ce travail étudie l'organisation structurale et la dynamique de dispersions de nanoparticules (NPs) magnétiques de ferrite obtenues par coprécipitation en milieu alcalin d'ions Fe3+ et M2+ (M2+ = Co2+, Mn2+), protégées par une couronne de maghémite. Les échantillons sont - soit directement issus de la synthèse à une fraction volumique Φ ≈ 1%, pH ≈ 2 et une force ionique I mal contrôlée, - soit à pH = 3 et I = 10-3 mol/L, tous deux fixés par stress osmotique jusqu’à Φ ≈ 30 % (puis dilution éventuelle). L’organisation spatiale des NPs, chargées positivement, est testée par diffusion de rayons X aux petits angles. L’analyse de l’intensité diffusée permet d’extraire facteurs de forme et de structure des NPs dans des situations allant depuis de faibles attractions entre NPs jusqu’à de fortes répulsions, pour lesquelles aux très fortes Φ , le colloïde devient vitreux. Le pic premiervoisin du facteur de structure, observé en phase Fluide tend alors à disparaître. La dynamique des NPs est sondée par diffusion Rayleigh forcée. Un motif périodique de température est créé dans l’échantillon fluide via l’image d’une grille par un faisceau pompe induisant par effet Soret un réseau de concentration en NPs: à la coupure de la pompe le réseau relaxe par diffusion massique des NPs. La modulation temporelle de la pompe permet de déterminer le coefficient Soret Φ! négatif, les NPs migrent vers les zones chaudes. Celui-ci est proportionnel à la compressibilité du système des NPs. Un modèle de type Carnahan-Starling est proposé pour décrire la dépendance en Φ de la compressibilité et de Φ! dans la gamme des faibles Φ, où les échantillons restent fluides, loin de la transition vitreuse.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-09-13T15:18:33Z No. of bitstreams: 1 2013_FernandoMendesLucasdeOliveira.pdf: 16134114 bytes, checksum: 79441444167a2bc08c57f5d74e41c124 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-09-19T13:46:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_FernandoMendesLucasdeOliveira.pdf: 16134114 bytes, checksum: 79441444167a2bc08c57f5d74e41c124 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-19T13:46:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_FernandoMendesLucasdeOliveira.pdf: 16134114 bytes, checksum: 79441444167a2bc08c57f5d74e41c124 (MD5) / Nessa Tese de Doutorado foram desenvolvidos e avaliados dois aparatos experimentais capazes de medir importantes propriedades de fluidos magnéticos. O primeiro deles é baseado em uma balança analítica. Com o aparato experimental proposto foi possível obter, a partir da medida da variação da massa aparente, características da amostra tais como: tamanho médio de aglomerados, fração de aglomerados e tempo característico para a sedimentação forçada dos aglomerados. O segundo aparato proposto e uma variação óptica do primeiro. O equipamento foi adaptado de maneira a obtermos os mesmos parâmetros obtidos nos estudos a partir da balança analítica, porém analisando a reflexão óptica da amostra a partir da imagem capturada por uma câmera. Para avaliar os equipamentos, os resultados experimentais obtidos a partir dos mesmos e os modelos teóricos propostos, foi feito um estudo utilizando-se três amostras distintas de fluidos magnéticos. Foram utilizada duas amostras de magnetita recobertas com ácido cítrico (com diâmetros médios de 9,05 nm e 8,50 nm) e uma terceira amostra com partículas de maghemita, com diâmetro médio de 7,10 nm, encapsuladas em Dextran (em torno de 7 partículas), formando um composito. Os dados obtidos a partir dessas novas técnicas foram comparados com dados obtidos por meio de técnicas convencionais – Birrefringência Magnética Estática; Magnetização e Microscopia Eletrônica de Transmissão. Os resultados foram discutidos qualitativa e quantitativamente. Durante a etapa de analise qualitativa dos resultados consideramos a necessidade e a importância de avaliar o processo de sedimentação em função do tempo, quando a amostra e submetida a um gradiente de campo magnético. Nessa fase, a partir do protocolo de medidas, foi observado que é possível obter uma amostra com diâmetro médio de 7,97 nm partindo de uma amostra com diâmetro médio de 9,05 nm. Observa-se a importância da cautela na análise dos dados de Birrefringência devido ao intervalo de concentração da amostra. Na análise quantitativa são apresentados os modelos teóricos para as duas técnicas, variações de montagem, estudos de repetitividade do sistema e a automação da aquisição dos dados. Do ajuste dos dados experimentais da massa aparente observamos parâmetros semelhantes aos parâmetros obtidos pela Birrefringência, como número médio de aglomerados, sendo a origem das diferenças dos demais parâmetros discutidas. Foram feitas estimativas do tempo típico de sedimentação a partir da massa aparente para uma das amostras de magnetita e para a amostra de maghemita. Observou-se que os tempos típicos para os mesmos tipos de aglomerados sao da mesma ordem de grandeza. Medidas simultâneas da variação da massa aparente e da intensidade luminosa refletida foram realizadas para uma das amostras recobertas com citrato. Do ajuste dos dados experimentais, utilizando-se os respectivos modelos, encontram-se parâmetros muitos semelhantes, a exemplo da fração de monômeros na amostra, 38,8% e 37,7%, via massa aparente e intensidade luminosa refletida, respectivamente. O tempo típico de sedimentação para os aglomerados, utilizando-se as duas técnicas, também foi estimado. Os valores ajustados foram todos da mesma ordem de grandeza, a exemplo de dímeros: 2,1×105 s via massa aparente e 3,7×105 s via luz refletida, ratificando assim a importância e a aplicabilidade das técnicas propostas. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this Thesis we developed two experimental apparatus able to assess important properties of magnetic fluids. The first experiment is based on an analytical balance. The proposed experimental apparatus can be used to asses, from the apparent mass variation measurement, important properties of magnetic fluids, as for instance average cluster’s size, cluster’s fraction, and the typical sedimentation time of clusters under forced condition. The second proposed apparatus is an optical variation of the first. The equipment has been adapted to asses the same parameters obtained in the analytical balance set up, but now analyzing the reflected light from the sample image captured with a camera. To evaluate the equipments and their experimental data, a study using three different magnetic fluids samples was developed. Two citric acid coated samples based on magnetite was used (with mean particle diameters of 9.05 nm and 8.50 nm) and a third sample based on maghemite nanoparticles (mean particle diameter of 7.10 nm) encapsulated within Dextran forming a composite (with approximately 7 particles per cluster). Data obtained from these new techniques were compared with data obtained by conventional techniques - Static Magnetic Birefringence; Magnetization, and Transmission Electron Microscopy. The results were qualitatively and quantitatively discussed. While performing the qualitative analysis the necessity and importance of evaluating the time dependence of the sedimentation process under the action of a gradient of magnetic field was considered. At that stage, from the measurement protocol used, it was observed that a sample with mean particle diameter of 7.97 nm was obtained starting with a sample with mean particle diameter of 9.05 nm. It was noticed the importance of a careful analysis of the birefringence data due to the sample concentration range. In the quantitative analysis theoretical models for both techniques, setup variations, repeatability study, and data acquisition automation were presented. The apparent mass data fitting provided similar parameters as compared to the birefringence analyses, such as clusters average number. Parameters differences were also discussed. Simultaneous measurements of the apparent mass change and reflected light intensity were performed for one of the samples coated with citric acid. The obtained parameters from the experimental data fitting, using the corresponding models, are very similar, such as the fraction of monomers in the sample; 38.8% and 37.7% from apparent mass and reflected light, respectively. The typical sedimentation time, using both techniques, has also been estimated. The adjusted values were all of the same order of magnitude, as for instance the dimer sedimentation time: 2.1×105 s from apparent mass and 3.7×105 s from reflected light, thus confirming the importance and applicability of the proposed techniques.

nÃo hà / Resumo Os materiais cristalinos unidos por ligaÃÃes de hidrogÃnio tÃm recebido a atenÃÃo de pesquisas cientÃficas durante vÃrios anos. Entre estes sistemas se destacam os cristais de aminoÃcidos, que sÃo molÃculas fundamentais para a vida. Nessa Tese estudam-se as propriedades vibracionais do cristal de L-asparagina monohidratada (LAM) submetido a condiÃÃes de altas pressÃes atravÃs da tÃcnica de espectroscopia Raman no intervalo de frequÃncia entre 30 e 3600 cm-1. As pressÃes nas quais o material foi submetido chegaram atà a 30 GPa, se constituindo no maior valor de pressÃo no qual um cristal dessa famÃlia foi comprimido atà hoje. Tal fato aponta para um novo paradigma, haja vista que sob pressÃes dessa ordem de grandeza muitos materiais sofrem amorfizaÃÃo, ou seja, perdem a ordem de longo alcance (como acontece com a L-alanina, que se amorfiza a 15 GPa). Surpreendentemente, a LAM permanece com uma estrutura cristalina bem definida atà o valor de pressÃo acima especificado, proporcionando uma extraordinÃria sÃrie de transiÃÃes de fase. Um estudo anterior apontava para a ocorrÃncia de trÃs transiÃÃes de fase sofridas pela LAM no intervalo entre 0 e 2 GPa. Nesta Tese, investigando-se o cristal entre 2 e 30 GPa, inferiu-se que a LAM sofre mais cinco transiÃÃes de fase: (i) entre 2,1 â 3,1 GPa; (ii) entre 4,7 â 6,6 GPa; (iii) entre 9,3 â 9,9 GPa; (iv) entre 15,0 â 17,0 GPa; (v) entre 22,4 â 25,1 GPa. As transiÃÃes de fase nestes sistemas podem ser entendidas como conformaÃÃo molecular na cÃlula unitÃria; modificaÃÃo nas ligaÃÃes de hidrogÃnio intermoleculares; ou mudanÃa estrutural com modificaÃÃo no grupo espacial do cristal. A partir da avaliaÃÃo conjunta das bandas ativas no Raman associadas a modos da rede e a modos internos do material, foi possÃvel fornecer-se um quadro sobre as cinco diferentes transiÃÃes de fase. Uma dessas transiÃÃes, entre 9,3 e 9,9 GPa, que envolve modificaÃÃes em todas as regiÃes espectrais, aponta claramente para uma transiÃÃo de fase sÃlido-sÃlido com mudanÃa de grupo espacial do cristal. Todas as transiÃÃes de fase sÃo reversÃveis, uma vez que o espectro Raman original à recuperado quando a pressÃo à relaxada de 30 GPa à pressÃo atmosfÃrica. Uma anÃlise do comportamento da freqÃÃncia do modo associado à torÃÃo do NH3+ em funÃÃo da pressÃo e a conexÃo com as dimensÃes das ligaÃÃes de hidrogÃnio à apresentada, bem como à fornecida uma comparaÃÃo do presente resultado com outros resultados jà publicados na literatura. Finalmente, sÃo fornecidos os dados relativos aos ajustes experimentais d/dP das freqÃÃncias de todos os modos vibracionais em funÃÃo da pressÃo no intervalo completo de pressÃo investigado.

O objetivo deste estudo é desenvolver e caracterizar as propriedades eletrônicas, estruturais e fotocatalíticas do ZnO micro e nano estruturado. As amostras foram preparadas pela reação de hidrólise do Zn2+ em meio aquoso ou em n-pentanol. Foi investigado o efeito do tratamento térmico e da introdução de Ag na atividade fotocatalítica do ZnO frente à degradação do azul de metileno. Foram utilizadas as técnicas de DRX (Difração de raios-X), MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura), MET (microscopia Eletrônica de Transmissão) e EXAFS (do inglês: Extended X-ray Absorption Fine Structure) como técnicas de caracterização. O método BET também foi utilizado para caracterizar a área específica das amostras. Foi observado que a morfologia e o tamanho das partículas de ZnO são bastante afetados pelas condições de síntese. A prata não exerceu influência na atividade fotocatalítica do ZnO. A atividade fotocatalítica foi influenciada pela área especifica das amostras de ZnO. O tratamento térmico das amostras conduziu a um aumento da atividade fotocatalítica das amostras que foram sintetizadas com poliacrilamida. / The aim of this study is to develop and characterize the electronic, structural and photocatalytic properties of micro and nanostructured ZnO. The samples were prepared by the Zn+2 hydrolysis reaction in aqueous or in n-pentanol medium. The effect of thermal annealing and the Ag introduction in ZnO was investigated toward the photocatalytic activity to methylene blue decomposition. XRD (X-ray Diffraction), SEM (Scanning Electron Microscopy), TEM (Transmission Electron Microscopy), EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) were used as characterization techniques. The BET method was used to obtain the surface area of the samples. It was observed that the morphology and size of the ZnO particles are strongly affected by the synthesis conditions. It was observed that the presence of Ag did not have any effect in the photocatalytic activity. However, the ZnO surface area was the dominant effect. The thermal annealing improved the photocatalytic activity of the samples that were prepared in the presence of polyacrylamide.

O desenvolvimento de materiais compósitos e tecnologias relacionadas ao design e fabricação tem possibilitado a introdução destes materiais em áreas pouco viáveis anteriormente. Compósitos são materiais multifuncionais com propriedades físicas e mecânicas sem precedentes que podem ser adaptados de modo a satisfazer as exigências de uma aplicação específica. Atualmente, há um crescente número de aplicações nas quais as propriedades físicas de compósitos são de extrema importância. Por exemplo, a alta condutividade térmica e baixo coeficiente de expansão térmica de alguns compósitos poliméricos de matriz termoplástica têm possibilitado sua utilização em áreas como microeletrônica, trocadores de calor e energia renovável, e em aplicações como o desenvolvimento de coletores solares poliméricos. Materiais condutores térmicos de alto desempenho são desenvolvidos através da combinação de matrizes poliméricas e materiais particulados de elevada condutividade térmica, tais como, particulados metálicos, particulados cerâmicos, grafite e negro de fumo. Neste trabalho foi analisada a influência da incorporação de grafite e negro de fumo nas propriedades térmicas e na cinética de cristalização isotérmica no polipropileno. Foram empregados teores de grafite e negro de fumo entre 1 e 10% (em volume) e três granulometrias diferentes de grafite. Ensaios morfológicos e térmicos foram realizados nos compósitos processados para avaliação da dispersão e da influência das cargas em propriedades como: condutividade térmica, temperatura de deflexão térmica e temperatura de fusão, além do comportamento cinético de cristalização. A incorporação das cargas influenciou significativamente as propriedades térmicas do sistema e a cinética de cristalização isotérmica. Foi observado um incremento de aproximadamente 50% na condutividade térmica em relação ao polímero puro. O aumento da temperatura de deflexão térmica foi da ordem de 20%, enquanto que não foi constatada influência significativa na temperatura de fusão. Foi observado que a incorporação de grafite e negro de fumo influencia a cinética de cristalização isotérmica provocando aumento da taxa de cristalização e, consequentemente, diminuindo o tempo para que a cristalização ocorra na maioria dos compósitos analisados. / Composite materials development and related technologies in design and manufacturing has enabled the introduction of these materials in areas not previously viable. Composites are multifunctional materials with unprecedented physical and mechanical properties that can be tailored to meet the requirements of a particular application. Currently, the physical properties of composites are becoming very important in a large range of applications. For example, high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient of thermoplastic composites have enabled their application in areas such as microelectronics, heat exchangers and renewable energy by the development of polymeric solar collectors. Composites materials with high thermal performance are developed by combining polymer matrices and high thermal conductivity materials, such as metal particles, ceramic particles, graphite and carbon black. In this study was analyzed the influence of graphite and carbon black incorporation on the thermal properties and isothermal crystallization kinetics of the polypropylene matrix. Graphite (in three different particle size) and carbon black content between 1 and 10% by volume were incorporated in the PP matrix. Morphological tests and thermal analyzes were performed on the composites to evaluate the dispersion and the filler’s influence in properties such as thermal conductivity, heat deflection temperature and melting temperature, and also on the crystallization kinetic behavior. The thermal properties and the isothermal crystallization kinetics were significantly affected by the incorporation of graphite and carbon black. It was observed an increase of approximately 50% in the thermal conductivity while the heat deflection temperature has increased around 20%. At the same time no significant influence was observed in the melting point temperature. Regarding to isothermal crystallization kinetics, the incorporation of graphite and carbon black increased the crystallization rate and hence the crystallization time was reduced for most composites analyzed.

Este trabalho contitui-se de duas partes: na primeira consideramos X, espaço métrico compacto e uma aplicação T : X ->X. Esta induz uma aplicação (1) : P(X) P(X) dada por (I)(p,) = Tt (p,), e chamada de push forward de T. Temos então que (I) é contínua, e assim, obtemos um sistema dinâmico. Nosso objetivo então &estudar as propriedades topológicas desta dinâmica, assim como as propriedades ergódicas. Na segunda parte passamos a estudar dinâmicas que não são do tipo push forward. Os nossos principais resultados são a respeito da dinâmica dada pela convolução de medidas em um grupo topológico. Mais precisamente, dado G grupo topológico e v E P(G) temos uma aplicação ez, : P(G) r(c) dada por = v. pt. Nossos principais resultados concentram-se no caso em que G é um grupo abeliano finito. De fato, caraterizamos as órbitas da dinâmica. / This work is about two dynamics: the first one is the dynamic given by the push forward of a continuous map T : X —> X on a compact metric space. The push forward map is a map on P(X) and is given by V(μ) = 7-¡(//,). The mai) (I) is continuous, theri we have a topological dynamical system. 1) : P(X) P(X). We studied the properties of this dynamic and proved, for example, we proved that if the entropy of the map T is positive the the'entropy of (1. is infinity. We also studied the ergodic properties of the map The second dynarnic is given by the convolution of measures on a topological group G. The main results were obtained when G is a finite abelian group. The dynamic is defined as follows: take v E P(G) and define the map p, E.P(G) 1-4 v * u. When G is a finite abelian group is possible to characterize completely the orbits of this dynamic.

O presente trabalho focou no estudo das propriedades mecânico/metalúrgicas de juntas do aço DP 1000 soldadas a topo (1G) pelo processo MAG e efeito do tratamento de bake hardening sobre as mesmas, tendo sido dividido em duas etapas. Na primeira foi analisado isoladamente o efeito de diferentes energias de soldagem (isto é, promovendo-se diferentes taxas de resfriamento). Neste estágio ainda foi avaliada a influência de dois distintos metais de adição sobre as propriedades mecânicas finais das juntas. Na segunda etapa, algumas das juntas foram tratadas termicamente por bake hardening, para então terem suas propriedades mecânico/metalúrgicas também analisadas. Foi constatada uma queda visível de dureza na zona afetada pelo calor (ZAC), em virtude do revenido da martensita do metal base; coincidentemente as fraturas de todos os ensaios de tração (em qualquer condição) ocorreram invariavelmente na vizinhança desta região. Uma vez que as fraturas das juntas como soldadas ocorreram na ZAC, ficou implícito não ter havido nenhuma diferença substancial entre as propriedades mecânicas finais das juntas dos dois metais de adição. As quedas dos limites de escoamento e de resistência do metal base foram inerentes às juntas como soldadas (levando em conta as condições de soldagem utilizadas); contudo, quando a mínima energia de soldagem foi aplicada, esta perda de propriedades mecânicas foi minimizada, em razão do grau de abrandamento da ZAC ter sido menor. Os parâmetros escolhidos para bake hardening (duas corridas de 150 oC por 30 min) permitiram que as juntas soldadas com taxas de resfriamento máximas (isto é, soldadas com mínima energia de soldagem) obtivessem limite de escoamento e resistência 16% e 17% superiores, respectivamente, às mesmas juntas no estado como soldado. Este resultado recomenda o tratamento de bake hardening como alternativa à perda de resistência das juntas de DP 1000 pós soldagem. Contudo, as juntas soldadas com taxas de resfriamento menores (isto é, soldadas com maiores energias de soldagem) não apresentaram incremento em suas propriedades mecânicas após baking. / The present work focused on the study of mechanical/metallurgical properties of DP 1000 joints welded in flat position (1G) and the effect of bake hardening heat treatment over them, being divided in two stages. At the first stage it was primarily analyzed the effect of different heat inputs (i.e. different cooling rates were promoted). In this stage was also evaluated the effect of two different filler metals on final mechanical properties of these joints. At the second stage, some of these joints were heat treated by bake hardening, and then they also had their mechanical/metallurgical properties analyzed. It was found a drop of hardness in heat affected zone (HAZ) due to martensite tempering; coincidently fractures of all tensile tested joints (at any condition) always occurred in the vicinity of this region. Since all as welded joints fractured in HAZ, it was concluded that there was no substantial difference between the final mechanical properties of both filler metals. It was noticed, that the decrease of base metal's yield and tensile strength were inherent to the as welded joints (considering the welding conditions used); however, when minimal heat input was used, these drop of mechanical properties were less pronounced, once the degree of HAZ softening was smaller. The chosen bake hardening parameters (two runs of 150 oC for 30 min) allowed welded joints with maximum cooling rates (i.e. welded with. minimal heat input) to have yield and tensile strength 16% and 17% higher, respectively, when compared to same joints in as welded conditions. This result recommends bake hardening as an alternative to minimize strength loss of DP welded joints. However, joints welded with lower cooling rates (i.e. welded with higher heat inputs) did not have their mechanical properties increased after bake hardening.

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-12T18:11:12Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Von Ivison Mariano de Paulo.pdf: 6310661 bytes, checksum: 333e2715142de88e792cb97aa06049d1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T18:11:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Von Ivison Mariano de Paulo.pdf: 6310661 bytes, checksum: 333e2715142de88e792cb97aa06049d1 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-08 / CAPES FINEP CNPq FACEPE / Neste trabalho, foi investigado o efeito do tamanho do cristalito sobre as propriedades magnéticas e de impedância da manganita perovskita La1-xSrxMnO3 (LSM), com valores x = 0,3 e x = 0,33. Com essas dopagens, dois conjuntos de amostras foram sintetizadas utilizando co-precipitação química, fixando o tempo de tratamento térmico e variando a temperatura de calcinação entre 500 e 1000 °C. Ainda, com as mesmas dopagens foi utilizada a síntese por reação de estado sólido convencional. Essa técnica foi realizada por meio de mistura e homogeneização dos precursores do composto LSM seguida de tratamento térmico. As temperaturas de patamar foram de 1000 e 1100 °C, com tempo entre 24 e 89 horas. Foi utilizada a técnica de difração de raios-X (DRX) para identificação da fase cristalina LSM. A determinação do tamanho médio do cristalito (D) foi feita pela fórmula de Scherrer. Os tamanhos dos mesmos foram calculados na faixa entre 30 e 100 nm para as amostras produzidas por coprecipitação, consideradas sistemas nanométricos. Entretanto, as amostras geradas por estado sólido foram estimadas com tamanho do cristalito da ordem de 200 nm. A micromorfologia e caracterização química qualitativa foram feitas por meio de microscopia de varredura (MEV), onde foi possível observar aglomerados de nanopartículas. Por meio de EDS foram identificados os elementos La, Sr, Mn e O da composição nominal do composto. Os estudos de magnetização (M) foram feitos em função do campo magnético (M x H) e em função da temperatura (M x T) com magnetometria de amostra vibrante (MAV). A caracterização M x H foi feita à temperatura de 300 K com campo magnético de intensidade variando entre –30 kOe ≤ H ≤ +30 kOe. Para La0,7Sr0,3MnO3 com D = 38, 53 e 60 nm foi possível obter o laço de histerese estreito com campo coercitivo HC = 37, 39 e 40 Oe e remanência Mr = 1,44, 1,76, e 1,74 emu/g. Entretanto a magnetização de saturação (MS) foi encontrada por interpolação para campo infinito, com valores 33, 36 e 40 emu/g, aumentando com o aumento do cristalito, que foi elucidado por efeitos superficiais das nanopartículas. Foram realizadas análises térmicas de termomagnetometria (TGM) para obtenção da temperatura de Curie (TC). Foram estimadas TC = 371 K para amostras nanométricas, geradas por co-precipitação e TC = 374 K para as amostras produzidas por reação de estado sólido. Foram feitas medidas de impedância (∣Z∣), resistência (R), reatância (X) e fase ( em função da frequência, com um analisador de impedância. Para essa medida foi utilizado um sistema consistindo de um porta-amostra plástico envolvido com uma bobina de cobre. O material na forma de pó foi utilizado e compactado no portaamostra. As medidas foram realizadas na faixa de rádio frequência (RF) de 100 MHz a 300 MHz à temperatura ambiente. Foi verificado que ∣Z∣, R e X para o sistema bobina e amostra aumentavam com aumento da frequência. Para resistência da bobina, por exemplo, variando-se a frequência a partir de 100 MHz até 300 MHz foi verificado um pico máximo de 7,10 Ohms em 190 MHz. Porém, quando introduzidas às amostras, conforme maior o tamanho médio do cristalito observou-se que o perfil dos gráficos ∣Z∣, R e X da bobina foi deslocado para esquerda, acompanhado de uma diminuição da frequência (fp) e da intensidade do pico máximo. Esse resultado foi explicado à luz da eletrodinâmica clássica, pelo efeito pelicular.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6463_Tese Final doutorado Janaina Bastos Depianti.pdf: 9220944 bytes, checksum: e375ab90852a72a04e2f5127037deea3 (MD5) Previous issue date: 2013-04-22 / Foi realizado um estudo sobre os efeitos da pressão química e da pressão externa hidrostática sobre as propriedades estruturais e magnéticas em compostos de Ca(2-x)A(x)MnReO6 com A = Y, Ce. A pressão química foi realizada através da dopagem desse composto com cério e ítrio por meio de reação no estado sólido utilizando a técnica do tubo de quartzo encapsulado. A caracterização estrutural por meio da análise de Rietveld do padrão de difração de raios X mostrou que as amostras obtidas são monofásicas com 5% de cério, 5% e 15% de ítrio. A análise estrutural também mostrou que a cela unitária sofre uma expansão com a dopagem sem que haja mudança na simetria. Os espectros de absorção de raios X na borda K do Mn e L3 do Re mostraram que o Mn e Re assumem valência mista em todas as amostras. Nas medidas de XANES sob pressão não foi observada nenhuma variação na valência para o Mn. No entanto, foi observado um deslocamento da borda L3 do Re para alta energia em função da pressão aplicada para a amostra dopada com cério. Na amostra com ítrio o deslocamento da borda de absorção L3 do Re ocorreu para baixas energias. A temperatura de frustração do composto diminuiu de 119,44 K para 113,57 K quando a dopagem é feita com cério. No entanto, quando a dopagem é feita com 15% de ítrio, a temperatura de frustação aumenta de 119,44 K para 141,77 K. A temperatura de frustração aumentou para todas as amostras com a aplicação da pressão hidrostática, porém esse aumento foi em média de 2,6 K. A principal conclusão foi que a pressão química não exerce o mesmo efeito que a pressão hidrostática externa nos compostos de Ca(2-x)A(x)MnReO6 com A= Y e Ce, haja vista a evolução da derivada da temperatura de frustração com a dopagem, quando comparado com o efeito da pressão hidrostática.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:30:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6762_Tese Doutorado Isabel Liz Castro Merino.pdf: 24470299 bytes, checksum: b2fd9bf97061153286bf599b7c21de10 (MD5) Previous issue date: 2013-07-19 / Apresenta-se, no presente trabalho, uma investigação sistemática, através da caracterização estrutural e magnética, da infuência da textura cristalográfica sobre o efeito de Exchange Spring presente nas tricamadas NiFe/IrMn/Co depositadas, à temperatura ambiente, pelo método de Magnetron Sputtering. Usando a difração de Raios-X, demonstrou-se que as camadas de NiFe, IrMn e Co estão texturizadas com orientação [111]-fcc quando a deposição ocorre sobre a camada semente de Ta, não havendo constatação de outros tipos de orientações. Para as amostras crescidas sobre a camada semente de Cu, além da orientação majoritária [111]-fcc, orientações do tipo [200] e [220] encontram-se também presentes nos difratogramas das heteroestruturas NiFe/IrMn/Co. Deste modo, constata-se que o sistema com Ta possui um grau de textura [111] maior do que aquele do sistema com Cu. Da análise das curvas de difração de Raios-X em ângulos rasantes (refletividade) dos sistemas com Cu e Ta, verifica-se que o sistema com Cu possui uma elevada rugosidade na interface Si/Cu (2,8 nm), quando comparada com aquela da interface Si/Ta (0,2 nm) do sistema com Ta. A combinação das técnicas de magnetização DC e ressonância ferromagnética, à temperatura ambiente, nos proporcionou estudar a anisotropia magnética planar e os efeitos conjugados de Exchange Bias (acoplamento de troca unidirecional nas interfaces NiFe/IrMn e IrMn/Co) e Exchange Spring nas heteroestruturas NiFe/IrMn/Co. Os resultados de magnetização DC sugerem que o efeito de Exchange Spring existe mesmo antes da aplicação de um resfriamento com campo magnético (indução de anisotropia unidirecional). O fenômeno de Exchange Spring (consequentemente a estrutura de spins do IrMn) se mostrou fortemente dependente do grau de textura [111] da camada de IrMn que, por sua vez, é dependente da camada semente (Cu ou Ta) depositada sobre o substrato de Si(100). Verificou-se, a posteriori, que um campo magnético de resfriamento de 10 Oe (desde 400 K até 300 K) é suficiente para estabelecer o efeito de Exchange Bias em ambas as interfaces (NiFe/IrMn e IrMn/Co). Observou-se que os maiores valores do campo de Exchange Bias ocorrem quando se estabiliza a estrutura L12 do IrMn (intervalo 6-8 nm), a qual possui baixa tensão cristalográfica. Devido aos diferentes graus de textura (um efeito de rugosidade pode também estar presente), demonstra-se que o efeito de Exchange Bias da interface IrMn/Co é distinto para os sistemas com Ta e Cu. Para os sistemas com anisotropia unidirecional, comprovou-se que ao se aumentar a espessura da camada de IrMn (de 5 a 30 nm), o ângulo de acoplamento entre a camada de NiFe e a camada de Co aumentou no sistema com Cu e reduziu no sistema com Ta, apresentando comportamentos opostos. Explicaram-se estes resultados considerando: (i) diferentes anisotropias das camadas de Co e IrMn induzidas pelo grau de textura [111] e (ii) campos de Exchange Bias distintos nas interfaces NiFe/IrMn e IrMn/Co em ambos os sistemas. Comprovou-se que o ângulo de acoplamento encontra-se fortemente correlacionado com ambos os efeitos: Exchange Bias e Exchange Spring. Através de medidas de espalhamento magnético ressonante, constatou-se a presença de spins não-compensados reversíveis sob ação de campo magnético para ambos os sistemas com anisotropia unidirecional (efeito mais claro para o sistema com Cu). Além disso, através dos laços de histerese elemento seletivo obtidos por essa técnica, provou-se a presença do efeito de Exchange Spring no sistema com Cu, mesmo antes de se aplicar o resfriamento com campo magnético.