Ermoluminescência (TL), Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) e absorção Óptica (AO) de duas amostras de zirconita ou zircão (de cor marrom), de Minas Gerais, de origem exata e desconhecida. As duas curvas de emissão TL mostraram a presença de 4 picos TL visíveis em 140, 215, 270 e 350 ºC, bastante superpostos. Por deconvolução, outros picos foram revelados. A intensidade dos picos TL em 140, 215 ºC em função da dose apresenta um comportamento linear seguido de sublinear. O espectro de emissão TL é composto de duas bandas em 480 e 580 nm, que são devidas à presença do Dy na nossa amostra. Além de Dy muitos outros elementos são encontrados na amostra, porém, não têm influência na emissão TL. Os espectros de EPR da amostra em pó irradiada mostraram a presença de um sinal central em g=2,000, devido ao centro SiO45- que é isotrópico, o que é facilmente observado na amostra policristalina (em pó). Na amostra monocristalina pode-se observar que existem outros centros EPR não isotrópicos, produzidos durante a irradiação da amostra, e que são devidos à perda ou ganho de um elétron por parte do grupo SiO44-. Os estudos de decaimento isócrono do sinal SiO45 e dos picos TL mostraram que existe correlação entre o centro EPR e os centros TL, o que nos levou a um possível mecanismo TL, segundo o qual o Dy3+ perde um elétron passando para Dy4+ durante a irradiação. O elétron liberado é capturado por SiO44- formando o centro EPR, SiO45-. Quando se aquece a amostra para a leitura TL o processo inverso acontece, deixando Dy3+ em estados excitados, e na transição ao estado fundamental duas emissões de luz, uma em 480nm e outra em 580nm são observados. As bandas de AO são devido ao Urânio (1100), H2O (1900nm) e o radical OH (1400nm). Estas bandas não são afetadas pela irradiação gama utilizada neste trabalho. / In the present work the investigation of some properties of Thermoluminescence (TL), Electronic Paramagnetic Resonance (EPR) and Optical Absorption (OA) of two samples of zircon (of brown color) from Minas Gerais, but the unknown exact origin, were carried out. The glow curves of thermoluminescence emission have shown the presence of 4 TL peaks at 140, 215, 270 and 350 ºC although strongly overlaped. By deconvolution more peaks were revealed. The intensity of the TL peaks at 140 and 215 ºC as function of the radiation dose presents linear and sublinear behavior. The TL emission spectrum has shown two bands at 480 and 580 nm, which are due to the Dy content in our sample. Appart from Dy many other elements are found in the sample, however, they do not participate in the TL emission. The EPR spectra of the irradiated powder sample showed a central signal whith g=2,000 that is due to the SiO45- center. This signal is isotropic and easily observed in the polycrystalline sample (in powder). In the monocrystalline sample non-isotropic signals can be observed due to EPR centers produced by irradiation. They are due to the loss or gain of one electron from the SiO44- group. The isocronal decay curves of the SiO45- signal and that of TL peaks are similar indicating a correlation between the EPR and TL centers suggesting us a possible TL mechanism: the Dy3+ looses one electron and converts into Dy4+ during irradiation. The electron liberated is then captured by SiO44- forming the SiO45- EPR center. When the sample is heated in order to read out TL the inverse process takesplace leaving the Dy3+ in excited states. In the transition to the ground state two light emissions are observed, one in 480nm and other in 580nm. In the OA spectrum measuremment two bands due to the Uranium (1100 and 1503nm), one to H2O(1900nm) and one due to the radical OH (1400nm) are observed. These bands are not afected by the irradiation used in this work.

Ermoluminescência (TL), Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR) e absorção Óptica (AO) de duas amostras de zirconita ou zircão (de cor marrom), de Minas Gerais, de origem exata e desconhecida. As duas curvas de emissão TL mostraram a presença de 4 picos TL visíveis em 140, 215, 270 e 350 ºC, bastante superpostos. Por deconvolução, outros picos foram revelados. A intensidade dos picos TL em 140, 215 ºC em função da dose apresenta um comportamento linear seguido de sublinear. O espectro de emissão TL é composto de duas bandas em 480 e 580 nm, que são devidas à presença do Dy na nossa amostra. Além de Dy muitos outros elementos são encontrados na amostra, porém, não têm influência na emissão TL. Os espectros de EPR da amostra em pó irradiada mostraram a presença de um sinal central em g=2,000, devido ao centro SiO45- que é isotrópico, o que é facilmente observado na amostra policristalina (em pó). Na amostra monocristalina pode-se observar que existem outros centros EPR não isotrópicos, produzidos durante a irradiação da amostra, e que são devidos à perda ou ganho de um elétron por parte do grupo SiO44-. Os estudos de decaimento isócrono do sinal SiO45 e dos picos TL mostraram que existe correlação entre o centro EPR e os centros TL, o que nos levou a um possível mecanismo TL, segundo o qual o Dy3+ perde um elétron passando para Dy4+ durante a irradiação. O elétron liberado é capturado por SiO44- formando o centro EPR, SiO45-. Quando se aquece a amostra para a leitura TL o processo inverso acontece, deixando Dy3+ em estados excitados, e na transição ao estado fundamental duas emissões de luz, uma em 480nm e outra em 580nm são observados. As bandas de AO são devido ao Urânio (1100), H2O (1900nm) e o radical OH (1400nm). Estas bandas não são afetadas pela irradiação gama utilizada neste trabalho. / In the present work the investigation of some properties of Thermoluminescence (TL), Electronic Paramagnetic Resonance (EPR) and Optical Absorption (OA) of two samples of zircon (of brown color) from Minas Gerais, but the unknown exact origin, were carried out. The glow curves of thermoluminescence emission have shown the presence of 4 TL peaks at 140, 215, 270 and 350 ºC although strongly overlaped. By deconvolution more peaks were revealed. The intensity of the TL peaks at 140 and 215 ºC as function of the radiation dose presents linear and sublinear behavior. The TL emission spectrum has shown two bands at 480 and 580 nm, which are due to the Dy content in our sample. Appart from Dy many other elements are found in the sample, however, they do not participate in the TL emission. The EPR spectra of the irradiated powder sample showed a central signal whith g=2,000 that is due to the SiO45- center. This signal is isotropic and easily observed in the polycrystalline sample (in powder). In the monocrystalline sample non-isotropic signals can be observed due to EPR centers produced by irradiation. They are due to the loss or gain of one electron from the SiO44- group. The isocronal decay curves of the SiO45- signal and that of TL peaks are similar indicating a correlation between the EPR and TL centers suggesting us a possible TL mechanism: the Dy3+ looses one electron and converts into Dy4+ during irradiation. The electron liberated is then captured by SiO44- forming the SiO45- EPR center. When the sample is heated in order to read out TL the inverse process takesplace leaving the Dy3+ in excited states. In the transition to the ground state two light emissions are observed, one in 480nm and other in 580nm. In the OA spectrum measuremment two bands due to the Uranium (1100 and 1503nm), one to H2O(1900nm) and one due to the radical OH (1400nm) are observed. These bands are not afected by the irradiation used in this work.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2014-08-08T13:32:33Z No. of bitstreams: 1 REGINALDO JOSÉ FARIAS DA SILVA. D. pdf.pdf: 6317867 bytes, checksum: d7b8ce444d521f4912a215f5da238af3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-08T13:32:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 REGINALDO JOSÉ FARIAS DA SILVA. D. pdf.pdf: 6317867 bytes, checksum: d7b8ce444d521f4912a215f5da238af3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Este trabalho descreve o processamento de um concentrado de zirconita via fusão com hidróxido de sódio. O objetivo foi produzir uma solução de sulfato de zirconila (ZrOSO4). Os efeitos da razão mássica NaOH/ZrSiO4, da temperatura e do tempo de reação foram investigados. A massa fundida foi lixiviada com água pura, seguido por lixiviação do material insolúvel com ácido sulfúrico. Os efeitos da razão líquido/sólido e da temperatura na lixiviação com água foram investigados, bem como a influência da temperatura e concentração de ácido na pureza do sulfato de zirconila. As melhores condições de fusão foram: relação mássica NaOH/ZrSiO4, (1,5/1); temperatura, 575oC e tempo de reação, 30 min. A lixiviação com água foi mais bem conduzida com uma razão mássica H2O/massa fundida de 5:1 a 25oC. A lixiviação ácida requer 100 mL de ácido sulfúrico 3 mol L-1 para dissolver a massa hidratada insolúvel em água a temperatura de 25oC. Nestas condições foram decompostos 97% em massa do concentrado de zirconita e ao redor de 91% em massa de zircônio foi recuperado no produto final. / This work describes the processing of a Brazilian zircon (ZrSiO4) concentrate via fusion with sodium hydroxide. The goal was to produce a zirconyl sulphate solution (ZrOSO4). The effects of NaOH/ZrSiO4 mass ratio, temperature and reaction time were investigated. The fused mass was leached with pure water, followed by leaching of the insoluble matter with sulfuric acid. The effects of temperature and liquid/solid ratio on water leaching were investigated, as well as the influence of temperature and acid concentration on ZrOSO4 purity. The best fusion conditions were: NaOH/ZrSiO4 mass ratio = 1.5:1; temperature, 575oC; reaction time, 30 min. Water leaching was best conducted with a water/fused mass ratio = 5/1 at 25oC. Acid leaching required 100 mL 3 mol L-1 H2SO4 to dissolve the water-insoluble solid at 25oC. 97 wt. % of ZrSiO4 was decomposed and around 91 wt. % of Zr was recovered in the final product.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:11:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2251.pdf: 4074614 bytes, checksum: 558e9207796e0e91b954b15a8045f97f (MD5) Previous issue date: 2005-04-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present work aimed to study the process of synthesis of one of the most important ceramic pigments manufactured by the traditional method of oxide mixture: the turquoise blue of vanadium doped zircon. The plan proposed to this work was subdivided in four stages with own and complementary objectives to the general objective of the work, which is to identify the role played by the main involved variable in the reaction of synthesis of the pigment in question. Considering that, the reaction of synthesis of blue pigment V-ZrSiO4 consists basically on the synthesis of the ZrSiO4 from SiO2 and ZrO2, Part I studied the effect of the characteristics of raw materials, the method and conditions of mixture and the conditions of calcinations on the reaction of synthesis of zirconium silicate, witch indicated that the mixture method acts in decisive way in the process in solid state of zircon formation. Part II correlated the effect of the amount of inserted doped in crystalline lattice and its influence in the strong color capacity of obtained products, as well as its stability in aggressive glass ways, that showed to the saturation of the crystal host from 7% of used, beyond the slightly harmful influence of the time and temperature of burning in the observed final color. Parts III and IV aimed to study the viability of using the tools of statistical planning of experiment, in the studied of the variable using traditional analysis in part I e II. The results indicated a total correlation between the methodologies, in which the statistical tools generated results with bigger load of information with minimum number of experiments. / O presente trabalho visa estudar o processo de síntese de um dos mais importantes pigmentos cerâmicos fabricados pelo método tradicional de mistura de óxidos: o azul turquesa de silicato de zircônio dopado com vanádio. O plano de trabalho proposto foi subdividido em quatro etapas, com objetivos próprios e complementares ao objetivo geral deste trabalho, que é identificar o papel desempenhado pelas principais variáveis envolvidas na reação de síntese do pigmento em questão. Considerando que, a reação de síntese do pigmento azul V-ZrSiO4 consiste fundamentalmente na síntese da ZrSiO4 a partir da SiO2 e ZrO2, a Parte I estudou os efeitos das características das matérias-primas, do método e condições de mistura e das condições de calcinação sobre a reação de síntese do silicato de zircônio, na qual indicou que o método de mistura atua de forma decisiva no processo em estado sólido de formação da zirconita. A parte II correlacionou os efeitos do teor de dopante inserido na rede cristalina e sua influência na capacidade pigmentante, bem como sua estabilidade em meios vítreos agressivos, que mostrou a saturação do cristal hospedeiro a partir de 7% de dopante utilizado, além da influência ligeiramente prejudicial do tempo e da temperatura de queima na cor final observada. As partes III e IV visaram a estudar a viabilidade de utilização de ferramentas de planejamento estatístico de experimento, nas variáveis estudadas utilizando-se análise tradicional nas partes I e II. Os resultados indicaram um total comprometimento entre as metodologias, na qual as ferramentas estatísticas geraram resultados com maior carga de informações com número mínimo de experimentos.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SPauluk.pdf: 725353 bytes, checksum: a347c1a05d7786105eb23ca4f0ccfbfa (MD5) Previous issue date: 2008-03-14 / Samples of zircon (ZrSiO4) not doped and doped with 1, 5 , 10 and 20 in mass of cobalt and chrome, they were prepared from the conventional ceramic method. The powder obtained was analyzed by X-Ray diffraction, with the aim of analyzing the structure, identifying the formed phases, quantifying these phases and suggesting a possible doping site occupation. Rietveld method of crystalline structures refinement was used in the structural analysis of the phases, the refinement software used was Rietan-2000. In the samples doped with cobalt there was a formation of three new phases: Co2SiO4 cubic, Co2SiO4 trigonal and ZrO2 monoclinic, besides the primary phases ZrSiO4 tetragonal and Co3O4 cubic, while in the not doped sample we could only see the ZrSiO4 tetragonal phase, and in the samples doped with chrome didn´t occur the formation of new phases besides the primaries ZrSiO4 tetragonal and Cr2O3 hexagonal. It was verify, then, that the cobalt doped with 1 collaborated to the appearing of Co2SiO4 cubic phase, the Co2SiO4 cubic, Co2SiO4 trigonal phases appeared with 5, with 10 there were the tree new phases: Co2SiO4 cubic, Co2SiO4 trigonal and ZrO2 monoclinic, there weren´t new phases with 20 % there was only the affirmation of the identified phases. The powder produced was the blue shade. The quantitative phases analysis revealed that the increasing of the Co2SiO4 cubic, Co2SiO4 trigonal and ZrO2 monoclinic phases causes decreasing of the ZrSiO4 tetragonal phase. But the chrome dope didn´t help in the appearing of new phases in any of the concentrations studied. The powder obtained was of green shade. The volume analysis of the unitary cell, distance, angle and quantitative don´t allow us to conclude that a substitution is happening, but the results suggest that until about 5 of cobalt a substitution occurs in the silicon site, it looks like that over this quantify it also begins to happen a substitution in the zirconium site. Yet the chrome don´t seem to interact so that can cause substitution in the crystal structure, only remaining mixtured in the zirconite solid solution. The refinement indicators made with all the samples indicate the good quality of the obtained results. / Amostras de zirconita (ZrSiO4) não dopada e dopada com 1 , 5 , 10 e 20 % em massa de cobalto e cromo, foram preparadas a partir da mistura convencional de óxidos. Os pós obtidos foram analisados por difração de raios X, com o objetivo de analisar a estrutura, identificar as fases formadas, quantificar essas fases e sugerir uma possível ocupação do sitio de dopantes. O método de Rietveld de refinamento de estruturas cristalinas foi utilizado na análise estrutural dessas fases, o software de refinamento utilizado foi o Rietan-2000. Nas amostras dopadas com cobalto, houve a formação de três novas fases Co2SiO4 cúbica, Co2SiO4 romboédrica e ZrO2 monoclínico, além das fases primárias ZrSiO4 tetragonal e Co3O4 cúbica, enquanto que, na amostra não dopada observouse apenas a fase ZrSiO4 tetragonal e nas amostras dopadas com cromo, não ocorreu à formação de novas fases além das primárias ZrSiO4 tetragonal e Cr2O3 hexagonal. Verificou-se, então, que o dopante cobalto com 1 favoreceu o aparecimento da fase Co2SiO4 cúbica, com 5 apareceram às fases Co2SiO4 cúbica, Co2SiO4 romboédrica, com 10 as três novas fases estavam presentes Co2SiO4 cúbica, Co2SiO4 romboédrica e ZrO2 monoclínico, com 20 não apareceram novas fases, havendo apenas a confirmação das fases já identificadas, o pó originado foi de tonalidade azul. A análise quantitativa de fases revelou que o aumento das fases: Co2SiO4 cúbica, Co2SiO4 romboédrica e ZrO2 causam diminuição da fase ZrSiO4 tetragonal. Já o dopante cromo não favoreceu o aparecimento de novas fases em nenhuma das concentrações estudadas, o pó originado foi de tonalidade verde. As análises de volume da cela unitária, distância, ângulo e quantitativa não permitem concluir que está havendo substituição, mas os resultados sugerem que com até cerca de 5 cobalto ocorre uma substituição no sitio do silício, acima desta quantidade parece que a substituição começa ocorrer no sítio do zircônio também. Já o cromo parece não interagir de forma a causar substituição na rede cristalina, ficando apenas misturado na solução sólida da zirconita. Os indicadores dos refinamentos realizados com todas as amostras indicam a boa qualidade dos resultados obtidos.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mauricio Aparecido.pdf: 11649152 bytes, checksum: 907f11d64c1167074cacc8ec4b4226a1 (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Abstract Abstract / Resumo Resumo