Neste trabalho foi desenvolvido um dispositivo, denominado forno de indução eletromagnética (FIE), que permite trabalhar em altas temperaturas ~ 1900oC e com vácuo dinâmico equivalente a uma pressão parcial de oxigênio PO2 ~ 10-10 atm. Durante os experimentos de calibração do FIE, foram estudadas amostras de um composto binário de Y2O3 com 3% em mol de ZrO2, cujo pó foi obtido por mistura de óxidos. As amostras foram conformadas por prensagem uniaxial de 50 MPa, seguida de prensagem isostática a 350 MPa por 10 minutos e submetidas à sinterização em temperaturas superiores a 1800oC, resultando em transparência superior a 60% para comprimentos de onda em torno de 800 nm. Posteriormente, um composto quaternário de BaTi0.85Zr0.15O3 foi produzido por mistura de óxidos e calcinação a 1200oC. As amostras foram então conformadas seguindo a mesma metodologia da Y2O3, posteriormente sinterizadas entre 1250oC a 1400oC, com patamares de 1 h e 3 h. As amostras preparadas no FIE foram submetidas a uma pressão parcial de oxigênio de ~ 10-7 atm, enquanto outro conjunto de amostras foi sinterizado em um forno elétrico convencional (FEC) com atmosfera aberta para comparação. Foram realizadas caracterizações microestruturais aplicando-se as técnicas de difração de raios X, BET, EDX, microscopia eletrônica de varredura, além de caracterização elétrica por espectroscopia de impedância. Destas caracterizações verificou-se a obtenção de partículas do pó de BaTi0.85Zr0.15O3 com tamanho médio de 110 nm. O tamanho médio dos grãos nas microestruturas variou entre 4 e 30 &microm nas amostras fabricadas em FEC, enquanto nas amostras fabricadas em FIE o tamanho foi em torno de 250 nm. Para as amostras feitas no FEC, a resposta dielétrica dos grãos evidenciou o cumprimento da lei de Curie-Weiss conforme o modelamento bricklayer feito no programa Zview, porém foi observada anomalia dielétrica para medidas de permissividade em temperaturas maiores do que 96oC. O material feito no FIE não apresentou comportamento ferroelétrico no intervalo de temperatura estudado de -243 - 137oC, mas foi evidenciado um comportamento típico de material varistor. Considerando a relação entre as propriedades macro e microscópicas no modelo bricklayer, a ferroeletricidade e a variação da anomalia dielétrica são discutidas em função do tamanho de grãos para as amostras feitas no FEC. Com base no modelo de Pike para varistores, o comportamento varistor do material feito no FIE é discutido em função dos defeitos causados pela baixa pressão parcial de oxigênio ~ 10-7 atm. / In this work it has been developed a device, called electromagnetic induction furnace (EIF), which allow us to work at high temperatures ~ 1900oC and under dynamic vacuum equivalent to partial pressure of oxygen PO2 ~ 10-10 atm. During the calibration experiments of the EIF, it was studied a binary compound of Y2O3 with 3 mol% of ZrO2 which was obtained by mixing oxides. The samples were processed by uniaxial pressing 50 MPa followed by isostatic pressing at 350 MPa for 10 minutes and submitted to sintering at temperatures above 1800 oC, resulting in transparency greater than 60% for wavelengths around 800 nm. After, a quaternary compound of BaTi0.85Zr0.15O was produced by mixing oxides and calcination at 1200 oC. Then the samples were shaped according to the same methodology of the Y2O3 subsequently sintered between 1250oC to 1400 oC, with 1 h and 3 h baseline. The samples prepared in the EIF were submitted to oxygen partial pressure of ~ 10-7 atm, while another samples set was sintered in a conventional electric furnace (CEF) with open atmosphere for comparison. Microstructural characterizations were performed by applying the techniques of X-ray diffraction, BET, EDS, SEM, and electrical characterization by impedance spectroscopy. In these characterizations were obtained powder particles of BaTi0.85Zr0.15O3 with an average size of 110 nm. The average grain size in the microstructures ranged between 4 and 30 &microm in the samples fabricated in CEF, but in the samples manufactured in EIF the size has been around 250 nm. For samples made in the CEF, the dielectric response of the grains showed the fulfillment of the Curie-Weiss law according to the bricklayer model made in the Zview program, but was observed dielectric anomaly on measurements of permittivity at temperatures higher than 96 oC. The material made in EIF does not showed ferroelectric behavior in the studied temperature range -243 - 137 oC, but was shown a typical behavior of varistor material. Considering the relationship between macroscopic and microscopic properties in the bricklayer model, the ferroelectricity and the dielectric anomaly variation are discussed at function of the grain size for samples made in CEF. Based on the model of Pike for varistors, the varistor behavior of the material made in EIF is discussed in terms of defects caused by low oxygen partial pressure ~ 10-7 atm.

Pouco ainda se sabe das respostas do orégano frente às condições brasileiras de cultivo agrícola. Esta dissertação tem por objetivo verificar as respostas do orégano em produção de biomassa e óleo essencial frente ao déficit hídrico ocasionado por diferentes potenciais matriciais da água no solo. Em casa de vegetação, foram realizados dois experimentos em vasos de 15 L. O primeiro ensaio foi realizado na primavera/verão de 2014/2015 e o segundo ensaio no outono/inverno de 2015, em um delineamento em blocos casualizados em fatorial 4 X 3 + 1 composto por quatro potenciais mátricos da água no solo (-60,8; -91,2; - 121,2 e -152,0 kPa) adotados em três fases do cultivo (ciclo todo, fase vegetativa e fase de pré-florescimento) e o tratamento adicional (-19,7 kPa equivalente a capacidade de campo), com 6 repetições, totalizando 78 parcelas. Aos 96 dias após o transplantio das mudas foram realizadas as colheitas e a avaliação das plantas cultivadas, por meio da determinação da biomassa fresca e seca, teor e rendimento de óleo essencial e produtividade da água em função da biomassa seca e óleo essencial. O potencial mátrico -60,8 kPa adotado no manejo da irrigação durante todo o cultivo do orégano resultou no maior teor e rendimento de óleo essencial, já o potencial mátrico -91,2 kPa adotado no manejo da irrigação durante o préflorescimento do orégano resultou na melhor média de biomassa seca. O potencial mátrico -60,8 kPa adotado no manejo da irrigação durante o pré-florescimento do orégano resultou na melhor média de biomassa fresca. A maior produtividade da água em função do óleo essencial foi alcançada manejando a irrigação do orégano a -60,8 kPa durante todo ciclo de cultivo, a maior produtividade da água em função da biomassa seca foi obtida manejando a irrigação do orégano a -91,2 kPa durante todo ciclo de cultivo. A melhor estação sazonal para cultivo do orégano tendo por foco a extração de óleo essencial foi à primavera/verão e ambas estações sazonais são recomendadas para o cultivo do orégano tendo por foco a produção de biomassa seca e fresca. / Little is known about the responses of oregano against the brazilian conditions of agricultural cultivation. This dissertation aims to verify the oregano responses in biomass and essential oil production against water deficit caused by different matric potentials of water in the soil. At the greenhouse, two experiments were conducted in 15L pots. The first trial was conducted in the spring / summer 2014/2015 and the second during the autumn / winter 2015, in a randomized block design in a factorial 4 x 3 + 1 consisting of four potential matric of water in the soil (-60, 8; -91.2; -121.2 and -152.0 kPa) adopted in three different stages of cultivation (the whole cycle, vegetative phase and pre-flowering) and the additional treatment (- 19.7 kPa equivalent to the field capacity), with 6 repetitions, totaling 78 plots. At 96 days after transplanting the seedlings, plants were harvested and evaluated by determining the weight of fresh and dried biomass, content and yield of essential oil and water productivity according to the dried biomass and essential oil. The matric potential of -60.8 kPa adopted in the management of irrigation throughout the oregano cultivation resulted in higher content and essential oil yield, while the matric potential of -91.2 kPa adopted in the management of irrigation during the preflowering oregano resulted in the best average of dry biomass. The matric potential of -60.8 kPa adopted in the management of irrigation during the oregano pre-flowering resulted in a better fresh biomass average. The highest yield of water in function of essential oil was achieved during oregano irrigation with -60.8 kPa throughout the growing season while the highest water productivity in function of dry biomass was obtained managing oregano irrigation to -91,2 kPa throughout the crop cycle. The best season for seasonal oregano cultivation focusing on essential oil extraction was the spring / summer and both seasonal stations are recommended for oregano cultivation focusing on the production of fresh and dry biomass.

Neste trabalho, cerâmicas de BaTiO3 foram preparadas pelo método de Pechini com o propósito de estudar as suas propriedades dielétricas, incluindo as anomalias dielétricas de origem interfacial nestes ferroelétricos. Após calcinação das soluções precursoras a 600 oC por 2h, os pós compactados foram sinterizados a várias temperaturas entre 1150 e 1450 oC. Subseqüentemente, foram realizadas caracterizações (micro)estruturais aplicando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X, além de estudos dielétricos utilizando a técnica de espectroscopia de impedância. Destas caracterizações, verificou-se a obtenção de materiais cerâmicos com tamanhos de grãos variando entre 0,8 e 37 micrometros ao aumentar a temperatura de sinterização. Os resultados de dinâmica térmica de densificação indicam a contribuição de dois mecanismos independentes: (i) sinterização com participação de fase líquida, induzindo altas densidades dos materiais a partir de ~1300 oC (perto do ponto eutético), e (ii) sinterização via reação de estado sólido, implicando alta sinterabilidade mesmo abaixo dos 1300 oC, em se tratando de pós nanométricos, ou seja, com alta densidade de defeitos e, portanto, processos de difusão iônica intensificados. Por outro lado, a resposta dielétrica dos grãos evidenciou o cumprimento da lei de Curie-Weiss, típica de ferroelétricos, enquanto um fenômeno de anomalia dielétrica (não cumprimento desta lei) foi observado para as respostas totais destes materiais em altas temperaturas e baixas freqüências. A análise dos resultados de espectroscopia de impedância via circuito equivalente, sendo considerado o modelo de camadas (grãos e contornos de grãos) em série, revelou a predominância das propriedades dielétricas das interfaces intergranulares como a causa desta anomalia. Considerando a relação entre propriedades macroscópicas e microscópicas no modelo, a variação da intensidade da anomalia é discutida em função do tamanho dos grãos, sendo este parâmetro uma medida (função inversa) da densidade das interfaces intergranulares. Em geral, este trabalho revela uma excelente correlação entre microestruturas, circuito equivalente e propriedades dielétricas exibidas por estes materiais eletrocerâmicos. / BaTiO3 ceramics were prepared in this work, following the Pechinis method, with the purpose of studying their dielectric properties, including especially the occurrence and characteristics of dielectric anomalies associated to internal interfaces, as often found in ferroelectrics. After calcination of the precursor solutions at 600 oC for 2h, the synthesized green compacts were sintered at several temperatures from 1150 to 1450 oC. Subsequently, (micro)structural characterizations were carried out by applying scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques, followed by dielectric measurements using the impedance spectroscopy technique. From these characterizations, the production of ceramic bodies with average grain sizes varying from 0.8 to 37 micrometer was verified when increasing the sintering temperature. The results of thermal dynamics of densification indicate the contribution of two independent mechanisms, namely (i) liquid phase-assisted sintering, inducing high materials density from ~1300 oC (close to the eutectic point) above, and (ii) solid-state sintering, implying high sinterability even below 1300 oC, as dealing with nanoparticles-sized powders, meaning high density of surface defects and, thus, enhanced ionic diffusion processes. On the other hand, while the dielectric response of the grains satisfied the Curie-Weiss law, typical of ferroelectrics, a dielectric anomaly (departure from this law) phenomenon was observed for the total dielectric response of these materials towards higher temperatures and lower frequencies. The analysis of the results from impedance spectroscopy via equivalent circuit, involving consideration of the series layer (grains and grain boundaries) model, revealed that the predominance of the dielectric properties from the intergranular interfaces is responsible for occurrence of this anomaly. Considering the relation between macroscopic and microscopic properties holding in this model, the variation of the anomaly strength is here discussed in terms of the value of average grain size in these ceramics, a microstructural parameter that represents a measure (inverse function) of the density of the intergranular interfaces. In general, the present study reveals a really good correlation between microstructures, equivalent circuit and dielectric properties exhibited by these electroceramic materials.

O aquecimento por micro-ondas (MO) é uma tecnologia emergente para o processamento térmico contínuo de alimentos líquidos. A taxa d aquecimento e a profundidade de penetração das MO dependem das propriedades dielétricas (PD) do alimento (permissividade elétrica relativa e fator de perda dielétrica ). As PD de água de coco verde e de sucos de frutas cítricas (laranja, limão e tangerina) foram estudadas empregando a técnica de cabo coaxial. As medições foram realizadas em 101 frequências na faixa de 500 MHz até 3000 MHz e em temperaturas entre 0 °C e 90 °C, o que permitiu estudar o efeito da frequência e da temperatura. A profundidade de penetração foi calculada com uma expressão derivada das equações de Maxwell para eletromagnetismo. O trabalho experimental começou com as PD de: água de coco verde simulada, água destilada, solução de açúcares e sais da água de coco verde e água de coco verde natural. Resultados foram comparados para avaliar a contribuição de cada componente (água, açúcares e sais). PD de sucos de diferentes variedades de laranjas, tangerinas e limões, assim como misturas de sucos de duas variedades de laranja, foram também avaliadas. A condutividade elétrica das amostras foi medida nas diferentes temperaturas e o seu efeito sobre o fator de perda foi analisado. Os resultados foram comparados nas frequências comerciais de 915 MHz e 2450 MHz. O comportamento dielétrico das amostras estudadas foi caracterizado por dois mecanismos principais: a condução iônica de sais dissolvidos e a rotação dipolar da molécula de água, os quais têm predominância variável dependendo da frequência e da temperatura. A permissividade elétrica relativa de todas as amostras decresceu com o incremento da temperatura e da frequência, enquanto que o comportamento do fator de perda com a temperatura e frequência foi determinado pela composição. Os sais apresentaram maior efeito que os açúcares sobre as PD da água de coco verde. A profundidade de penetração foi maior na frequência de 915 MHz, associada com o aumento no comprimento de onda. Correlações polinomiais foram ajustadas nas frequências comerciais para representar a dependência com a temperatura. / Microwave (MW) heating is an emergent technology for thermal processing of liquid food products. Heating rate and MW penetration depth depending on dielectric properties (DP) of food material (relative electrical permittivity () and dielectric loss factor ()). DP for green coconut water (GCW) and citrus fruits juices (orange, tangerine and lemon) were studied by open-ended coaxial line probe technique. The measurements were carried out for frequencies between 500 MHz and 3000 MHz at 101 points in this range and temperatures from 0 °C to 90 °C, which allowed studying temperature and frequency effect. The power penetration depth was calculated using an expression derived from the Maxwell equations for electromagnetism. Experimental work started with DP measurement for: simulated (GCW), distilled water, sugars and salts solutions of (GCW) and natural (GCW). Results were compared in order to evaluate the each component contribution (water, sugars and salts). DP for juices from different orange, tangerine and lemon varieties as well as mixtures of orange juice from two varieties, were also evaluated. Electrical conductivity was measured and its effect on dielectric loss factor was analyzed. Obtained results were compared at commercial frequencies of 915 MHz and 2450 MHz. Dielectric behavior of studied samples was characterized by two main mechanisms: ionic conduction of dissolved salts and dipole rotation of water molecules, which presented variable predominance, depending on frequency and temperature. Relative electrical permittivity decreased with increase on both temperature and frequency for all tested samples, whereas dielectric loss factor behavior with temperature and frequency was determined by composition. Salts showed higher effect than sugars on dielectric properties of GCW. Penetration depth was higher at 915 MHz, associated to increasing wave length. Polynomial correlations for DP were adjusted at commercial frequencies in order to illustrate the temperature dependence.

Orientador: José de los Santos Guerra / Resumo: O titanato de bário (BaTiO3, BT) é um material ferroelétrico com diversas aplicações, dentro do mercado de componentes eletrônicos, devido às excelentes propriedades físicas que manifesta, em relação a outros sistemas ferroelétricos, continuando a atrair durante várias décadas o interesse científico e comercial. Dentre o grande número de trabalhos sobre o sistema BT reportados na literatura muitos são associados à vasta gama de aplicações para a indústria eletro-eletrônica, dentre as quais se destacam o uso em dispositivos para capacitores, termistores, entre outros. A dopagem do BaTiO3 com íons doadores implica na mudança de algumas propriedades físicas, que conduzem a comportamentos anómalos em determinados parâmetros físicos, cuja natureza ainda não tem sido muito esclarecida, embora muitos trabalhos tenham se empenhado para tentar justificar tais efeitos. Neste contexto, neste trabalho, as propriedades físicas do sistema BaTiO3 serão investigadas considerando a adição de elementos doadores, nos sítios A e B da estrutura. Em particular, os íons de gadolínio (Gd3+) e nióbio (Nb5+) serão usados como modificadores da estrutura perovskita em substituição dos íons de bário (Ba2+) e titânio (Ti4+) nos sítios A e B, respectivamente, considerando as fórmulas químicas Ba1-xGdxTiO3 e BaTi1-x NbxO3 (sendo x = 0.001, 0.002, 0.003, 0.004 e 0.005). As propriedades estruturais e microestruturais foram investigadas à temperatura ambiente, enquanto as propriedades dielétricas e elétricas f... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMVZ.pdf: 4192238 bytes, checksum: d559e495090cafdd0af882b5cd3cf421 (MD5) Previous issue date: 2007-02-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / The processing of lead metaniobate (PN) ferroelectric ceramics was optimized, therefore, in this work, the main details to obtain PN ceramics with density higher than 96 % of the ideal density are presented and discussed. Taking into account the potential of the lead metaniobate for different applications, mainly for high temperatures, the phase transition characteristics of this material, in both undoped and doped compositions, were detaily investigated. It was verified that the addition of Ti4+ enhances the densification and increase the Curie temperature. Nevertheless, the ferro-paraelectric phase transition is affected by an electric conductive process, which appears in temperatures below and above the Curie temperature. The double ionized oxygen vacancies are proposed to be the charge carriers responsible for this conductive process. The undoped and Ti4+-doped PN ceramics show low values of the mechanical quality factor and high piezoelectric anisotropy, which are desired characteristics for the fabrication of broad band electro-mechanical transducers, mainly to operate in the thickness mode. The addition of Ba2+ to the PN (PBN) considerably decreases the Curie temperature, but it induces a phase transition, leading to the formation of a morphotropic phase boundary (MPB) around the composition with 37 % of Ba2+, in which some properties are enhanced. In this way, the characteristics of the ferro-paraelectric phase transition, for compositions around the MPB, were investigated for Ba2+-doped PN ceramics, textured by hot forging. It was found that the MPB extends towards a wide composition range, in which both tetragonal 4mm and orthorhombic m2m tungsten bronze (TB) phases coexist. In addition, with the increasing temperature, two phase transitions were observed for this composition range. First, the material portion with orthorhombic (m2m) symmetry transforms into the tetragonal (4mm) phase and, second, the 4mm phase (that represents the material in its totality) transforms into the paraelectric phase with the tetragonal 4/mmm TB symmetry. These results helped to complete the reported PBN phase diagram. Moreover, it was found that the La3+ addition to the PBN, for the composition with 56 % of Pb2+, induces the formation of the orthorhombic (m2m) phase. All the (doped and undoped) PN ceramics showed two dielectric dispersion processes at low temperatures, i.e. from 30 to 300 K, which seems to be an inherent feature of all materials with TB structure and ((A1)x(A2)5-xNb10O30) structural formula. The two processes were associated to a phase transition and the formation of incommensurate structures, respectively. The influence of such incommensurate structures on the relaxor behavior and diffusivity of the ferro-paraelectric phase transition was also analyzed. / O processo de obtenção de cerâmicas ferroelétricas de metaniobato de chumbo (PN) foi otimizado, de forma que este trabalho oferece os detalhes necessários para a obtenção de cerâmicas de PN com densidades superiores aos 96 % da densidade ideal. Levando-se em consideração a potencialidade do metaniobato de chumbo para diferentes tipos de aplicações, principalmente em altas temperaturas, foi realizada uma investigação detalhada das características da transição de fase nesse material puro e dopado. Verificou-se que a adição de Ti4+ favorece a densificação das cerâmicas e aumenta a temperatura de Curie. Contudo, a transição de fase ferro-paraelétrica é afetada por um processo de condutividade elétrica que se manifesta tanto em temperaturas inferiores quanto superiores à temperatura de Curie. Por outro lado, determinou-se que o portador de carga responsável por tal processo condutivo são as vacâncias de oxigênio duplamente ionizadas. As cerâmicas de PN, puras e dopadas com Ti4+, apresentaram baixos valores do fator de qualidade mecânico e uma alta anisotropia piezoelétrica. Tais características são desejáveis para a fabricação de transdutores eletro-mecânicos de banda larga, principalmente para operar no modo de espessura. A adição de Ba2+ ao PN (PBN) diminui consideravelmente a sua temperatura de Curie, mas induz uma transição de fase, formando um contorno de fase morfotrópico (CFM), ao redor da composição com 37 % de Ba2+, na qual algumas propriedades são maximizadas. Assim, utilizando cerâmicas texturadas de PN dopadas com Ba2+, obtidas por forjamento a quente, foi possível investigar as características da transição de fase ferro-paraelétrica para composições ao redor do CFM. Verificou-se que a região do CFM se estende em uma ampla faixa de composições onde coexistem as estruturas tungstênio bronze (TB) com simetria tetragonal 4mm e ortorrômbica m2m. Observou-se também que, nessa região de composições, ocorrem duas transições de fase com o aumento da temperatura. Inicialmente a fração de fase ortorrômbica se transforma em tetragonal e, posteriormente, todo o material com simetria 4mm passa ao estado paraelétrico, onde adota a estrutura TB com simetria tetragonal 4/mmm. Com esses resultados foi possível complementar o diagrama de fases do PBN existente na literatura. A adição de La3+, na cerâmica de PBN com 56 % de chumbo, favoreceu a formação da estrutura TB com simetria ortorrômbica. Em todas as cerâmicas de PN (puro e dopado), foram observados dois processos de dispersão dielétrica em baixas temperaturas, entre 30 e 300 K, aparentemente são inerentes a todos os materiais com estrutura TB e fórmula estrutural ((A1)x(A2)5-xNb10O30), e estão relacionados com uma transição de fase e com a formação de superestruturas incomensuráveis respectivamente. Foi analisada também a influência de tais superestruturas no comportamento relaxor e na difusividade da transição de fase ferro-paraelétrica das cerâmicas estudadas.

Submitted by MARCO AURÉLIO DE OLIVEIRA null (marcoaureliofisicoufu@hotmail.com) on 2017-10-30T20:24:23Z No. of bitstreams: 1 tese Marco final.pdf: 7398841 bytes, checksum: acb7f174226b997e4c4c4192ff05e406 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-11-09T18:32:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_ma_dr_ilha.pdf: 7398841 bytes, checksum: acb7f174226b997e4c4c4192ff05e406 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-09T18:32:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_ma_dr_ilha.pdf: 7398841 bytes, checksum: acb7f174226b997e4c4c4192ff05e406 (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O titanato de bário (BaTiO3, BT) é um material ferroelétrico com diversas aplicações, dentro do mercado de componentes eletrônicos, devido às excelentes propriedades físicas que manifesta, em relação a outros sistemas ferroelétricos, continuando a atrair durante várias décadas o interesse científico e comercial. Dentre o grande número de trabalhos sobre o sistema BT reportados na literatura muitos são associados à vasta gama de aplicações para a indústria eletro-eletrônica, dentre as quais se destacam o uso em dispositivos para capacitores, termistores, entre outros. A dopagem do BaTiO3 com íons doadores implica na mudança de algumas propriedades físicas, que conduzem a comportamentos anómalos em determinados parâmetros físicos, cuja natureza ainda não tem sido muito esclarecida, embora muitos trabalhos tenham se empenhado para tentar justificar tais efeitos. Neste contexto, neste trabalho, as propriedades físicas do sistema BaTiO3 serão investigadas considerando a adição de elementos doadores, nos sítios A e B da estrutura. Em particular, os íons de gadolínio (Gd3+) e nióbio (Nb5+) serão usados como modificadores da estrutura perovskita em substituição dos íons de bário (Ba2+) e titânio (Ti4+) nos sítios A e B, respectivamente, considerando as fórmulas químicas Ba1-xGdxTiO3 e BaTi1-x NbxO3 (sendo x = 0.001, 0.002, 0.003, 0.004 e 0.005). As propriedades estruturais e microestruturais foram investigadas à temperatura ambiente, enquanto as propriedades dielétricas e elétricas foram analisadas em uma ampla faixa de temperatura e frequência. Em particular, os efeitos condutivos proporcionados pela dopagem dos íons doadores em diferentes sítios cristalográficos, cujo estudo ainda não foi reportado na literatura, foram cuidadosamente investigados para melhor compreender os fatores que influenciam e determinam as propriedades semicondutoras de tais materiais, visando aprimorar no entendimento a nível microscópico e macroscópico dos fatores que influenciam e originam os mecanismos condutivos nestes materiais, fatores determinantes para uma posterior aplicação na indústria eletroeletrônica. Os materiais foram obtidos a partir do método de Pechini (ou Método dos Precursores Poliméricos), bem conhecido na literatura por ser um método muito eficiente, quando comparado com métodos convencionais para síntese de materiais policristalinos, pois apresenta inúmeras vantagens, tais como a síntese em baixas temperaturas, baixa contaminação, maior controle estequiométrico, alta homogeneização e possibilidade de obtenção de pós em escala nanométrica. / Barium titanate (BaTiO3, BT) is a ferroelectric material with several applications for the electronic components market, due to its excellent physical properties when compared to other ferroelectric systems. So that, BT continues up today attracting the scientific and commercial interest for several decades. Among the large number of papers on the BT system reported in the literature, many are associated with the wide range of applications in the electric and electronic industry, where the use in capacitors, thermistors and other devices stands out. By doping BaTiO3 with donor ions implies in the change of some physical properties leading to abnormal behaviors in certain physical parameters. The nature of these changes is not yet very clear, although many papers have been reported trying to justify such effects. In this context, this work aims the investigation of the physical properties of the BaTiO3 system, considering the addition of donor elements in the A- and B-sites of the structure. In particular, the gadolinium (Gd3+) and niobium (Nb5+) ions will be used as modifiers on the perovskite structure by substitution of barium (Ba+2) and titanium (Ti+4) ions in the A- and B-site, respectively, considering the Ba1-xGdxTiO3 and BaTi1-x NbxO3 ( where x = 0.001, 0.002, 0.003, 0.004 and 0.005). The structural and microstructural properties were investigated at room temperature, while the electrical and dielectric properties were analyzed in a wide range of temperature and frequency. Particularly, the conductive effects provided by the doping with donor ions in different crystallographic sites, whose study has not yet been reported in the literature, were carefully investigated to better understand the factors that influence and determine the semiconductor properties of such materials. The objective is to enhance the understanding of the factors that influence and originate the conductive mechanisms in these materials at the microscopic and macroscopic level, therefore determining factors for a subsequent application in the electronics industry. The materials were obtained from the Pechini method (known as the Polymeric Precursors Method). This method is well known in the literature because it is a very efficient method, when compared with conventional methods for synthesis of polycrystalline materials, because of the numerous advantages it presents, such as the synthesis at low temperatures, low contamination, greater stoichiometric control, high homogenization and possibility of obtaining nanoscale powders.

Pouco ainda se sabe das respostas do orégano frente às condições brasileiras de cultivo agrícola. Esta dissertação tem por objetivo verificar as respostas do orégano em produção de biomassa e óleo essencial frente ao déficit hídrico ocasionado por diferentes potenciais matriciais da água no solo. Em casa de vegetação, foram realizados dois experimentos em vasos de 15 L. O primeiro ensaio foi realizado na primavera/verão de 2014/2015 e o segundo ensaio no outono/inverno de 2015, em um delineamento em blocos casualizados em fatorial 4 X 3 + 1 composto por quatro potenciais mátricos da água no solo (-60,8; -91,2; - 121,2 e -152,0 kPa) adotados em três fases do cultivo (ciclo todo, fase vegetativa e fase de pré-florescimento) e o tratamento adicional (-19,7 kPa equivalente a capacidade de campo), com 6 repetições, totalizando 78 parcelas. Aos 96 dias após o transplantio das mudas foram realizadas as colheitas e a avaliação das plantas cultivadas, por meio da determinação da biomassa fresca e seca, teor e rendimento de óleo essencial e produtividade da água em função da biomassa seca e óleo essencial. O potencial mátrico -60,8 kPa adotado no manejo da irrigação durante todo o cultivo do orégano resultou no maior teor e rendimento de óleo essencial, já o potencial mátrico -91,2 kPa adotado no manejo da irrigação durante o préflorescimento do orégano resultou na melhor média de biomassa seca. O potencial mátrico -60,8 kPa adotado no manejo da irrigação durante o pré-florescimento do orégano resultou na melhor média de biomassa fresca. A maior produtividade da água em função do óleo essencial foi alcançada manejando a irrigação do orégano a -60,8 kPa durante todo ciclo de cultivo, a maior produtividade da água em função da biomassa seca foi obtida manejando a irrigação do orégano a -91,2 kPa durante todo ciclo de cultivo. A melhor estação sazonal para cultivo do orégano tendo por foco a extração de óleo essencial foi à primavera/verão e ambas estações sazonais são recomendadas para o cultivo do orégano tendo por foco a produção de biomassa seca e fresca. / Little is known about the responses of oregano against the brazilian conditions of agricultural cultivation. This dissertation aims to verify the oregano responses in biomass and essential oil production against water deficit caused by different matric potentials of water in the soil. At the greenhouse, two experiments were conducted in 15L pots. The first trial was conducted in the spring / summer 2014/2015 and the second during the autumn / winter 2015, in a randomized block design in a factorial 4 x 3 + 1 consisting of four potential matric of water in the soil (-60, 8; -91.2; -121.2 and -152.0 kPa) adopted in three different stages of cultivation (the whole cycle, vegetative phase and pre-flowering) and the additional treatment (- 19.7 kPa equivalent to the field capacity), with 6 repetitions, totaling 78 plots. At 96 days after transplanting the seedlings, plants were harvested and evaluated by determining the weight of fresh and dried biomass, content and yield of essential oil and water productivity according to the dried biomass and essential oil. The matric potential of -60.8 kPa adopted in the management of irrigation throughout the oregano cultivation resulted in higher content and essential oil yield, while the matric potential of -91.2 kPa adopted in the management of irrigation during the preflowering oregano resulted in the best average of dry biomass. The matric potential of -60.8 kPa adopted in the management of irrigation during the oregano pre-flowering resulted in a better fresh biomass average. The highest yield of water in function of essential oil was achieved during oregano irrigation with -60.8 kPa throughout the growing season while the highest water productivity in function of dry biomass was obtained managing oregano irrigation to -91,2 kPa throughout the crop cycle. The best season for seasonal oregano cultivation focusing on essential oil extraction was the spring / summer and both seasonal stations are recommended for oregano cultivation focusing on the production of fresh and dry biomass.

O aquecimento por micro-ondas (MO) é uma tecnologia emergente para o processamento térmico contínuo de alimentos líquidos. A taxa d aquecimento e a profundidade de penetração das MO dependem das propriedades dielétricas (PD) do alimento (permissividade elétrica relativa e fator de perda dielétrica ). As PD de água de coco verde e de sucos de frutas cítricas (laranja, limão e tangerina) foram estudadas empregando a técnica de cabo coaxial. As medições foram realizadas em 101 frequências na faixa de 500 MHz até 3000 MHz e em temperaturas entre 0 °C e 90 °C, o que permitiu estudar o efeito da frequência e da temperatura. A profundidade de penetração foi calculada com uma expressão derivada das equações de Maxwell para eletromagnetismo. O trabalho experimental começou com as PD de: água de coco verde simulada, água destilada, solução de açúcares e sais da água de coco verde e água de coco verde natural. Resultados foram comparados para avaliar a contribuição de cada componente (água, açúcares e sais). PD de sucos de diferentes variedades de laranjas, tangerinas e limões, assim como misturas de sucos de duas variedades de laranja, foram também avaliadas. A condutividade elétrica das amostras foi medida nas diferentes temperaturas e o seu efeito sobre o fator de perda foi analisado. Os resultados foram comparados nas frequências comerciais de 915 MHz e 2450 MHz. O comportamento dielétrico das amostras estudadas foi caracterizado por dois mecanismos principais: a condução iônica de sais dissolvidos e a rotação dipolar da molécula de água, os quais têm predominância variável dependendo da frequência e da temperatura. A permissividade elétrica relativa de todas as amostras decresceu com o incremento da temperatura e da frequência, enquanto que o comportamento do fator de perda com a temperatura e frequência foi determinado pela composição. Os sais apresentaram maior efeito que os açúcares sobre as PD da água de coco verde. A profundidade de penetração foi maior na frequência de 915 MHz, associada com o aumento no comprimento de onda. Correlações polinomiais foram ajustadas nas frequências comerciais para representar a dependência com a temperatura. / Microwave (MW) heating is an emergent technology for thermal processing of liquid food products. Heating rate and MW penetration depth depending on dielectric properties (DP) of food material (relative electrical permittivity () and dielectric loss factor ()). DP for green coconut water (GCW) and citrus fruits juices (orange, tangerine and lemon) were studied by open-ended coaxial line probe technique. The measurements were carried out for frequencies between 500 MHz and 3000 MHz at 101 points in this range and temperatures from 0 °C to 90 °C, which allowed studying temperature and frequency effect. The power penetration depth was calculated using an expression derived from the Maxwell equations for electromagnetism. Experimental work started with DP measurement for: simulated (GCW), distilled water, sugars and salts solutions of (GCW) and natural (GCW). Results were compared in order to evaluate the each component contribution (water, sugars and salts). DP for juices from different orange, tangerine and lemon varieties as well as mixtures of orange juice from two varieties, were also evaluated. Electrical conductivity was measured and its effect on dielectric loss factor was analyzed. Obtained results were compared at commercial frequencies of 915 MHz and 2450 MHz. Dielectric behavior of studied samples was characterized by two main mechanisms: ionic conduction of dissolved salts and dipole rotation of water molecules, which presented variable predominance, depending on frequency and temperature. Relative electrical permittivity decreased with increase on both temperature and frequency for all tested samples, whereas dielectric loss factor behavior with temperature and frequency was determined by composition. Salts showed higher effect than sugars on dielectric properties of GCW. Penetration depth was higher at 915 MHz, associated to increasing wave length. Polynomial correlations for DP were adjusted at commercial frequencies in order to illustrate the temperature dependence.

Neste trabalho, cerâmicas de BaTiO3 foram preparadas pelo método de Pechini com o propósito de estudar as suas propriedades dielétricas, incluindo as anomalias dielétricas de origem interfacial nestes ferroelétricos. Após calcinação das soluções precursoras a 600 oC por 2h, os pós compactados foram sinterizados a várias temperaturas entre 1150 e 1450 oC. Subseqüentemente, foram realizadas caracterizações (micro)estruturais aplicando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura e difração de raios X, além de estudos dielétricos utilizando a técnica de espectroscopia de impedância. Destas caracterizações, verificou-se a obtenção de materiais cerâmicos com tamanhos de grãos variando entre 0,8 e 37 micrometros ao aumentar a temperatura de sinterização. Os resultados de dinâmica térmica de densificação indicam a contribuição de dois mecanismos independentes: (i) sinterização com participação de fase líquida, induzindo altas densidades dos materiais a partir de ~1300 oC (perto do ponto eutético), e (ii) sinterização via reação de estado sólido, implicando alta sinterabilidade mesmo abaixo dos 1300 oC, em se tratando de pós nanométricos, ou seja, com alta densidade de defeitos e, portanto, processos de difusão iônica intensificados. Por outro lado, a resposta dielétrica dos grãos evidenciou o cumprimento da lei de Curie-Weiss, típica de ferroelétricos, enquanto um fenômeno de anomalia dielétrica (não cumprimento desta lei) foi observado para as respostas totais destes materiais em altas temperaturas e baixas freqüências. A análise dos resultados de espectroscopia de impedância via circuito equivalente, sendo considerado o modelo de camadas (grãos e contornos de grãos) em série, revelou a predominância das propriedades dielétricas das interfaces intergranulares como a causa desta anomalia. Considerando a relação entre propriedades macroscópicas e microscópicas no modelo, a variação da intensidade da anomalia é discutida em função do tamanho dos grãos, sendo este parâmetro uma medida (função inversa) da densidade das interfaces intergranulares. Em geral, este trabalho revela uma excelente correlação entre microestruturas, circuito equivalente e propriedades dielétricas exibidas por estes materiais eletrocerâmicos. / BaTiO3 ceramics were prepared in this work, following the Pechinis method, with the purpose of studying their dielectric properties, including especially the occurrence and characteristics of dielectric anomalies associated to internal interfaces, as often found in ferroelectrics. After calcination of the precursor solutions at 600 oC for 2h, the synthesized green compacts were sintered at several temperatures from 1150 to 1450 oC. Subsequently, (micro)structural characterizations were carried out by applying scanning electron microscopy and X-ray diffraction techniques, followed by dielectric measurements using the impedance spectroscopy technique. From these characterizations, the production of ceramic bodies with average grain sizes varying from 0.8 to 37 micrometer was verified when increasing the sintering temperature. The results of thermal dynamics of densification indicate the contribution of two independent mechanisms, namely (i) liquid phase-assisted sintering, inducing high materials density from ~1300 oC (close to the eutectic point) above, and (ii) solid-state sintering, implying high sinterability even below 1300 oC, as dealing with nanoparticles-sized powders, meaning high density of surface defects and, thus, enhanced ionic diffusion processes. On the other hand, while the dielectric response of the grains satisfied the Curie-Weiss law, typical of ferroelectrics, a dielectric anomaly (departure from this law) phenomenon was observed for the total dielectric response of these materials towards higher temperatures and lower frequencies. The analysis of the results from impedance spectroscopy via equivalent circuit, involving consideration of the series layer (grains and grain boundaries) model, revealed that the predominance of the dielectric properties from the intergranular interfaces is responsible for occurrence of this anomaly. Considering the relation between macroscopic and microscopic properties holding in this model, the variation of the anomaly strength is here discussed in terms of the value of average grain size in these ceramics, a microstructural parameter that represents a measure (inverse function) of the density of the intergranular interfaces. In general, the present study reveals a really good correlation between microstructures, equivalent circuit and dielectric properties exhibited by these electroceramic materials.