Orientador: Maria Solange Gurgel de Castro Fontes / Banca: João Roberto Gomes de Faria / Banca: Lea Cristina Lucas de Souza / Resumo: Essa pesquisa investiga as relações entre a qualidade térmica dos espaços de transição com os seus atributos físicos e condições térmicas do entorno imediato, a partir de levantamentos microclimáticos em oito espaços de transição do tipo linear externo e nos espaços internos e externos a eles associados, em condições de tempo quente. Os espaços escolhidos estão inseridos em um ambiente universitário na cidade de Bauru-SP e, por estarem localizados em edifícios de salas de aula, constituem em importantes ambientes de convívio de estudantes. Para verificar a influência dos atributos projetuais, foram definidos parâmetros de avaliação (intensidade da radiação solar incidente, obstrução do entorno, relação altura (H) e largura (W) e desempenho térmico da cobertura) e indicadores para cada um desses quatro parâmetros (de peso 0,25), distribuídos em um escala semântica variando de 0-péssimo, 0,25-ruim, 0,50-regular, 0,75-bom e 1-ótimo. Assim, foi criada uma metodologia para avaliar a qualidade térmica dos espaços de transição do tipo linear externo, que foi aplicada aos espaços estudados, para identificar quais parâmetros contribuem positiva ou negativamente para a qualidade térmica de cada. Essa metodologia permite elencar os melhores indicadores para uma avaliação positiva para os espaços de transição e os que devem ser evitados. No entanto, a qualidade microclimática dos ambientes externos adjacentes aos de transição são decisivos para uma ótima avaliação térmica. Os resultados ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This research investigates the relationship between the thermal quality of transitional spaces and their physical attributes, and the thermal conditions of their immediate surroundings. The study was based on microclimatic data monitoring conducted in warm weather conditions in eight linear, external transitional spaces, and in the internal and external spaces associated with them. The spaces selected are located at a university setting in the city of Bauru-SP; and because they are within classroom buildings, these spaces represent important environments for student interaction. In order to verify the influence of project attributes, evaluation parameters (solar radiation intensity, obstruction of surroundings, height (H) and width (W), and thermal performance of the roof), and indicators for each of these four parameters were set and distributed in a semantic scale that varied from 0-very bad, 0.25-bad, 0.50average, 0.75-good, to 1-very good. This way, a methodology was created to evaluate the thermal quality of linear external transitional spaces, and applied to the spaces studied to identify which parameters contribute positively or negatively to the thermal quality of each one. This methodology allows for the classification of the best indicators, as well as the ones that should be avoided, for a positive evaluation of the transitional spaces. The results reveal that the thermal quality of transitional spaces is influenced not only by some project attributes but also by o... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Pedro Carlos de Oliveira / Banca: Geraldo Mauricio Cândido / Banca: Evandro Luis Nohara / Banca: Gerson Marinucci / Banca: Sandro Campos Amico / Resumo: Durante o século XX os materiais compósitos estruturais receberam especial atenção dos pesquisadores, o que levou a uma rápida evolução tecnológica acarretando uma intensa procura e posterior obtenção de materiais com características mecânicas cada vez mais elevadas, principalmente no que diz respeito ao módulo de elasticidade e a resistência mecânica. Dessa forma, os materiais tradicionalmente aplicados em engenharia aeroespacial, como o aço e o alumínio entre outros, vêm sendo substituídos por uma nova classe de materiais denominada materiais compósitos, em particular os de matrizes poliméricas reforçadas com fibras contínuas, em resposta à impossibilidade de aumento de resistência e tenacidade nos materiais homogêneos associado a redução de massa específica. Entretanto, devido às aeronaves operarem em uma grande variedade de condições ambientais tais como: ar frio e seco, em condições quentes e úmidas e diferentes gradientes de temperatura, estas condições adversas sempre devem ser consideradas na utilização de materiais aeronáuticos. Portanto, torna-se extremamente importante a avaliação da resistência às intempéries por parte dos materiais a serem selecionados para aplicações estruturais, principalmente em estruturas primárias. Dentro desse contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência da temperatura e umidade em laminados de aplicação aeronáutica (PPS/fibras de carbono e epóxi/fibras de carbono), a partir da exposição desses materiais a ambientes agressivos (câmaras higrotérmica, de ciclagem térmica e de choque térmico) e, posteriormente, estudar a degradação das suas propriedades mecânicas por meio de ensaios de tração, compressão e cisalhamento interlaminar e das suas propriedades térmicas utilizando-se das técnicas de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: During the 20th century the structural composites received special attention of the researchers leading to the very fast technological development of such materials. This way, occurred the preparation of materials with good mechanical properties, mainly concerning high mechanical strength and stiffness. So, the materials usually applied in aeronautical engineering, as steel and aluminium among others, have been substituted by a new class of materials, named composite materials, particularly polymeric matrix reinforced with continuous fibers answering the difficulty in increasing of mechanical strength and toughness in the homogeneous materials. Therefore, because the aircraft are always operating under different environment conditions such as dry and cold air, warm and wet conditions and large cyclical variations of temperature, these conditions have to be taken into consideration in the utilization of the aeronautical materials. However, it is extremely important the evaluation of the resistance of the materials to the intemperate weather to be selected for structural applications, mainly as primary structures. In this context the aim of this work was the evaluation the influence of intemperate weather in the laminates of aeronautical application (PPS/carbon fiber and epoxy/carbon fiber), submitting these materials to aggressive environment and study the degradation of their mechanical properties by tensile, compression and interlaminar shear tests as well as thermal properties by DMA and TMA. From these found results, it was observed that for PPS/carbon fiber laminates no one used conditioning generate significant differences in the glass transition temperature nor on the mechanical performance of its composite, qualifying this laminate for aeronautical application when its necessary this kind of requirements... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Marcos Valério Ribeiro / Banca: Ana Lúcia Piedade Sodero Martins Pincelli / Banca: Ivaldo Domênico Valarelli / Banca: José Victor de Candido de Souza / Resumo: Dentre as novas tecnologias para melhorar a qualidade e o uso da madeira, encontra-se o tratamento térmico. Temperaturas de 120 a 200˚C são aplicadas a madeira provocando transformações químicas e físicas alterando suas propriedades. Há muitas pesquisas relacionadas a esse tipo de tratamento, porém poucos trabalhos se dedicam especificamente a usinagem dessa madeira tratada. Neste trabalho é apresentado e avaliado um dos processos mais utilizados na indústria madeireira, o processo de fresamento periférico e frontal, com a influência do tratamento térmico nas madeiras de Pinus elliottii e Corymbia citriodora. O objetivo principal foi conhecer a influência desse tratamento no processo de fresamento analisando os parâmetros: rugosidade média, potência consumida, vibração, emissão sonora, temperatura de corte e imagens dos cavacos. As temperaturas usadas no tratamento térmico foram de 120, 140, 160, 180 e 200˚C durante cinco horas em condições normais do ambiente. Para a usinagem foi utilizada uma fresadora CNC, fresa de metal duro com recobrimento de nitreto de titânio-alumínio e 6 arestas de corte. Foram realizados três tipos de corte: fresamento periférico concordante e discordante, e fresamento frontal. Os ensaios foram realizados seguindo um delineamento fatorial de combinações. A qualidade superficial piorou com o aumento da temperatura de termorretificação, comparada as amostras testemunhas. O consumo de potência diminuiu com o aumento da temperatura de tratamento e o Pinus elliottii consumiu menor potência. A espécie de Corymbia citriodora provocou maior temperatura de corte na ferramenta e o corte discordante o menor valor. O corte concordante proporcionou maiores valores para a variável vibração / Abstract: Among the technologies for improving the quality and the use of wood, there is heat treatment. Temperatures of 120 to 200˚C are applied to wood causing chemical and physical transformations changing its properties. There are many researches related to this kind of treatment, but few studies specifically dedicated to this machining treated wood. This work presents and rated one of the processes most commonly used in the wood industry, the peripheral and face milling process, with the influence of heat treatment in the woods of Pinus elliottii and Corymbia citriodora. The main objective was to understand the influence of this treatment in the machining process by analyzing the parameters: average roughness, consumed power, vibration, noise emission, cutting temperature and chip images. The temperatures used in heat treatment were 120, 140, 160, 180 and 200˚C for five hours under normal environmental conditions. For machining was used a CNC milling machine, hard metal milling with covering titanium-aluminum nitride and 6 cutting edges. There were three types of cutting: concordant and discordant peripheral milling and face milling. Assays were performed following a factorial design combination. Surface quality deteriorated with increasing treatment temperature compared to control samples. The power consumption decreased with increasing treatment temperature and Pinus elliottii consume less power. The species Corymbia citriodora caused higher cutting temperature in the tool and the dissenter cutting the lowest value. The concordant court gave higher values for the variable vibration / Doutor

Resumo: Atualmente o aço AISI 300M tem sido amplamente empregado na fabricação de componentes estruturais para veículos automobilísticos e aeroespaciais. Este material foi introduzido como um substituto de mais alta resistência para o aço 4340. Este trabalho tem como objetivo verificar a influência da deformação plástica sobre a austenita retida, e suas conseqüências sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas associadas. O aço foi austenitizado, em temperatura de 900°C por 20 minutos, em forno de atmosfera controlada, seguido de uma transformação isotérmica, realizada em banho de sal a 400°C, por três diferentes tempos de permanência na temperatura, 60s, 300s e 1800s. Para a identificação e quantificação da austenita retida foi aplicada a técnica heat-tinting, em que as amostras foram atacadas quimicamente com nital 2% por 15 segundos, seguido de manutenção em forno mufla, à 260°C por 9000s. Foram analisadas as regiões próxima à ruptura, afastada da ruptura e sem deformação. E, por meio dos ensaios de tração, foram medidos os níveis de resistência à tração, limite de escoamento e do alongamento em função do tempo de permanência na temperatura de transformação bainítica, objetivando o tratamento térmico otimizado que forneça a melhor relação resistência-tenacidade para o aço 300M. Por intermédio da metodologia utilizada observou-se que com o tratamento isotérmico o material teve a sua resistência aumentada em aproximadamente 40%, sem perda de ductilidade, quando comparado com o tratamento de têmpera e revenimento. Não foram observadas grandes variações no valores de resistência mecânica em função do tempo de permanência na isotérmica. / Abstract: Nowadays the steel AISI 300M has been used thoroughly in the production of structural components for aerospace vehicles and cars. This material was introduced as a substitute of higher resistance for the steel 4340. This work has as objective verifies the influence of the plastic deformation on the retained austenite, and its consequence on the microstructure and the mechanical properties of the material. The steel was austenitized in temperature of 900°C for 20 minutes, in furnace of controlled atmosphere, following by an isothermal transformation, accomplished in bath of salt to 400°C, for three different times of permanence in the temperature, 60s, 300s and 1800s. For the identification and quantification of the retained austenite was applied, specially, the heat-tinting technique, where the samples were attacked chemically with nital 2% for 15 seconds, followed by maintenance in muffle furnace, to the 260°C for 9000s. By the tensile tests, it was measured the tensile strength, yield strength and the elongation in function of the time of permanence in the temperature of bainitic transformation, looking for an optimized heat treatment that provides a better relationship strength-tenacity of the 300M steel. Through the used methodology it was observed that with the isothermal treatment the material had its resistance increased in approximately 40%, without ductility loss, when compared with the quench+temper treatment. It was not observed a great difference in the strength values in function of the time of permanence in the bainitic transformation temperature. / Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Coorientador: Tomaz Manabu Hashimoto / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Rosinei Batista Ribeiro / Mestre

Orientador: Maria Amélia Maximo de Araujo / Co-orientador: Maria Filomena Rocha Lima Huhtala / Banca: Miriam Lacalle Turbino / Banca: César Rogério Pucci / Banca: Sérgio Ricardo Garcia Badini / Banca: Ana Paula Martins Gomes / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar a influencia da Clorexidina, Ácido Hialurônico e Vitamina C na resistência adesiva à dentina e na propriedade mecânica (nanodureza e módulo de elasticidade) da camada híbrida. A dentina superficial de noventa e seis dentes bovinos foi exposta. Os espécimes foram divididos em quatro grupos (n=24) de acordo com o tratamento dentinário: G1 (Controle) - aplicação do sistema adesivo (Adper Single Bond 2); G2 - tratamento com solução de clorexidina a 2% por 1 min + sistema adesivo; G3 - tratamento de solução com Ácido Hialurônico 1% por 1 min + sistema adesivo; G4 - tratamento com solução de Vitamina C (Vit C) 10% por 1 min + sistema adesivo. Após polimerização do sistema adesivo foi aplicado duas camadas de resina composta Filtek 250 (3M ESPE) de forma incremental com auxílio de uma matriz e fotopolimerizada por 20 s cada. Em seguida, os espécimes foram armazenados em água destilada a 37°C por 24 h (n=12) e 6 meses (n=12). Após o período de armazenamento, os espécimes foram seccionados onde se obteve um espécime de aproximadamente 1 mm2 de área. Foram submetidos ao teste de microtração em máquina de ensaio universal (DL-1000, EMIC/10 kgf/ 0,5 mm/min). Cinco espécime de cada grupo armazenado por 6 meses foi submetido ao teste de nanodureza e módulo de elasticidade da camada híbrida. Os dados foram submetidos aos testes estatísticos Anova 2 fatores e Tukey. No grupo após armazenamento 24 h mostraram que os maiores valores foram obtidos nos G1, G2 e G3, mas após 6 meses de armazenamento apenas o G2 e G3 apresentaram os maiores valores. Com relação às propriedades mecânicas o G3 apresentou o maior valor de dureza quando comparado aos demais grupos estudados. Não houve diferença estatística significante quanto ao módulo de elasticidade entre os grupos. Concluimos que a aplicação da clorexidina e ácido hialurônico na dentina foi .... / Abstract: The aim of this study was to evaluate the influence of chlorhexidine, hyaluronic acid and C vitamin C on dentin bond strength and on the hybrid layer mechanical properties. The buccal surface of ninety six extracted bovine teeth was ground to exposure a flat dentin surface. The specimens were divided in four experimental groups (n=24): G1 (Control) - application of the adhesive system (Adper Single Bond 2); G2: dentin treatment with chlorhexidine 2% for 1 min + adhesive system; G3: dentin treatment with hyaluronic acid 1% for 1 min + adhesive system; G4: dentin treatment with C vitamin 10% for 1 min + adhesive system. After polymerization of the adhesive system, two increments of the composite resin, Filtek Z 350 (3M ESPE), were placed on dentin with the aid of a matrix and polymerized for 20 s each. The specimens were stored in distilled water at 37ºC for 24 h (n=12) and 6 months (n=12). They were then sectioned in order to obtain specimens with an area of approximately 1 mm2. They were submitted to microtensile bond strength tests using a universal testing machine (DL- 1000, EMIC/10 kgf/ 0,5 mm/min). One specimen of each of the groups stored for 6 months was submitted to nanohardness and elasticity module tests for the hybrid layer. Data were analyzed by two-way ANOVA and Tukey's test. Tests performed after 24 h showed higher adhesive bond strength for groups G1, G2 and G3, but after six months the highest values were presented by groups G2 and G3. Nanohardness tests revealed greater resistance for G3 compared to the other groups. Modulus of elasticity was found to be the same for all groups. It could be concluded that the application of chlorhexidine and hyaluronic acid on dentin was effective in keeping high bond strength values after 6 months but regarding the hybrid layer only hyaluronic acid increased nanohardness / Doutor

Orientador: Steven Frederick Durrant / Banca: José Humberto Dias da Silva / Banca: Daniel Acosta Avalos / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Foram produzidos filmes finos amorfos hidrogenado com incorporação de cloro por duas técnicas: (i) Deposição à Vapor Químico Assistido por Plasma (PECVD) e (ii) Implantação Iônica e Deposição por Imersão em Plasma (PIIID). Os filmes foram produzidos a partir de misturas de C2H2, CHCI3 e Argônio. Foram investigados os efeitos da implantação iônica na estrutura química e nas propriedades ópticas dos filmes. As alterações na estrutura dos filmes foram analisadas por Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e Espectroscopia de fotoelétrons de raio-X (XPS). Os efeitos provocados nas propriedades ópticas foram estudados pela comparação de constantes ópticas calculadas a partir de espectros de transmitância Ultravioleta - Visível - Infravermelho próximo. Foram calculados o índice de refração, o coeficiente de absorção dos filmes o e gap óptico por modelos distintos. As espessuras dos filmes foram medicas diretamente por perfilometria e os resultados foram comparados com valores obtidos por cálculo indireto utilizando os dados espectrais. Alerações de molhabilidade que foram estudadas a partir de medidas de ângulo de contato. Os resultados das caracterizações de FTRI e XPS revelaram a presença de cloro nos filmes. O índice de refração dos filmes produzidos por PIIID apresentou a tendência de ser maior do que dos filmes produzidos por PECVD sob as mesmas condições. O aumento do teor de CHCI3 na mistura utilizada na produção dos filmes resultou no aumento do gap óptico e no aumento na taxa de deposição dos filmes para os dois processos. Os filmes clorados produzidos pelos dois processos apresentaram ângulo de contato relativamente próximo ao ângulo de contato de PVC comercial / Abstract: Amorphous hydrogenated carbon thin films also containing chlorine were produced by two techniques: (i) Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), and (ii) Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition (PIIID). The films were produced from mixtures of C2H2 and Ar. The effects of ion implantation on the film structural and optical properties were investigated. Differences in the chemical structure of the films were revealed by Fourier transform infrared spectroscopy (XPS). Changes produced in the optical proerties were studied by comparison of the optical constants calculated from Ultraviolet - Visible - Near Infrared transmittance spectra. The refractive index, absorption coefficient and optical gap were calculated using distinct models. The thicknesses of the films were measured directly by perfilometry and the results compared with values obtained by indirect calculations based on the spectral data. Alterations in wettability were examined via contact angle measurements. Evidence for the presence of chlorine in the films was obtained from the FTIR and XPS spectra. The refractive indices of the films produced by PIIID tended to be higher than those of the films produced by PECVD under the same conditions. Increases in the optical gaps and the deposition retes of films produced by the two processes were observed as the proportion of CHCI3 in the plasma feed increased. The chlorinated films produced by the two process exhibited contact angles relatively close to that of commercial PVC / Mestre

Orientador: João Manuel Marques Cordeiro / Banca: Victor Ciro Solano Reynoso / Banca: Osmar Vital de Oliveira / Resumo: PbO possui duas fases alotrópicas principais: (i) a-PbO, com estrutura tetragonal, tipo massicote, pertencente ao grupo espacial P42/mnm (129), com célula de parâmetros a=0,3975nm e c= 0,5022nm e (ii) B-PbO, tipo litárgico, estrutura ortorrômbica pertencente ao grupo espacial Cmma (67), com constantes de célula: a= 0,5609nm, b =0,5607nm e c=0,4997nm. PbO2 possui duas fases alotrópicas principais: (i) a-PbO2, tipo columbita,com estrutura ortorrômbica que pertence ao grupo de espacial Pbcn (60), com parâmetros de rede: a= 0,497nm, b= 0,596nm e c= 0,544nm, e (ii) B-PbO2, tipo rutilo, estrutura tetragonal pertencente ao grupo espacial P42/mnm (136), com parâmetros de rede: a = 0,491 nm e c = 0,3385 nm. a-PbO e B-PbO2 são ambos considerados materiais altamente covalentes com forte hibridação entre os orbitais 2p de O e 6s e 6p doPb. Para o PbO a fase α apresenta um band gap indireto, diferentemente do B-PbO em que o band gap é direto, materiais de band-gap indireto a energia absorvida é liberada na forma não apenas de luz, mas também de calor. Analisando-se as densidades de estado, em ambas as fases, a banda de valência é formada predominantemente deorbitais do O, já a banda de condução é formada por orbitais do metal. B-PbO2 é um semicondutor com band gap estreito, que recebeu grande atenção ultimamente devido à sua potencial utilização como óxido condutor transparente (TCO). Neste trabalho, adotamos uma abordagem mecânico-quântica baseada na Teoria do Funcional de Densidade periódica, com potencial híbrido B3LYP.Assim, investigamos a estrutura eletrônica de todas as fases com o objetivo de contribuir para uma melhor compreensão do comportamento dos referidos materiais. O código computacional CRYSTAL09 foi utilizado para os cálculos. Os dados da estrutura de bandas, sugerem que a condução do B-PbO2 é uma característica intrínseca do material que surge a partir das sobreposições dos orbitais 6s da banda... / Abstract: PbO has two main allotropic phases: a-PbO, massicot type tetragonal structure belonging to space group P42/mnm (129), with cell constants a = 0.3975 nm and c = 0.5022 nm and B-PbO, litharge type orthorhombic structure belonging to the space group Cmma (67), with cell constants a = 0.5609 nm, b = 0.5607 nm and c = 0.4997 nm. PbO2 has two main allotropic phases: a-PbO2, columbite type orthorhombic structure belonging to the space group Pbcn (60), with cell constants a = 0.497 nm, b = 0.596 nm and c = 0.544 nm, and B-PbO2, rutile type tetragonal structure belonging to space group P42/mnm (136), with cell constants a = 0.491 nm and c = 0.3385 nm. a-PbO and B-PbO2 are both considered highly covalent materials with strong hybridization between the 2p orbitals of O and 6s and 6p orbitals of Pb. B-PbO2 is a narrow band gap semiconducting, which has received a great deal of attention lately due to their potential use as TCO. In this work, we adopt a quantum mechanical approach based on the periodic Density Functional Theory (DFT), with B3LYP hybrid potential, to investigate the electronic structure of all phases, aiming to contribute to a better understanding of the materials behavior. The CRYSTAL09 code has been used for the calculations. From the calculations of band structures, it is suggested that the conducting behavior of B-PbO2 is an intrinsic characteristic of the material that arises from the overlaping of the 6s orbital of the conducting band of Pb and the 2p orbital of the top of valence band of O. The charge density of the Pb cations in B-PbO2 and a-PbO2 is about half the formal ionic charge. PbO2 has a small direct band gap / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000440909-Texto+Completo-0.pdf: 2969914 bytes, checksum: 4c85990c58ed87e8fb0f8ed039b46fe8 (MD5) Previous issue date: 2012 / The need of new and different polymeric materials has attracted the attention to the study of composites using inorganic fillers. Considering the wide range of applications of the polyurethanes (PU) and the use of aqueous polyurethane dispersions in several areas, this work aimed to study the preparation and characterization of PU composites with zinc oxide (ZnO) and silica from the ash rice husk (SCA) in an aqueous dispersion of polyurethane (PAD). The composites were prepared with commercial materials, which was used in two different methods: in situ polimerization, where the load was added with the formed prepolymer and by physical mixing, where the load was added to the finished PAD. For these reaction, it was added 1%, 3% and 5% w / w ZnO and SCA, related to the mass of polyurethane formed in the reaction with the polyester polyol and isophorone diisocyanate (IPDI). The composites were characterized by infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA) and thermodynamic-mechanical analysis (DMA). By analyzing the results, the composites with better mechanical performance were prepared in situ independent of used load. All composites showed degradation temperature, when compared with the pure PU (at least 20 ° C, regardless of the used load). It was observed that the in situ method provided better distribution of the inorganic filler in the polymer matrix besides that, the thermal properties (degradation temperature) and the mechanical properties were superior than the pure polymer. / A necessidade de desenvolvimento de novos e diferenciados materiais poliméricos fez com que as atenções fossem voltadas para o estudo de compósitos utilizando cargas inorgânicas usuais. Levando em consideração a grande aplicação dos poliuretanos (PU) e a utilização de dispersões aquosas poliuretanos em diversas áreas, este trabalho teve como objetivo principal o estudo da preparação e caracterização de compósitos de PU com óxido de zinco (ZnO) e sílica proveniente da cinza da casca de arroz (SCCA) em uma dispersão aquosa de poliuretano (DAP). Os compósitos foram preparados com matérias-primas comerciais, onde foi utilizado de dois métodos diferentes: in situ, onde a carga foi adicionada na formação do pré- polímero e por meio mistura física, onde a carga foi adicionada na DAP finalizada. Nestas reações foram adicionados 1 %, 3 % e 5 % m/m de ZnO e de SCCA, levando em conta a massa de poliuretano formada na reação com poliol poliéster e com o diisocianato de isoforona (IPDI). Os compósitos foram caracterizados por espectrometria de infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e análise termodinâmico-mecânica (DMA). Pela análise dos resultados obtidos, os compósitos que apresentaram melhor desempenho mecânico foram os preparados in situ com ambas as cargas utilizadas. Todos os compósitos apresentaram temperatura de degradação superior ao PU puro (de no mínimo 20 °C independente do tipo de utilização da carga). Pode-se verificar também que o método in situ proporcionou melhor distribuição da carga inorgânica no filme de poliuretano e, de forma geral, propriedades térmicas (temperatura de degradação) e mecânicas foram superiores ao polímero puro.

Este trabalho investigou a síntese de nanotubos de carbono (NTCs) por decomposição térmica de ferroceno, utilizado como precursor e catalisador da reação. Para tanto, foram testados como substratos para a nucleação dos NTCs quatro pós de sílica com diferentes áreas superficiais: 0.5, 50, 200 e 300m2/g. Foram realizadas sínteses a diferentes temperaturas: 600 a 1000°C, para cada pó de sílica investigado. Foi observado que o pó de sílica com a maior área superficial possibilitou a síntese de NTCs a temperatura mais baixa (600°C), enquanto que o substrato com a menor área superficial (50 m2/g) só possibilitou a síntese de NTCs a temperaturas de síntese acima de 750°C. Visando avaliar a influência da composição química dos substratos na nucleação de NTCs, outros quatro distintos substratos foram investigados: alumina, zircônia, negro de fumo e NTCs previamente sintetizados. Os resultados obtidos mostraram que a composição química dos substratos não apresenta influência significativa na nucleação e crescimento dos NTCs, somente a área superficial influenciou na síntese. Os NTCs obtidos foram submetidos a um tratamento térmico em atmosfera inerte (1000°C e patamar de 10min) visando avaliar a influência da temperatura na estrutura dos NTCs e nas fases presentes no interior destes nanotubos. Os NTCs sintetizados foram caracterizados antes e depois do tratamento térmico por espectroscopia Raman, análise térmica, difração de raios X e microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão. As propriedades magnéticas dos NTCs foram avaliadas através da curva de histerese e de espectroscopia Mössbauer. Os resultados obtidos indicaram um comportamento ferromagnético dos NTCs sintetizados. A espectroscopia Mössbauer evidenciou, ainda, que as fases presentes nos NTCs antes e depois do tratamento térmico são: Fe-α e carbetos de ferro. A variação do teor das fases com o tratamento térmico foi significativa: o Fe-α aumentou de 10% em peso para 76% em peso e os carbetos foram reduzidos de 90% para 24% em peso. Isso repercutiu no comportamento magnético dos NTCs sintetizados. Com base nestes resultados, conclui-se que existe uma forte correlação entre o processo de manufatura dos NTCs – considerando parâmetros de síntese e tratamento térmico – e a composição das fases encapsuladas pelos nanotubos. Assim, pôde-se concluir que é possível controlar a propriedade magnética final (por exemplo, coercividade) dos NTCs preenchidos com material magnético em função dos parâmetros de síntese / tratamento térmico a que os NTCs são submetidos. / This work investigated the synthesis of CNTs from ferrocene used as both catalyst and carbon precursor. Four different surface areas of silica powder were tested as substrate for CNTs nucleation: 0.5, 50, 200 and 300m2/g. Syntheses at different temperatures were, therefore, performed: 600 till 1000°C, for each silica powder tested as substrate. It was observed that the silica powder with the highest surface area allowed the synthesis of CNTs to occur at a lower temperature (600°C), whereas substrates with a surface area lower than 50 m2/g will only form nanotubes at temperatures higher than 750°C. In order to evaluate the influence of chemical composition of the substrate on the CNTs’ nucleation, another four different powders were used as substrates: alumina, zirconia, carbon black, and previously synthesized CNTs. Results showed that the chemical composition of the substrate does not play a relevant role in the synthesis of CNTs, only the surface area showed an influence. In addition, it was performed a heat treatment (1000°C at a dwell time of 10min) at inert atmosphere on the CNTs synthesized in order to evaluate whether the temperature has any influence on the structure of CNTs and the phases into these CNTs. Raman spectroscopy, thermal analysis, x-ray diffraction and electronic microscopy were used to characterize the synthesized CNTs before and after heat treatment. The magnetic properties of CNTs as grown and after heat treatment were evaluated through hysteresis loop and Mössbauer spectroscopy. Results obtained showed a ferromagnetic behavior of the synthesized CNTs; hence, Mössbauer spectroscopy evidenced that the phases encapsulated by the CNTs before and after heat treatment are: α-Fe and iron carbides. The percentage of these phases, however, showed a large modification after the heat treatment, α-Fe increased from 10 to 76 wt% and carbides decreased from 90 to 24 wt%. This reverberates in a different magnetic response. Based on these results, one concluded that there is a correlation between the manufacturing process - considering synthesis parameters and heat treatment - and the composition of iron-containing phases in the CNTs. Therefore, it is seen that it is possible to control the final magnetic properties, e.g. coercivity, of CNTs filled with magnetic material so as to synthesize the most appropriate magnetic nanomaterial for a specific application.

Nesta tese abordamos o tema das transi c~oes de fases qu^anticas no contexto de l quidos de spins usando dois modelos e duas abordagens te oricas diferentes. A area das transi c~oes de fases qu^anticas e bastante vasta e, por esse motivo, escolhemos dois exemplos espec cos, que tem solu c~ao exata. O primeiro exemplo e descrito por excita c~oes elementares denominadas modos de majorana de energia zero que est~ao relacionadas as propriedades topol ogicas, enquanto que o segundo exemplo e descrito por spinons livres que obedecem a estat sticas fracion arias. Nos dois casos, estas excita c~oes elementares v^em da sistemas interagentes de muitos corpos, as quais s~ao fundamentalmente diferentes dos f ermions e b osons. Portanto, as regras de segunda quantiza c~ao usuais n~ao est~ao dispon veis para esses sistemas, abrindo espa co para desenvolver novas teorias e t ecnicas. Nesta tese temos a oportunidade, em termos gerais, de reunir aspectos b asicos das propriedades topol ogicas de sistemas de baixa dimensionalidade, por um lado, e colocar em opera c~ao alguns detalhes da estrutura da ^algebra Yangiana para lidar com a f sica de spinons livres, por outro lado. Primeiramente come camos por estudar o efeito da inomogeneidade espacial na cadeia de Kitaev. Este modelo unidimensional descreve um supercondutor de onda p caracterizado por fases topol ogicas/n~ao-topol ogicas. Usando o m etodo de c elula unit aria ampliada, estudamos um invariante topol ogico apropriado para descrever os efeitos das modula c~oes espaciais nos par^ametros do modelo Encontramos o surgimento de regi~oes n~ao-topol ogicas compactas, as que chamamos de bolhas, as quais s~ao descritas por estados topol ogicos protegidos no caso homog^eneo. Para caracterizar estas fases, desenvolvemos uma descri c~ao polinomial do invariante topol ogico, o que nos levou a uma explica c~ao do surgimento destas bolhas na regi~ao topol ogica, assim como a identi car uma estrutura interna do invariante topol ogico, tendo este um comportamento notoriamente semelhante a fun c~ao de correla c~ao de spins do modelo XY de spin-1=2. Ambos modelos exibem a mesma regi~ao de oscila c~oes nos seus diagramas de fase. Isto e um efeito da dualidade, j a que ambos modelos est~ao ligados por uma transforma c~ao de Jordan-Wigner. Como uma aplica c~ao do nosso m etodo, utilizamos ele para caracterizar um modelo efetivo correspondente a um modelo de ligaduras-fortes de f ermions sem spin, com uma intera c~ao de carga a primeiros vizinhos que e modulada periodicamente. Usando o formalismo de Floquet, achamos um Hamiltoniano efetivo o qual e levado a cadeia de Kitaev inomog^enea descrita por um emparelhamento a primeiros vizinhos dimerizado e um emparelhamento a segundos vizinhos. Aplicando o nosso formalismo, conseguimos descrever os efeitos da depend^encia temporal deste modelo efetivo. Na segunda parte da tese, estudamos o modelo unidimensional de Haldane- Shastry, mais uma intera c~ao quiral dada pelo componente-z do operador de rapidez O modelo de Haldane-Shastry consiste numa cadeia homog^enea com condi c~oes de borda peri odicas de spins 1=2, com uma intera c~ao de troca entre os spins que decai com o inverso da dist^ancia ao quadrado. Este modelo e integr avel, exatamente sol uvel atrav es da ^algebra Yangiana, e as suas simetrias descrevem as excita c~oes elementares, dadas por spinons livres que satisfazem estat sticas fracion arias. Uma vez que a intera c~ao quiral e tomada como o operador de rapidez, da Yangiana, a simetria do novo modelo n~ao muda, o que nos permite utilizar o formalismo das Tabelas de Young Modi cadas para descrever seus autoestados. Descobrimos que o espectro do modelo original e separado quando a intera c~ao quiral e ligada. A ^algebra Yangiana e respons avel por esta separa c~ao, resultando em regras de quantiza c~ao n~aotriviais que foram estudadas pela teoria de representa c~ao da ^algebra. Ap os nossa descri c~ao num erica para sistemas nitos, ampliamos nossos resultados para o limite termodin^amico, achando uma descri c~ao geral das transi c~oes do estado fundamental para baixas energias, que e v alida at e para a cadeia in nita. Para nalizar, e como uma aplica c~ao, utilizamos o modelo de Haldane-Shastry com intera c~ao quiral para introduzir uma fam lia de modelos de spins com intera c~oes a mais vizinhos, cujas constantes de acoplamento s~ao extra das deste modelo. Descrevemos como a solu c~ao desses modelos pode ser achada por meio da nossa abordagem, o que nos permite formular a quest~ao sobre o v nculo que t^em entre eles. / In this thesis we address the subject of quantum phase transitions within the context of spin liquids using two di erent models and two theoretical approaches. The eld of quantum phase transitions is quite vast and for that reason we selected two speci c examples, which are exactly solvable. The rst one is described by elementary excitations called majorana zero modes which are related to topological phases, and the second one is described by free spinons that obey fractional statistics. In both cases, these are elementary excitations from interacting many-body systems, which are essentially very di erent from fermions or bosons. Therefore, the usual second quantization rules are not available for these systems, opening the gate for developing new theories and techniques. In this thesis we have the opportunity, broadly speaking, to gather basic aspects of topological properties of low dimensional systems in one hand, and to bring into operation some details of the structure of the Yangian algebra to deal with the physics of free spinons, on the other hand. We rst start by studying the e ect of spatial inhomogeneities in the Kitaev chain. This one-dimensional model describes a p-wave superconductor which is characterized by topological/non-topological phase transitions.Using an enlarged unit-cell method, we studied a suitable topological invariant to describe the e ects of spatial modulations in the parameters of the model.We found the emergence of compact non-topological regions, we called them bubbles, that are described by topological protected states in the homogeneous case To characterize these phases, we developed a polynomial description of the topological invariant, which led us to account for the emergence of bubbles in the topological region, as well as to identify an internal structure of the topological invariant, which has a notorious similar behavior with the spin correlation function of the XY spin-1=2 model. Both models exhibit the same oscillation region in their phase diagrams. This is an e ect of duality, as both models are linked through a Jordan-Wigner transformation. As an application of our method, we used it to characterize an e ective model corresponding to a onedimensional tight-binding model of spinless fermions with a nearest-neighbor charge interaction, which is periodically driven. Using the Floquet formalism, we found an e ective Hamiltonian which is mapped into an inhomogeneous Kitaev chain described by a dimerized nearest-neighbor pairing and a next-nearest-neighbor pairing term. Applying our formalism, we accomplish a description of the e ects of the time-dependence of this e ective model. In the second part of this thesis, we studied the one-dimensional Haldane-Shastry model plus a chiral interaction given by the z-component of the rapidity operator. The Haldane-Shastry model is a periodically bounded spin-1=2 homogeneous chain with a long-range exchange interaction that falls o with the inverse of the distance squared among the spins This model is integrable, exactly solvable through the Yangian algebra and its symmetries describe elementary excitations given by free spinons which satisfy a fractional statistics. Since the chiral interaction is taken as the rapidity operator from the Yangian, the symmetry of the new model does not change, allowing us to use the Modi ed Young Tableaux formalism to describe their eigenstates. We found that the spectrum of the original model split when the chiral interaction is turned on. The split is governed by the Yangian algebra, resulting in non-trivial quantization rules which were studied by the representation theory of the algebra. After our numerical description for nite systems, we extended our results towards a thermodynamic limit, nding a general description of the groundstate transitions at low energy that is also valid for the in nite chain. Finally, as an application, we used the Haldane-Shastry model with a chiral interaction to introduce a family of spin models with di erent medium-range interactions whose coupling constants are extracted from this model. We describe how the solution of these models can be found by our approach and formulate the question about the link among them.