Search

This study evaluates the effects of three carbon nanotubes with different geometric characteristics on the rheological behaviour and mechanical performance, as well as on the microstructure of mortars and cement pastes. For nanotube content ranging from 0.025 to 0.2 wt%, the yield stress and viscosity were determined by rotational rheometry, and mechanical performance was evaluated by flexural strength and dynamic modulus of elasticity. The microstructural analysis was performed by X-ray diffraction, thermo-gravimetric analysis and scanning electron microscopy (SEM). The obtained results showed that the yield stress presents a considerable increase as the carbon nanotube content increases. The viscosity was also influenced by the presence of carbon nanotubes. The flexural strength of mortars increases for different amounts of carbon nanotubes, and depending on the geometric characteristics of the carbon nanotubes, the material behaves like a composite. The microstructural analysis showed the nucleation of hydration products on the surface of the carbon nanotubes, and that the better mechanical performance of matrices containing carbon nanotubes is not related to the increase in hydration products. resumo: este estudo avaliou os efeitos de três nanotubos de carbono com diferentes características geométricas no comportamento reológico e desempenho mecânico, assim como na microestrutura de argamassas e pastas de cimento. Para teores de nanotubos de carbono variando de 0.025 a 0.2%, a tensão de escoamento e a viscosidade foram determinadas por meio de reometria rotacional, e o desempenho mecânico foi avaliado através da resistência a flexão e módulo de elasticidade dinâmico. A análise microestrutural foi conduzida através da difração de raios-X, análise termogravimétrica, e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados obtidos mostram que a tensão de escoamento apresenta um aumento considerável com o aumento no teor de nanotubos. E a viscosidade também é influenciada pela presença dos nanotubos de carbono. A resistência à flexão das argamassas aumenta para os diferentes teores de nanotubos de carbono. E dependendo das características geométricas dos nanotubos, o material se comporta como um compósito. A análise microestrutural mostrou a nucleação de produtos de hidratação sobre a superfície dos nanotubos de carbono, e que o melhor desempenho mecânico das matrizes contendo nanotubos de carbono não está relacionada com o aumento dos produtos de hidratação.

The microstructure of cement pastes is important to understand the effect of some parameters in the hydration process. In this context, this study had as objective to evaluate the effect of different water/binder (w/b) ratios in the hydration process of cementitious pastes produced with and without incorporation of silica fume and metakaolin. The pastes were obtained with water/binder ratios of 0.3, 0.4 e 0.5, with replacement, by weight, of Portland cement for silica fume and metakaolin, in the contents of 10% and 20%, respectively. It was performed the X-ray diffraction test of the pastes in the ages of 1, 3, 7, and 28 days, to evaluate the hydration evolution of the cementitious materials. According to the results obtained, it was observed that the cementitious pastes presented similar mineralogical phases, except for the pastes containing metakaolin due to the formation of new aluminate phases. With the increase of the water/binder ratio, the pozzolanic reactions and hydration occurred in greater proportion, standing out the metakaolin with greater reactivity. resumo: A microestrutura das pastas de cimento é importante para compreender o efeito de alguns parâmetros no processo de hidratação. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes relações água/aglomerante (a/agl) no processo de hidratação de pastas cimentícias produzidas com e sem incorporação de sílica ativa e metacaulim. As pastas foram obtidas com relações água/aglomerante de 0,3, 0,4 e 0,5, com substituição em massa do cimento Portland por sílica ativa e metacaulim, nos teores de 10% e 20%, respectivamente. Foi realizado o ensaio de difração de raios-X das pastas nas idades de 1, 3, 7 e 28 dias, para avaliar a evolução da hidratação dos materiais cimentícios. De acordo com os resultados obtidos, observou-se que as pastas cimentícias apresentaram fases mineralógicas semelhantes, com exceção das pastas contendo metacaulim devido à formação de novas fases aluminato. Com o aumento da relação água/aglomerante, as reações pozolânicas e de hidratação ocorreram em maior proporção, se destacando o metacaulim com maior reatividade.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais In this work, Zinc oxide (ZnO) nanocrystals (NCs) were synthesized by chemical precipitation method by way of aqueous solution, adopting three synthesis temperatures (0°C, 25°C, and 100°C). After, the samples were annealed at 250°C, 500°C, and 750°C, for two hours. In order to study the effects of synthesis and annealing temperatures in the thermal, structural, morphological, and optical properties of these NCs were performed following characterizations: Differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (Raman), scanning electron microscopy (SEM), optical absorption (OA), and fluorescence (FL). The DTA thermograms gave evidence that both the synthesis temperature as the annealing temperature influenced on the density of Zn(OH)2, crystallinity, density of defects, and morphology of ZnO NCs. The XRD patterns gave strong indications of the majority formation of ZnO NCs with wurtzite structure (JCPDS 36-1451). Next, the Zn(OH)2, in the samples, according to the DTA thermograms, probably was in the amorphous phase. It was found that both the synthesis temperature as the annealing temperature did not change the crystalline structure of the ZnO NCs, however, influenced the crystallinity and the size. The Raman spectra reinforced the results obtained by XRD, with respect to the crystal structure of ZnO NCs, and it was observed that both the synthesis temperature as the heat treatment influenced the degree of disorder and density of oxygen vacancies. It was observed in the SEM pictures that both the synthesis temperature as the annealing temperature changed the morphology and influenced both the size dispersion as the size of the NCs ZnO. The behavior of NCs size is acording with the XRD results. The AO spectra gave indications that the ZnO NCs presented quantum confinement properties, being in agreement with the results of XRD and SEM. The FL spectra reinforced the indications, given from the AO spectra, that the NCs showed quantum confinement properties and that both the synthesis temperature as the annealing temperature influenced the densities of Zn(OH)2, according to the DTA thermograms, and oxygen vacancies, according to the Raman spectra. Moreover, it was possible to establish the relationship between the synthesis and annealing temperatures with the density of energy levels due to various defects in the structure of the NCS. Thus, according to these results, it was possible to control the thermal, structural, morphological, and optical properties of ZnO NCs, synthesized by chemical precipitation method in aqueous solution, from the varying the synthesis and annealing temperatures. It is believed that these results can arouse great interest in scientific research, as the synthesis and processing of ZnO NCs from the methodology adopted in this work, enabling their use in various technological applications. Neste trabalho, foram sintetizados nanocristais (NCs) de óxido de zinco (ZnO) pelo método de precipitação química via solução aquosa, adotando três temperaturas de síntese (0°C, 25°C e 100°C). Posteriormente, as amostras foram tratadas termicamente a 250°C, 500°C e 750°C, por duas horas. Com a finalidade de estudar os efeitos das temperaturas de síntese e de tratamento térmico nas propriedades térmicas, estruturais, morfológicas e ópticas desses NCs, foram realizadas as seguintes caracterizações: análise térmica diferencial (DTA), difração de raios-X (DRX), espalhamento Raman (Raman), microscopia eletrônica de varredura (MEV), absorção óptica (AO) e fluorescência (FL). Os termogramas de DTA deram indícios que tanto a temperatura de síntese quanto a de tratamento térmico influenciaram na densidade de Zn(OH)2, cristalinidade, densidade de defeitos e morfologia dos NCs de ZnO. Os difratogramas de DRX deram fortes indícios da formação majoritária de NCs de ZnO com estrutura wurtzita (JCPDS 36-1451). Logo, o Zn(OH)2, presente nas amostras, de acordo com os termogramas de DTA, provavelmente encontra-se na fase amorfa. Verificou-se que tanto a temperatura de síntese quanto a de tratamento térmico não alteraram a estrutura cristalina dos NCs de ZnO, contudo, influenciaram na cristalinidade e no tamanho médio. Os espectros Raman reforçaram os resultados obtidos por DRX, em relação à estrutura cristalina dos NCs de ZnO, e observou-se que tanto a temperatura de síntese quanto a de tratamento térmico influenciaram no grau de desordem e na densidade de vacâncias de oxigênio. Observou-se nas imagens de MEV que tanto a temperatura de síntese quanto a de tratamento térmico alteraram a morfologia e influenciaram tanto na dispersão de tamanhos quanto no tamanho dos NCs de ZnO. O comportamento do tamanho dos NCs está em acordo com os resultados de DRX. Os espectros de AO deram indícios que os NCs de ZnO apresentaram propriedades de confinamento quântico, estando em acordo com os resultados de DRX e MEV. Os espectros de FL reforçaram os inícios, dados a partir dos espectros de AO, que os NCs apresentaram propriedades de confinamento quântico e que tanto a temperatura de síntese quanto a de tratamento térmico influenciaram nas densidades de Zn(OH)2, de acordo com os termogramas de DTA, e de vacâncias de oxigênio, de acordo com os espectros Raman. Além disso, foi possível estabelecer a relação entre as temperaturas de síntese e de tratamento térmico com as densidades dos níveis de energia devido aos vários tipos de defeitos na estrutura dos NCs. Portanto, de acordo com esses resultados, foi possível controlar as propriedades térmicas, estruturais, morfológicas e ópticas dos NCs de ZnO, sintetizados pelo método de precipitação química via solução aquosa, a partir da variação das temperaturas de síntese e de tratamento térmico. Acredita-se que esses resultados possam despertar grande interesse na pesquisa científica, quanto à síntese e processamento de NCs de ZnO a partir da metodologia adotada neste trabalho, possibilitando sua utilização em diversas aplicações tecnológicas. Mestre em Física

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq In view of the need to expand the national road network, it is interesting to use local soils, in the structural layers of a pavement, thus reducing transportation costs. Sometimes, these soils do not have adequate support capacity to enable their use in base and sub-base layers, with chemical and mechanical stabilization being an alternative for soil improvement. This work aimed to study the stabilization potential of a lateritic soil, from the municipality of Cruz Alta / RS. For stabilization it was used the addition of rice husk ash (CCA) and phosphoric acid (H3PO4). H3PO4 is a product widely used by the food and pharmaceutical industry, in the road sector, it has been the object of study with presentation of good results as a stabilizing additive for tropical soils. CCA is a residue from the rice processing industries, produced on a large scale in the state of RS. This by-product does not have waste management, and its use in the paving area is a potential alternative to reduce environmental impacts, presenting a possibility of depositing this material. In the present study, different levels of CCA and H3PO4 were adopted in samples compacted in the intermediate and modified energy and subsequently subjected to analyzes and tests in order to identify the variations generated as a result of the additions. To verify the mechanical performance, tests of simple compressive strength and resilience module were performed at different curing ages. X-ray diffraction and scanning electron microscopy analyzes were performed, allowing to distinguish the mineralogical and morphological modifications that could justify the resistance gain obtained through stabilization. The results show a potential for stabilization of the lateritic soil in question, through the addition of CCA and H3PO4. Data on resilient performance were incorporated into the National Dimensioning Method (MeDiNa) to perform mechanistic analyzes. In view of such analyzes, a reduction in the percentage of cracked area of the coating was observed, related to fatigue, using the stabilized soil as a subgrade compared to the soil in its natural state, leading to the conclusion that the stabilization of soils makes its use feasible. in the structural layers of pavements. Diante da necessidade de ampliação da malha rodoviária nacional, torna-se interessante a utilização dos solos locais, nas camadas estruturais de um pavimento, reduzindo assim as despesas de transporte. Por vezes, esses solos não apresentam adequada capacidade de suporte para viabilizar sua utilização em camadas de base e sub-base, sendo a estabilização química e mecânica uma alternativa de melhoramento do solo. Este trabalho teve por objetivo estudar o potencial de estabilização de um solo laterítico, proveniente do município de Cruz Alta/RS. Para estabilização se utilizou da adição de cinza de casca de arroz (CCA) e ácido fosfórico (H3PO4). O H3PO4 é um produto largamente utilizado pela indústria alimentícia e farmacêutica, no ramo rodoviário, ele vem sendo objeto de estudo com apresentação de bons resultados como aditivo estabilizante de solos tropicais. A CCA se trata de um resíduo das indústrias de beneficiamento de arroz, produzido em larga escala no estado do RS. Este subproduto não possui gestão de resíduos, sendo a sua utilização na área de pavimentação uma potencial alternativa para redução dos impactos ambientais, apresentando uma possibilidade de deposição deste material. No presente estudo, diferentes teores de CCA e o H3PO4 foram adotados em amostras compactadas na energia intermediária e modificada e posteriormente submetidas a análises e ensaios a fim de identificar as variações geradas em função das adições. Para verificar o desempenho mecânico, ensaios de resistência à compressão simples e módulo de resiliência foram realizados em diferentes idades de cura. Análises de difração de raios-X e de microscopia eletrônica de varredura foram feitas, permitindo distinguir as modificações mineralógicas e morfológicas que pudessem justificar o ganho de resistência obtido mediante a estabilização. Os resultados mostram um potencial de estabilização do solo laterítico em questão, através da adição da CCA e do H3PO4. Os dados referentes ao desempenho resiliente foram incorporados no Método de Dimensionamento Nacional (MeDiNa) para realização de análises mecanísticas. Diante de tais análises, se observou uma diminuição das porcentagens de área trincada do revestimento, relacionada à fadiga, utilizando o solo estabilizado como subleito em comparação com o solo em seu estado natural, levando a conclusão de que a estabilização de solos viabiliza a sua utilização nas camadas estruturais de pavimentos.

Agência 1 O estudo dos filmes finos de nitreto de alumínio (AlN) e dos dispositivos construídos envolvendo a tecnologia de ondas acústicas de superfície (OAS) é complexo. Contudo, este trabalho serve de base no desenvolvimento de dispositivos SAW, tais como filtros com alta seletividade, ressonadores, etiquetas de identificação, linhas de retardo, compressores de pulsos, sensores diversos (pressão, temperatura, biosensores). Os dispositivos construídos sobre filmes de AlN usam a tecnologia sem fio e são capazes de operar em ambientes agressivos sem sofrerem degradação. A atividade se deu em quatro frentes: a primeira refere-se à síntese de filmes finos AlN, e visou ao estabelecimento de critérios a fim de caracterizar a deposição dos filmes AlN por pulverização reativa com magnetron e RF; a segunda diz respeito à aplicação das técnicas de análise por difração de raios-X (XRD), espectroscopia por infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, perfilometria e espectroscopia por espalhamento Rutherford (RBS); a terceira refere-se ao projeto de novos dispositivos SAW e fotolitografia; a quarta trata-se da caracterização acústica usando um analisador de rede, e visou-se a determinação da velocidade da SAW, coeficiente de acoplamento eletromecânico e resposta em frequência dos dispositivos. Neste trabalho, realizou-se um estudo dos principais problemas envolvidos na deposição dos filmes de nitreto de alumínio, com boa texturização AlN(100), e altamente cristalinos. Estudou-se a influência da alta velocidade SAW desses filmes de AlN sobre a confecção dos dispositivos SAW. Os principais parâmetros característicos do comportamento dos dispositivos SAW, fabricados na configuração de linha de retardo, foram analisados. Sugeriu-se um novo método de estimativa da velocidade SAW com base na resposta ao impulso dos dispositivos construídos. Donde esse novo método é mais abrangente que os encontrados na literatura científica. Os resultados das análises dos filmes AlN são coerentes com os encontrados na literatura especializada. Foi possível construir dispositivos SAW com base na estrutura AlN(100)/Si(100). Os dispositivos SAW mostraram uma resposta no domínio da frequência satisfatória e seus parâmetros característicos foram determinados. The study of thin films of aluminum nitride (AlN) and devices constructed involving surface acoustic waves (SAW) technology is complex. However, this work serves as a basis for the development of SAW devices, such as filters with high selectivity, resonators, identification tags, delay lines, pulse compressors, different sensors (pressure, temperature, biosensors). Devices constructed on AlN films use wireless technology and are capable of operation in harsh environments without suffering degradation. The activity took place on four fronts: the first one refers to the synthesis of AlN thin films, and aimed at the establishment of criteria to characterize the deposition of AlN films by reactive RF magnetron sputtering; the second concerns the application of the techniques of analysis by X-ray diffraction (XRD), infra-red spectroscopy with Fourier transform (FTIR), Raman spectroscopy, profilometry and spectroscopy by Rutherford backscattering (RBS); the third front refers to the project of new SAW devices and Photolithography; the fourth is the acoustic characterization using a network Analyzer, and aimed at the determination of the SAW velocity, electromechanical coupling coefficient and frequency response of the devices. This work performed a study of the main problems involved in the deposition of aluminum nitride films, with good texturing AlN (100), and highly crystalline. It was studied the influence of the high SAW velocity of AlN films on the manufacture of SAW devices. The main characteristic parameters of the SAW devices performance, manufactured in the delay line configuration, were analyzed. It was suggested a new method of estimation of SAW speed based on the impulse response of the devices constructed. Hence this new method is more extensive than those found in the scientific literature. The results of the analysis of AlN films are consistent with those found in specialized literature. It was possible to construct SAW devices based on the AlN(100)/Si(100) structure. The SAW devices showed a satisfactory response in the frequency domain and their characteristic parameters were determined.

Nesta dissertação, estudaram-se as fases formadas por hidratação de uma combinação de ligantes composta por cimento aluminato de cálcio (CAC), cimento Portland (OPC) e gesso (C$) na sua forma hemi-hidratada, avaliando a sua estabilidade em várias condições de temperatura e ao longo de diferentes períodos. Foram definidas duas formulações, a formulação 1 (12,50% CAC, 7,95% C$, 4,17% OPC e 75,38% agregados e aditivos) e a formulação 2 (12,50% CAC, 7,95% C$, 2,92% OPC e 76,63% agregados e aditivos), com as quais foram realizados os testes de caracterização em que se avaliaram parâmetros dimensionais (retração), perda de massa, módulo de elasticidade e resistência à flexão e compressão em diferentes condições de temperatura (5, 22 e 70 ºC) e após vários tempos de cura (7, 14, 28 e 90 dias). Os resultados obtidos evidenciaram instabilidade e diferenças no campo da retração, quer entre as duas formulações quer no que se refere à influência da temperatura. A avaliação das caraterizações dimensionais remetem para efeitos cinéticos que indicam que a temperatura pode ser um ativador reacional, acelerando a formação de fases que por norma demoram vários dias. Atendendo aos resultados obtidos na primeira fase do estudo, foi proposto o estudo mais detalhado das fases formadas. Foram realizadas avaliações qualitativas da composição das fases cristalinas utilizando a difração de raios-X (DRX), com o propósito de averiguar as reações típicas conducentes a produtos de hidratação. Confirmou-se a presença de etringite (AFt) ainda que em quantidades menores que as esperadas e das restantes fases resultantes da hidratação (i.e AH3, AFm, CAH10, C2AH8, C3AH6 e vários silicatos hidratados da forma C-A-S-H). No entanto encontrou-se uma grande quantidade de uma fase anidra do CAC, o C12A7, indicando um estado incompleto nas reações. A avaliação da composição de fases vem defender a hipótese do efeito acelerador da temperatura, demonstrando um maior défice de etringite para as amostras a 70 ºC e, indiciando que a aceleração é tal que existe conversão de AFt em AFm pouco tempo após a formação das agulhas de etringite. Ao invés, a 5 ºC tem-se uma reação tão lenta que é possível encontrar picos de elevada intensidade para a etringite ao fim de um longo período, indicando uma baixa conversão em AFt. Em linha com estes resultados, observou-se por microscopia eletrónica de varrimento (SEM) que a morfologia em forma de agulha, típica da etringite, se apresentava bem definida e desenvolvida a 5 ºC, no caso das amostras preparadas a 70 ºC, as micrografias de SEM evidenciaram estruturas semelhantes às de etringite, mas muito menos desenvolvidas In this dissertation, the phases formed by hydration of a combination of binders composed of calcium aluminate cement (CAC), Portland cement (OPC) and gypsum (C$) in its hemihydrate form were studied, while evaluating their stability in several temperature conditions and over different time periods. Two formulations were prepared: formulation 1 (12.50% CAC, 7.95% C$, 4.17% OPC and 75.38% aggregates and additives) and formulation 2 (12.50% CAC, 7.95 % C$, 2.92% OPC and 76.63% aggregates and additives), which were characterized under different conditions of temperature (5, 22 and 70 ºC) and resting times (7, 14, 28 and 90 days), by evaluating dimensional parameters (shrinkage), mass loss, elasticity modulus and resistance to flexion and compression. The results obtained show a lot of instability and significant between the shrinkage of the two formulations and the effects of temperature. The evaluation of dimensional parameters pointed out kinetic questions that indicate that temperature can be an accelerator of the reactions of new phases formation that under normal conditions take several days. Considering the results obtained in the first stage of the study, a more detailed study of the new phases was undertaken. The crystalline phase composition was evaluated by X-ray diffraction (XRD), aiming to access the typical hydration reactions that originate hydrated products. The presence of ettringite (AFt) was confirmed although in small amounts. Also, the remaining phases resulting from hydration (ie AH3, AFm, CAH10, C2AH8, C3AH6 and several hydrated silicates in C-A-S-H form) were detected, although a large amount of an anhydrous phase of CAC, C12A7, was also present, pointing to an incompletion in the reactions. The evaluation of the crystalline phase composition supports the hypothesis of an accelerating effect from the temperature, while demonstrating a greater deficit of ettringite for the samples treated at 70 ºC. Thus, the results indicate that acceleration has such an impact that there is a conversion of AFt into AFm shortly after the formation of ettringite needles. On the contrary, at 5 ºC we have such a slow reaction that it is possible to find XDR peaks of high intensity for ettringite after a long period, thus indicating a low conversion to AFt. In line with these results, it was observed by scanning electron microscopy (SEM) that the needle-shaped morphology, typical of ettringite, was well defined and developed in the samples prepared at 5 ºC; in the case of samples prepared at 70 ºC, SEM micrographs showed structures similar to those of etringitis, however much less developed. Mestrado em Engenharia Química

In this work we present a study of the structural, vibrational and mechanical properties of two novel materials with promising applications in the energy storage field. The first study refers to potential compounds to be used as cathodes in sodium batteries, as they provide good energy density, low toxicity and high availability of its raw material, thus being a natural substitute for the already widespread lithium-ion batteries. Carbonophosphates of lamellar structure containing different first series transition metals as Na3MCO3PO4 (M = Mn, Fe, Co and Ni) are assessed in a wide range of pressure and temperature conditions, revealing several structural parameters. Bulk modulus, thermal expansion coefficients, Grüneisen parameters and their components were determined from the experimental data. We noticed that a change in the transition metal inside the octahedron [MO6]−2 following the sequence Mn ! Fe ! Co ! Ni causes a structural rearrangement of the entire unit cell to a more compact form, making the structure less susceptible to pressure and temperature, leading to a greater influence of phonon-phonon interactions on its lattice parameters. In the second study of this thesis, we observed that supported samples of nanographite immersed in a fluid, an excellent material for constructing rechargeable battery anodes, can be detached from their substrate by applying hydrostatic pressure. This process is based on waves formation on the surface caused by the difference in the compressibility of the substrate and graphene sheets, and on the adsorption of the transmitting medium on the surface of the latter. The detachment ends with the total delamination of the sample or with the solidification of the medium, following a universal behavior independent of the number of graphene layers. These results are extremely useful in practical use of high pressure experiments in systems governed by Van der Waals forces. Nesta tese estudamos as propriedades estruturais, vibracionais e mecânicas de dois materiais avançados que possuem propriedades para aplicações no campo dos dispositivos de armazenamento de energia. Na primeira parte estudamos potenciais compostos para serem usados como cátodos em baterias de sódio, pois esses fornecem uma boa densidade de energia, baixa toxicidade e alta disponibilidade de sua matéria prima, sendo portanto um substituto natural das já estabelecidas baterias de íons de lítio. Carbonatos fosfatos de estrutura lamelar contendo diversos metais de transição da primeira série Na3MCO3PO4 (M = Mn, Fe, Co e Ni) são estudados em ambiente de pressão e temperatura variadas, por meio de experimentos com espectroscopia Raman e difração de raios-X. Os resultados experimentais obtidos permitiram determinar os valores do módulo de compressibilidade, coeficientes de expansão térmica e parâmetros de Grüneisen. Demonstramos que a alteração do metal de transição no interior do octaedro [MO6]−2 na sequência Mn, Fe, Co, Ni provoca um rearranjo estrutural de toda a célula unitária para uma forma mais compacta, tornando a estrutura menos suscetível aos efeitos da pressão e de temperatura, levando a uma maior influência das interações fônon-fônon em seus parâmetros de rede. Na segunda parte dessa tese, estudamos grafite com diferentes números de camada e observamos que amostras suportadas de nanografite imersas em um fluido podem ser destacadas de seu substrato por meio de aplicação de pressão hidrostática. Este resultado contraintuitivo tem origem no processo de formação de ondas na superfície originadas pela diferença entre os modos de compressibilidade do substrato e do grafeno, e na adsorção do meio transmissor na superfície deste último. O descolamento se concretiza com a total delaminação da amostra ou com a solidificação do meio, seguindo um comportamento universal independente do número de camadas de grafeno. Este resultado e a elucidação dos mecanismos envolvidos são extremamente úteis no uso prático em experimentos realizados em condições de altas pressões sobre sistemas regidos por forças de Van der Waals.

This work aimed to evaluate the formation of Fe-P, Ni-P and Ni-Fe-P coatings at pH less than 2, as well as their morphologies and behaviors in electrochemical corrosion tests. Fe-P and Ni-P films were formed at 80 mA cm– 2 and Ni-Fe-P films at 60 mA cm– 2 at a temperature of 55 °C with higher percentages of phosphorus and without cracks. The morphology of the coatings, as well as the thicknesses were obtained by scanning electron microscopy (SEM) and the chemical composition of the coatings was analyzed by X-ray dispersive energy (EDX). To evaluate the structure of the films, the X-ray diffraction technique (XRD) was used. Corrosion studies were performed using linear potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy at 25 ± 0.5 °C in 0.1 mol cm– 3 NaCl. The coatings chosen for the electrochemical tests were Fe-P, constituted in mass by 91.1% in Iron, 4.3% in Phosphorus and the remainder in oxygen, Ni-P constituted in mass by 86.8% in Nickel, 9.5% in Phosphorus and the remainder equivalent to Oxygen and substrate and Ni-Fe-P made up of 44.1% Nickel, 37.4% in Iron, 11.9% in Phosphorus and the remainder equivalent to Oxygen and substrate. The Fe-P film showed cracks in its morphology and 25% yield in the growth of the film. The Ni-P and Fe-P coatings showed no cracks, with Ni-P showing 50% yield, while Ni-Fe-P with 18% yield showed the lowest yield, among the three films studied. The formation of a phase containing phosphorus was not evidenced by XRD, but it is present in the structure, amorphizing the material. Fe-P coating showed less noble corrosion potential and less corrosion resistance, whereas Ni-Fe-P coating showed to be the most noble corrosion potential and higher corrosion resistance, among the three films studied. Capes Este trabalho objetivou avaliar a formação de revestimentos de Fe-P, Ni-P e Ni-Fe-P em pH inferior a 2, bem como suas morfologias e comportamentos em ensaios eletroquímicos de corrosão. Filmes de Fe-P e de Ni-P foram formados a 80 mA cm–2 e filmes de Ni-Fe-P a 60 mA cm–2 em temperatura de 55 °C com maiores percentuais de fósforo e sem trincas. A morfologia dos revestimentos, bem como as espessuras foram obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição química dos revestimentos foi analisada por energia dispersiva de raios-X (EDX). Para avaliar a estrutura dos filmes fez-se uso da técnica de difração de raios-X (DRX). Estudos de corrosão foram realizados por curvas de polarização potenciodinâmica linear e espectroscopia de impedância eletroquímica a25 ± 0,5 °C em NaCl 0,1 mol cm–3. Os revestimentos escolhidos para os ensaios eletroquímicos foram de Fe-P, constituído em massa por 91,1% em Ferro, 4,3% em Fósforo e o restante em oxigênio, Ni-P constituído em massa por 86,8% em Níquel, 9,5% em Fósforo e o restante equivalente ao Oxigênio e substrato e Ni-Fe-P constituído em massa por 44,1% em Níquel, 37,4% em Ferro, 11,9% em Fósforo e o restante equivalente ao Oxigênio e substrato. O filme de Fe-P apresentou trincas em sua morfologia e rendimento de 25% no crescimento do filme. Os revestimentosde Ni-P e de Fe-P não apresentaram trincas, com Ni-P apresentando rendimento de 50%, enquanto Ni-Fe-P com rendimento de 18%apresentou o menor rendimento, entre os três filmes estudados. Por DRX não foi evidenciada a formação de fase contendo Fósforo, mas o mesmo se encontra presente na estrutura, amorfizando o material. Revestimento de Fe-P apresentou o potencial de corrosão menos nobre e menor resistência à corrosão, ao passo que o revestimento de Ni-Fe-P se mostrou o revestimento com potencial de corrosão mais nobre e maior resistência à corrosão, dentre os três filmes estudados.

Óxido de zinco (ZnO) é um semicondutor que possui diversas propriedades físicas interessantes, que podem ser modificadas ou melhoradas a depender do metal de transição (MT) incorporado em sua estrutura cristalina. Quando dopado, esse material é chamado de semicondutor magnético diluído e suas propriedades se devem à forte interação de troca sp-d entre os portadores de carga dos nanocristais (NCs) e os elétrons desemparelhados do MT. Neste trabalho, foi investigado o efeito da concentração de Mn e Co nas propriedades físicas de NCs de ZnO, sintetizados pelo método de precipitação química via solução aquosa. Essas propriedades foram investigadas por espectroscopia Raman, difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção óptica (AO), fluorescência (FL) e ressonância paramagnética eletrônica (RPE). Para investigar a incorporação dos íons na estrutura cristalina do ZnO, foram utilizados refinamento Rietveld nos dados de DRX, teoria do campo cristalino (TCC) nos espectros de AO e resultados de RPE. Os resultados mostraram que é possível controlar as propriedades de NCs de ZnO, Zn1-xMnxO, Zn1-xMnxO/ZnMn2O4 e Zn1-xCoxO/ZnCo2O4 a partir da variação da concentração de dopante. Acredita-se que esses resultados possam despertar grande interesse na comunidade científica, quanto à síntese e processamento de materiais a partir da metodologia adotada neste trabalho, contribuindo para o entendimento das propriedades de nanoestruturas semicondutoras e/ou semimagnéticas. Zinc oxide (ZnO) is a semiconductor that has several interesting physical properties, which can be modified or improved depending on the transition metal (TM) incorporated into its crystalline structure. When doped, this material is called diluted magnetic semiconductor (DMS) and its properties are due to the strong sp-d exchange interaction between the charge carriers of the nanocrystals (NCs) and the unpaired electrons of the TM. In this work, we investigated the effect of both Mn and Co concentration on the physical properties of ZnO NCs, synthesized by the chemical precipitation method in aqueous solution. These properties were investigated by Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), optical absorption (OA) spectroscopy, fluorescence (FL), and electronic paramagnetic resonance (EPR). To investigate the ion incorporation in ZnO crystal structure, Rietveld refinements in the XRD data, crystalline field theory (CFT) in the OA spectra, and EPR results were used. The results showed that it is possible to control the NCs properties of ZnO, Zn1-xMnxO, Zn1-xMnxO/ZnMn2O4, and Zn1-xCoxO/ZnCo2O4 from the variation of the dopant concentration. We believe that these results may give rise to a great deal of interest in the scientific community, regarding the synthesis and processing of materials from the methodology adopted in this work, contributing to the understanding of the properties of semiconductor and/or semimagnetic nanostructures. Tese (Doutorado)

Fertilizer formulation alternatives that avoid unnecessary losses and environmental impacts are being investigated in agricultural management. Seed priming with nanofertilizers prior to planting, reduces concerns about non-target dispersion; however, priming formulations and concentrations must be carefully selected to avoid undesired effects. Here, seed germination and seedling development were evaluated after seed priming with CuO nanoparticles (NPs), CuO bulk and CuCl2. The seeds were immersed in priming solutions of 0, 20, 40, 80 and 160 mg.L−1 Cu for the three Cu sources. Following 8 hours priming, the seeds were evaluated for germination and vigor (first germination count). Root and shoot lengths were measured as well as shoot and root dry biomass. The copper NP did not show any toxic effects on corn seed germination and growth, and also promoted higher biomass when compared to the other Cu sources. On the other hand, CuCl2 primed seeds exhibited Cu-toxicity in roots and shoots for all concentrations tested. Bulk Cu priming results indicated the better role of NPs size effects. These findings support NP-seed priming as an alternative to delivery of essential micronutrients, such as copper, to corn seedlings. Resumo: Alternativas para evitar perdas e impactos desnecessários no meio ambiente são alcançadas no manejo agrícola. A preparação de sementes com nanofertilizantes antes do plantio reduz as preocupações com a dispersão não-alvo; no entanto, formulações e concentrações devem ser cuidadosamente selecionadas para evitar efeitos indesejados. Aqui, avaliou-se a germinação e o desenvolvimento de plântulas após a iniciação das sementes com CuO NPs, CuO bulk e CuCl2. As sementes foram imersas em soluções primárias de 0, 20, 40, 80 e 160 mg.L-1 para as três fontes de Cu. Após 8 horas de preparação, as sementes foram avaliadas quanto à germinação e vigor (primeira contagem de germinação). Os comprimentos de raiz e parte aérea foram medidos, bem como a biomassa seca de parte aérea e de raízes. A fonte de nanopartículas de cobre não apresenta efeitos tóxicos no crescimento do milho e promove maior biomassa quando comparada às demais fontes. Por outro lado, fontes de CuCl2 mostraram alguns impactos negativos tóxicos nas raízes e parte aérea do milho para todas as doses testadas. Esses achados apoiam o tratamento de sementes com NPs como uma alternativa à entrega de micronutrientes essenciais, como o cobre.

Environmentally eco-efficient concrete is currently a popular choice of construction material. Reviewing relevant literature indicates that heating of cement paste can remove hydrating water, and that quartz sand of appropriate granulometry can act as a supplementary cementitious material; however, there have been virtually no reports on the reuse of these materials as alternative binders. This work evaluates the phases present in cementitious compounds produced with binders obtained by thermomechanically treating cement pastes with and without a 15% substitution of quartz sand powder (specific surface area 37.4 m²/g), referred to as RCQ and recycled cement RC, respectively. Testing included thermogravimetric analysis (performed with stripped gases), X-ray diffraction, and scanning electron microscopy with phase identification. The obtained data indicated RC cement paste possesses a predominantly ettringite microstructure, whereas the presence of calcium hydroxide and hydrated calcium silicate predominates in RCQ paste. Resumo Atualmente tem-se buscado a obtenção de concretos ecoeficientes por meio da reciclagem dos resíduos de concreto. Estudos da literatura mostram que o aquecimento da pasta pode remover a água de hidratação e que areia quartzosa pode atuar como material cimentício suplementar quando na granulometria adequada. Entretanto, praticamente inexistem relatos sobre reuso desses materiais como aglomerantes alternativos. Este trabalho avalia as fases presentes em compostos cimentícios confeccionados com aglomerante obtido do tratamento termomecânico de pastas com 15% de pó de areia quartzosa (RCQ) e sem substituição (RC) com superfície específica de 37.4 m²/g. Foram realizadas termogravimetrias com análise de gases desprendidos, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura com identificação de fases. Os dados obtidos mostram que a pasta RC possui microestrutura predominante de etringita enquanto na pasta RCQ predomina a presença de hidróxido de cálcio e silicato de cálcio hidratado.

Um dos grandes desafios na área de biomateriais é desenvolver implantes que consigam aliar biocompatibilidade e resistência à corrosão. Ligas de titânio vêm sendo largamente aplicadas com essa finalidade, uma vez que apresentam tais características, além de exibirem maior resistência mecânica e melhor custo-benefício frente ao titânio puro. Sob essa perspectiva, este trabalho estudou as condições do processo de anodização da liga Ti6Al4V. A caracterização do óxido formado foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplado a uma sonda de espectroscopia dispersiva em energia (EDS) e difração de raios-X (DRX). Os resultados indicam que apenas o H2SO4 favoreceu a formação de filmes cristalinos, contudo, em H3PO4, os filmes são enriquecidos com fósforo.

O sabor do café pode ser influenciado por diversos fatores como, por exemplo, as diferentes temperaturas utilizadas durante o processo de torra. Quando o café é exposto a variações de temperaturas, alterações químicas e/ou físicas podem ocorrer em suas estruturas e isto pode inclusive, contribuir na qualidade da bebida. Por conta de o Brasil ser o maior produtor e exportador de café do mundo, é preciso desenvolver métodos eficazes de caracterização que sejam capazes de averiguar o comportamento evolutivo térmico e espectroscópico deste valioso produto nacional. Em geral, as caracterizações termoanalíticas, espectroscópicas e difrações de raios-X fornecem informações importantes, tais como a degradação térmica, a determinação de umidade e resíduos, a análise vibracional das moléculas do material e permite uma caracterização quanto a estrutura cristalina das amostras. Com o intuito de avaliar as propriedades físico-químicas de amostras de café, foram utilizadas as técnicas de termogravimetria (TG), a termogravimetria derivada (DTG), a análise térmica diferencial (DTA), todas essas análises foram feitas simultaneamente com a análise dos gases desprendidos durante o processo de degradação térmica das amostras por meio da espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR). Além disso, as técnicas de espectroscopia Raman e difrações de raios-X também foram utilizadas. As amostras analisadas por essas técnicas foram de cafés in natura e processados, os quais foram fornecidos por diferentes produtores da Zona da Mata mineira. Foi possível observar através da técnica TG a ocorrência de perda de massa das amostras em três etapas. Além disso, constatou-se uma grande semelhança entre as curvas de DTA do café in natura e do torrado. Pela análise dos gases envolvidos (EGA) por FT-IR constatou-se a liberação de H2O, CO2 e dois gases não identificados. Pela espectroscopia Raman verificou-se que a região entre é dominada por bandas características do ácido clorogênico e a faixa espectral de é atribuída a bandas lipídicas. Além disso, viu-se que as amostras de cafés tratadas termicamente apresentam uma quantidade menor de ácido clorogênico que as de cafés in natura. Pela difração de raios-X nenhuma estrutura cristalina foi observada, concluindo que o material é amorfo. Assim, com base nos resultados obtidos é possível sugerir que as técnicas utilizadas nesse trabalho são ferramentas eficazes e com grande potencial para servir de métodos comparativos de amostras de café. The taste of coffee can be influenced by several factors such as the different temperatures used during the roasting process. When coffee is exposed to temperature variations, chemical and / or physical changes may occur in its structures and this may even contribute to the quality of the beverage. Because Brazil is the major producer and exporter of coffee in the world, it is necessary to develop effective methods of characterization that are capable of ascertaining the thermal and spectroscopic evolutionary behavior of this valuable national product. In general, thermoanalytical, spectroscopic and X-ray diffraction characterizations provide important information, such as thermal degradation, moisture and residue determination, vibrational analysis of the molecules of the material and allows a characterization of the crystalline structure of the samples. In order to evaluate the physicochemical properties of coffee samples thermogravimetry (TG), derivative thermogravimetry (DTG) and differential thermal analysis (DTA) were used, all of these analyzes were performed simultaneously with the analysis of gases evolved during the process of thermal degradation of the samples by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. In addition, Raman spectroscopy and X-ray diffraction techniques were also used. The samples analyzed by these techniques were in nature and processed coffees, which were supplied by different producers of the Zona da Mata mineira. It was possible to observe through the TG technique the occurrence of mass loss of the samples in three stages. Also, a great similarity was observed between the DTA curves of in nature and roasted coffee. The analysis of the gases involved (EGA) by FT-IR revealed the release of H2O, CO2 and two unidentified gases. From Raman spectroscopy it has been found that the region between 1000 and 1800 cm -1 (-1) is dominated by bands characteristic of chlorogenic acid and the spectral range of 2800 to 3000 cm3 (-1) is attributed to lipid bands. In addition, it has been observed that the thermally treated samples have a lower amount of chlorogenic acid than the in nature coffee. By X-ray diffraction no crystalline structure was observed, concluding that the material is amorphous. Thus, based on the results obtained it is possible to suggest that the techniques used in this work are efficient tools with great potential to serve as comparative methods of coffee samples.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Neste trabalho são apresentados os resultados da caracterização microestrutural e óptica de nanopartículas de ouro (NPsAu) à temperatura ambiente, sintetizadas pelo método coloidal descrito por Tukevich e Frens. Para se investigar a evolução dos parâmetros microestruturais, em função das variáveis de síntese, foram utilizadas técnicas de Análise de Perfis de Máximos de Difração de Raios-X (X-ray Profile Analysis-XPA) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Através da análise qualitativa dos difratogramas de raios-X comprovou-se a redução das dimensões das NPsAu em função do aumento da solução de Citrato de Sódio. Este comportamento foi confirmado pelo ajuste dos perfis de difração através do método CMWP-fit (Convolutional Multiple Whole Profile Fitting) utilizando parâmetros de contribuições dos tamanhos cristalinos e influência instrumental nas medidas. Mediante as medidas de MET, observou-se que foram obtidas NPsAu com simetria aproximadamente esférica, onde foi visualizado o processo de aglomeração através de fusão de duas ou mais partículas menores, resultado que pode explicar a diferença dos parâmetros microestruturais obtidos por difração de raios-X e microscopia. Para o estudo das propriedades ópticas, foram sintetizados Phantoms que simulam o comportamento de tecidos biológicos, através da adição das NPsAu em uma matriz composta de gelatina e quitosana. Os espectros de absorbância para esses Phantoms foram comparados aos obtidos para as soluções coloidais, onde pode se observar que o comportamento óptico das NPsAu é bastante sensível à sua dimensão e variação do meio, com o deslocamento dos máximos de absorção e alargamento dos espectros. Este resultado é de grande importância para a construção de marcadores biológicos, possibilitando o acompanhamento de atividades celulares diretamente pela alteração do comprimento de onda absorvido em função da alteração química do meio. This work presents the results of the microstructural and optical characterization of gold nanoparticles (AuNPs) at room temperature, synthesized by the colloidal method described by Turkevich and Frens. The evolution of the microstructural parameters, as a function of the synthesis variables, were investigated by X-ray Profile Analysis (XPA) and Transmission Electron Microscopy (TEM) techniques. The reduction of the AuNPs was verified through the qualitative analysis of the X-ray diffractograms as a function of the increase of the Sodium Citrate solution. This behavior was confirmed by the fitting of the diffraction profiles through the Convolutional Multiple Whole Profile fitting method (CMWP-fit), using parameters of crystalline sizes contributions and instrumental influence on the measurements. TEM measurements observed AuNPs with approximately spherical symmetry were obtained, where the agglomeration process was visualized through the fusion of two or more smaller particles. This result could explain the difference of the microstructural parameters obtained by X-ray diffraction as microscopy. For the study of optical properties, Phantoms were synthesized by adding AuNPs in a matrix composed of gelatin and chitosan to simulate the behavior of biological tissues. The absorbance spectra for these Phantoms were compared to those obtained for the colloidal solutions, where the optical behavior of the AuNPs is quite sensitive to their size and variation of the medium, with the shift of absorption maximum and breadth of the spectrum. This result is of great importance for the construction of biological markers, enabling the accompaniment of cellular activities directly by altering the wavelength absorbed as a function of the chemical alteration of the medium. Dissertação (Mestrado)

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O desenvolvimento e o desempenho de materiais metálicos estão intrinsecamente relacionados à nossa capacidade de compreender como tratamentos térmicos, mecânicos e químicos atuam na estrutura até a nano-escala. Nesse sentido, desvendar a estrutura de interfaces destes materiais é crucial para o entendimento de suas propriedades. Os arranjos de interface têm sido caracterizados principalmente por técnicas de imagem, como microscopia eletrônica de varredura e transmissão, que podem acessar dados estruturais localmente, mas são técnicas destrutivas e estatisticamente limitadas. Neste trabalho, um detector de grande faixa angular, cobrindo 120° de ângulo de espalhamento, foi usado para acumular contagens de medições de difração de raios-X síncrotron em amostras de magnésio comercialmente puras. Tempos de aquisição estendidos permitiram a recuperação de configurações de estruturas de interface preferenciais através da observação de picos de difração muito fracos. Picos adicionais foram localizados próximos a reflexões fundamentais do Mg. Uma simulação cinemática de difração de raios-X de interfaces, fazendo uma varredura de estruturas de possíveis para o sistema cristalino em questão, foi realizada para estabelecer a correspondência de picos nãofundamentais com a organização estrutural interfacial de átomos que podem ser responsáveis por tais dispersões. As interfaces simuladas cobriram uma ampla gama de deslocamentos angulares em relação aos principais planos do sistema hexagonal. As informações recuperadas sobre a deformação máxima no plano de interface (em relação a uma configuração bulk) e sua geometria estão relacionadas com condições que levam à minimização de energia local com uma configuração que permite a observação de difração de raios-X, representando um padrão ordenado de distribuições atômicas no Mg. A metodologia introduzida permite o monitoramento não-destrutivo de um sistema cristalino quando este é submetido a processos mecânicos que podem, por exemplo, modificar o tamanho e a orientação de grãos. The development and performance of materials is intrinsically related to our capability of understanding thermal treatments, mechanical processing and chemical alloying down to the nanoscale. In this sense, unraveling the structure of interfaces is crucial for the opening of new regimes in property-performance space for a given material system. Interface arrangements have been mainly characterized by imaging techniques such as scanning and transmission electron microscopy, which can access structural data locally, but are destructive and statistically limited. In this work, a large angular range detector covering up 120° of scattering angle was used to accumulate counts from synchrotron X-ray diffraction measurements on commercially pure Mg samples. Long acquisition times allowed the retrieval of preferential interface structure configurations through the observation of very weak diffraction peaks. Additional peaks were located close to fundamental reflections. A kinematical simulation scanning possible interface structures was carried out to establish the correspondence of non-bulk peaks with the interfacial structural organization of atoms which may be responsible for such scatterings. The simulated interfaces were probed for a wide range of angular displacements with respect to the main cleavage planes of the bulk system. The information retrieved about the maximum strain at the interface plane (with respect to a pure bulk configuration) and their geometry are related with conditions that lead to local energy minimization with a symmetry that allows for the observation of x-ray diffraction, representing a long-range ordered pattern of atomic distributions in Mg. The introduced methodology allows for non-destructive monitoring changes in a system when it undergoes mechanical processes that may, for instance, modify grain sizes and orientation.

In this work we investigated the structural and vibrational properties of KBiFe2O5 (KBFO) ceramics by means of Raman spectroscopy and X-ray diffraction techniques under variation of hydrostatic pressure. A total of 19 active Raman modes were observed under normal conditions of temperature and pressure, which were classified based on compounds of the same structural family or having similar molecular groups. Analysis of the Raman spectra under pressure showed that the material exhibits a first order phase transition displaying a hysteresis when subjected to an increase and then to a reduction of its pressure. We used X-ray diffraction by varying the hydrostatic pressure in order to analyze the phase transition seen by Raman spectroscopy. The transition occurs in the material when it reaches around 3,45 GPa when we increase the hydrostatic pressure. The joint analysis of X-ray diffraction and Raman spectroscopy indicates that possibly the symmetry for the high pressure phase belongs to the space group Pmmm. Neste trabalho investigamos as propriedades estruturais e vibracionais da cerâmica policristalina KBiFe2O5 (KBFO) através das técnicas de espectroscopia Raman e difração de raios-X sob variação da pressão hidrostática. Foram observados 19 modos ativos no Raman em condições normais de temperatura e pressão, os quais foram classificados baseados em compostos da mesma família estrutural ou que tivessem grupos moleculares semelhantes. A análise dos espectros Raman sob pressão revelou que o material apresenta uma transição de fase de primeira ordem, exibindo uma histerese quando submetido a um incremento e em seguida a uma redução da sua pressão. Utilizamos a difração de raios-X variando a pressão hidrostática a fim de se analisar a transição de fase vista pela espectroscopia Raman. A transição ocorre no material ao atingir em torno de 3,45 GPa quando incrementamos a pressão hidrostática. A análise em conjunto da difração de raios-X e espectroscopia Raman sugere que possivelmente a simetria para a fase de altas pressões pertence ao grupo espacial Pmmm.

RESUMO A indústria automobilística vem investindo em novos processos de fabricação que melhoram a produtividade sem perda da qualidade. Entretanto, a presença de tensões residuais, geradas em todos os processos de fabricação, constitui um dos grandes problemas encontrados na indústria metal mecânica, pois estas podem se somar às tensões de carregamento externo e causar falhas catastróficas em equipamentos e componentes. Sendo a soldagem um dos processos de fabricação mais utilizados atualmente, é necessário entender como os parâmetros de soldagem impactam na natureza e magnitude das tensões residuais geradas. Em alguns processos de soldagem são utilizados gases de proteção, que podem influenciar a condutividade do arco elétrico e, consequentemente, afetar o comportamento das tensões residuais nas juntas soldadas. Neste trabalho foi realizado um estudo experimental sobre a influência do percentual de CO2 dos gases de proteção com base em argônio, nas tensões residuais geradas em juntas de aço avançado de alta resistência DP600, soldadas pelo processo GMAW (amplamente utilizado na indústria automobilística). As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X, pelo método do sen2ψ. A avaliação microestrutural foi realizada através de microscopia óptica. Os resultados mostraram que as tensões residuais têm natureza trativa, da ordem de 120 MPa, em todas amostras que utilizaram gás de proteção com menor percentual de CO2. ABSTRACT The automotive industry has been investing in new manufacturing processes that improve productivity without loss of quality. However, the presence of residual stress (RS), generated in all manufacturing processes, is one of the major problems encountered in the metalworking industry, since these can add up to external loading stresses and cause catastrophic failures in equipment and components. Since welding is one of the most widely used manufacturing processes, it is necessary to know how the welding parameters impact on the nature and magnitude of the residual stresses generated. The shielding gases are used in some welding processes and can be influence the conductivity of the electric arc, which can be affected the residual stresses behavior in the welded joints. In this work an experimental study was carried out about the influence of the percentage of CO2 on the argon-based shielding gases in the residual stresses generated on joints of high strength steel DP600 welded by GMAW process (widely used in the automotive industry). The residual stresses were measured by X-ray diffraction by the sin2ψ method. An assessment of the microstructural morphology by optical microscope (OM) was made. The results showed that the residual stresses have a tensile nature, of the order of 120 MPa, in all samples, which used shielding gas with a lower percentage of CO2.

Esta tese apresenta um estudo sobre nanoestruturas cristalinas semicondutoras utilizando técnicas de difração de raios-X, principalmente difração ressonante (anômala) de raios-X, para determinar as propriedades estruturais e químicas de tais estruturas. Nosso primeiro resultado experimental apresenta um estudo de ilhas de In(Mn)As crescidas sob fluxo controlado de Mn, no topo de substratos de GaAs(001). Adicionar quantidades distintas de Mn no processo de crescimento faz com que as ilhas de In(Mn)As aloquem os átomos metálicos em diferentes sítios, que podem ser substitucionais ou intersticiais. Realizando medidas de difração de raios-X nestas nanoestruturas, utilizando fótons com energia em torno da borda de absorção K do Mn, é possível verificar quantitativamente sua concentração química, e também determinar o sítio que está sendo preenchido. Cada possível sítio tem sua própria assinatura em diferentes reflexões e, com a escolha correta das reflexões, pode-se determinar, de forma não ambígua, a porcentagem dos sítios ocupados. O segundo estudo aplica difração ressonante de raios-X em nanoestruturas de Ge crescido em Si (substrato), com diferentes ângulos de misuct em relação à direção(001). É bem conhecido da literatura que Ge pode crescer em Si como domos ou superdomos, dependendo da quantidade de Ge utilizado. Sabe-se também que um ângulo de miscut pode afetar a dinâmica de crescimento, pois altera a composição interna das estruturas. O estudo quantitativo da composição de domos/superdomos realizados relacionam suas propriedades químicas com os efeitos observados pela difração de raios-X em função do miscut. Finalmente, também apresentamos um estudo sobre ilhas de InGaAs em cima de uma membrana de GaAs(001) ultrafina. Medidas de difração de raios-X com nano-foco permitem a determinação do estado de tensão em ilhas isoladas, ajudando a entender as mudanças estruturais na membrana após liberá-la do substrato onde foi crescida. This thesis presents a study about crystalline semiconductor nanostructures using x-ray diffraction techniques, mainly resonant (anomalous) x-ray diffraction, in order to determine structural and chemical properties of these structures. Our first experimental result is a study about In(Mn)As islands grown under controlled Mn flux on the top of GaAs(001) substrates. Adding distinct amounts of Mn on the growth process makes the In(Mn)As islands allocate the metallic atoms in different sites, which can be substitutional or interstitial. Performing x-ray diffraction measurements on these nanostructures, using photons with energy near the Mn-K absorption edge, it is possible to verify quantitatively their chemical concentration, and also which site is being occupied. Each possible site has its own signature on different reflections and, with the right choice of reflections, one can determine, unambiguously, the percentage of occupied sites. The second study applies resonant x-ray diffraction on nanostructures of Ge grown on Si (substrate) with different miscut angles with respect to the (001) direction. It is well known from the literature that Ge can grown on Si as domes or superdomes, depending on the amount of Ge content. It is also known that a miscut angle can affect the growth dynamics, as it changes the internal composition of the structures. The quantitative study of the domes/superdomes composition carried out there connects its chemical properties with the effects observed by x-ray diffraction due to the miscut. Finally, we also present a study of InGaAs islands on top of an ultrathin GaAs(001) membrane. Nano-focused x-ray diffraction measurements allows the determination of the strain status on isolated islands, helping to understand the structural changes on the membrane after releasing it from the substrate where it was originally grown.

Submitted by LINO FERNANDO GOMES DE LIMA (linofernando@ibb.unesp.br) on 2017-10-12T13:07:03Z No. of bitstreams: 1 TESE_DOUTORADO_LINO_FINAL_CORREÇÕES_BANCA.pdf: 7596280 bytes, checksum: daa6099c657cb8875c1dc696f2b54217 (MD5) Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-18T16:34:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lima_lfg_dr_bot.pdf: 7596280 bytes, checksum: daa6099c657cb8875c1dc696f2b54217 (MD5) Made available in DSpace on 2017-10-18T16:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lima_lfg_dr_bot.pdf: 7596280 bytes, checksum: daa6099c657cb8875c1dc696f2b54217 (MD5) Previous issue date: 2017-08-22 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) As fosfolipases A2-like (PLA2s-like) estão entre os principais componentes de peçonhas de serpentes envolvidas no processo de envenenamento, particularmente em serpentes do gênero Bothrops. Essas toxinas promovem efeitos miotóxicos que não são neutralizados pela soroterapia convencional e podem levar até a perda do membro afetado. Os estudos estruturais, em especial a técnica de cristalografia, são uma ferramenta poderosa na compreensão da relação estrutura-função de moléculas. O presente trabalho teve por objetivo estudar estruturalmente por diferentes técnicas biofísicas (dicroísmo circular, espalhamento de luz dinâmico, Espectroscopia de fluorescência, termoforese de microescala, cristalização, coleta de dados de difração de raios-X, elucidação e análise estrutural) uma Lys-49-PLA2 da peçonha de Bothrops pauloensis, denominada BnSP-7, em suas formas nativa e complexadas com o ácido cinâmico e seus derivados, ácido cafeico e ácido p-cumárico. Adicionalmente, a mesma proteína foi estudada em sua forma recombinante. A ORF referente à BnSP-7 foi inserida no vetor a partir dos sítios de restrição EcoRI (3’ DNA) e NotI (5’ DNA). Esse inserto foi inserido em um vetor pPicZA, transformado em Pichia pastoris e induzida a expressão. Após purificação da proteína expressa, foram realizados ensaios de cristalização. Nas estruturas da BnSP-7 obtida a partir do veneno de B. pauloensis, foram encontrados ligantes na região MDoS nos três complexos elucidados, bem como a análise dos túneis revelou diferenças nas cargas positivas da BnSP-7 em comparação com outras miotoxinas. Os experimentos de termoferese revelaram que os três ligantes se ligaram à BnSP-7 com afinidades variando de 20-300 µM, sendo que a maior afinidade foi observada para o ácido cafeico, seguido pelo ácido p-cumárico e pelo ácido cinâmico. Estes dados estão de acordo com o número de interações eletrostáticas observadas nas estruturas cristalográficas. Esses resultados reforçam a importância da região MDoS no mecanismo de ação miotóxica dessas proteínas, além de fornecer dados estruturais para o desenvolvimento de inibidores mais efetivos contra os efeitos locais do acidente ofídico, não eficientemente tratado pela soroterapia convencional. Phospholipases A2-like (PLA2-like) toxins are among the main components of snake venoms involved in the envenomation process, particularly in snakes from Bothrops genus. These toxins promote myotoxic effects that aren't neutralized by conventional serum therapy and may lead to loss of the affected limb. Structural studies, especially the crystallography technique, are powerful tools for understanding of the structure-function relationship of molecules. The aim of this work was structurally study by different biophysical techniques (circular dichroism, dynamic light scattering, fluorescence spectroscopy, microscale thermophoresis, crystallization, X-ray diffraction data, elucidation and structural analysis) a Lys-49-PLA2 of Bothrops pauloensis venom, named BnSP-7, in native form and complexed to cinnamic acid and its derivatives caffeic acid and p-coumaric acid. BnSP-7 ORF was inserted into the vector EcoRI (3 'DNA) and NotI (5' DNA) restriction sites. This insert was inserted into pPicZA vector, transformed into Pichia pastoris and induced the expression. After purification of the expressed protein, crystallization assays were performed. BnSP-7 structures complexed to the ligands were performed using B. pauloensis venom which these molecules were found interacting to MDoS region for the three complexes. Furthermore, tunnel analyses revealed differences in the positive charges of BnSP-7 compared to other myotoxins which may be related to the specificity of this toxin. Thermophesis experiments revealed that all three ligands bound to BnSP-7 with affinities ranging from 20-300 μM, in which the highest affinity was observed for caffeic acid, followed by the p-coumaric acid and by cinnamic acid. These data are in agreement with the observed number of electrostatic interactions observed in crystallographic structures. These results consolidate the importance of the MDoS region as a mechanism of myotoxic action of these proteins, in addition to providing structural data for the more effective inhibitors development against the local effects of the snakebite, not efficiently neutralized by conventional serum therapy. CNPq: 140501/2014-2

Resumo O conhecimento das tensões residuais geradas nos processos de soldagem apresenta especial importância no desempenho das estruturas e componentes soldados, pois durante a vida em serviço eles estarão sujeitos a diferentes níveis de carregamentos, que associados aos campos de tensões residuais pré-existentes podem levar à ruptura inesperada. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo estudar o nível das tensões residuais geradas em juntas soldadas, pelo processo arame tubular (FCAW - Flux Cored Arc Welding), de aço ASTM A 131 Grau A, usadas na construção naval, por difração de raios-X, usando a técnica do sen2ψ. Foi realizado um estudo comparativo das mudanças nos campos de tensões quando adotadas restrições para manter a geometria de projeto da junta, bem como uma análise numérica computacional pelo método de elementos finitos, com os resultados obtidos pelo método experimental. A maioria dos resultados das tensões residuais mostrou que houve similaridade qualitativa, na sua natureza, entre o modelo e os experimentos nas regiões da zona termicamente afetada e do metal de solda. As análises de microdureza Vickers e a caracterização microestrutural por microscopia óptica das juntas soldadas complementaram o presente estudo. Abstract The knowledge of the residual stresses generated on the welding processes implies special relevancy in welded structures and components, because during his service life they will be working at several loading conditions that associated to the pre-existing residual stresses fields they can lead to a catastrophic failure. In this context, the present work has the purpose to study the residual stresses field generated in joints welded by the FCAW (Flux Cored Arc Welding) process, of ASTM A 131 grade A steel, used in ship construction, by X-ray diffraction, using the sin2ψ technique. It was realized a comparative study of the changes in the stress fields when adopted restrictions in order to maintain the design of the joint, as such a numerical computational analysis by the finite element method, with the results of the experimental analysis. The majority of residual stresses results had demonstrated qualitative similarity in their nature between the model and the experimental work in the heat affected region and welded zone. The Vickers microhardness analysis and microstructural characterization by optical microscopy had complemented the present work.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:13:25Z No. of bitstreams: 1 Erick Bloise Lima.pdf: 6037729 bytes, checksum: 3b03757afcf4deced7d5dda5fbf898ec (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:13:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Erick Bloise Lima.pdf: 6037729 bytes, checksum: 3b03757afcf4deced7d5dda5fbf898ec (MD5) Previous issue date: 2017-05-24 Automotive vehicles are constantly targeted for fraud regarding their individualized identification whose rewrite is the most used method by adulterators. The aim of this work was to measure the residual stresses present in the Vehicle Identification Number (VIN) marked by the manufacturer, to measure the residual stresses present after tamper process by criminal and to evaluate, based on the level of residual stresses, the effectiveness of a methodology for revealing this tampered number. Optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy techniques were used to the microstructural characterization of the plate where the VIN is marked. X ray diffraction method was applied to measure the residual stresses. The Fry's reagent was applied to reveal the original VIN that was obliterated. The characterization showed a composite compatible with low carbon steel. On the original VIN marking the residual stresses shows random (compressive and tractive) while that after obliterated all measures was compressive. The etching did not yield satisfactory results, that was attributed to low value of 0.2 mm required by ABNT NBR 6066/09, that entail in a low residual stresses value on the original VIN marking. Veículos automotores são constantemente alvos de fraudes no que tange sua identificação individualizada, sendo o método de remarcação o mais utilizado pelos adulteradores. O objetivo deste trabalho foi avaliar o nível de tensões residuais antes e depois de um processo de adulteração comumente utilizado para modificação do Número de Identificação Veicular (NIV) e avaliar, em função do nível de tensões residuais existentes, a efetividade de uma metodologia de revelação desta adulteração. Para a caracterização microestrutural da chapa suporte de gravação do NIV foram utilizadas as técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Para a medição das tensões residuais foi utilizada a técnica de difração de Raios-X e para revelar a gravação NIV original eliminada foi realizado ataque químico com o reagente Fry. A caracterização revelou uma microestrutura compatível com aços de baixo teor de carbono. As tensões residuais mostraram-se aleatórias (compressivas e trativas) quando da gravação original, já na condição após desbaste todos os pontos apresentaram tensão residual de compressão. A técnica de ataque químico não obteve resultados satisfatórios, o que atribui-se ao pequeno valor de 0,2 mm exigido pela norma ABNT NBR 6066/09, que ocasiona em baixos valores de tensão residual quando da gravação do NIV original.

Mestrado em Engenharia de Materiais O trabalho apresentado nesta dissertação consiste no estudo de uma família de eletrólitos sólidos cerâmicos à base de óxido de zircónio dopado com óxido de magnésio, normalmente identificados como Mg-PSZ (zircónia parcialmente estabilizada com magnésia), usados nomeadamente no fabrico de sensores de oxigénio para metais fundidos. Preparou-se um conjunto de eletrólitos por processamento mecânico (moagem) e térmico (sinterização), variando a composição em magnésia e a velocidade de arrefecimento desde a temperatura de sinterização. Estes dois parâmetros são essenciais em termos de composição em fases e microestrutura das Mg-PSZ, determinando o comportamento destes materiais. A caracterização estrutural e microestrutural foi feita por meio da difração de raios-X (amostras densas e pós) e microscopia eletrónica de varrimento, tendo em vista a determinação das percentagens relativas das fases cúbica, tetragonal e monoclínica, bem como da sua localização em termos microestruturais. O comportamento térmico foi estudado por dilatometria. As propriedades elétricas foram analisadas por espetroscopia de impedância em ar até cerca de 800 °C. De uma forma geral os resultados obtidos a partir de diversas concentrações de dopante (6-8 mol% MgO), diferentes velocidades de arrefecimento (1, 2 e 4 ºC.min-1) e igual condição de patamar de sinterização (1700 °C, 3 horas), mostraram um aumento da condutividade para as amostras com predomínio das fases estáveis de alta temperatura (tetragonal e cúbica). De todas as composições estudadas a 8 Mg-PSZ com elevada velocidade de arrefecimento é a que apresenta maior condutividade iónica. Do mesmo modo, o melhor comportamento térmico parece ser conseguido em amostras com a fase monoclínica finamente dispersa no seio da fase cúbica, envolvendo mais baixas concentrações de dopante e/ou menor velocidade de arrefecimento. Atendendo à importância destes dois aspetos, a solução ideal deve corresponder a um compromisso entre estas duas situações. Os resultados obtidos abrem caminho para estudos mais profundos visando aplicações em sensores para metal fundido. The work presented in this dissertation is a study of a family of solid ceramic electrolytes based on zirconium oxide doped with magnesium oxide, usually identified as Mg-PSZ (zirconia partially stabilized with magnesia), used in the manufacture of oxygen sensors for molten metals. A set of electrolytes was prepared by mechanical (milling) and thermal (sintering) processing, varying the composition in magnesia and the cooling rate from the sintering temperature. These two parameters are essential in terms of phase composition and microstructure of Mg-PSZ, determining the behaviour of these materials. The structural and microstructural characterization was done by means of X-ray diffraction (dense samples and powders) and scanning electron microscopy, in order to determine the relative percentages of the cubic, tetragonal and monoclinic phases, as well as their location in terms microstructures. The thermal behaviour was studied by dilatometry. The electrical properties were analysed by impedance spectroscopy in air up to about 800 ° C. In general, the results obtained from various concentrations of dopant (6-8 mol% MgO), different cooling rates (1, 2 and 4 °Cmin-1) and the same sintering step condition (1700 °C, 3 hours) showed an increased conductivity for samples with predominance of high temperature stable phases (tetragonal and cubic). 8 Mg-PSZ with high cooling rate is the one with the highest ionic conductivity amongst all the compositions studied. Likewise, the best thermal behaviour appears to be achieved in samples with the monoclinic phase finely dispersed within the cubic phase, involving lower dopant concentrations and/or lower cooling rates. Given the importance of these two aspects, the ideal solution must correspond to a compromise between these two situations. The obtained results open the way for deeper studies aiming at applications in sensors for molten metals.

The optical properties of titanate nanotubes (TiNts) intercalated with rare earths (RE) ions were intensively investigated in this study. To prepare the nanomaterials, sodium titanate nanotubes (Na-TiNts) were submitted to ion exchange reactions with different rare earth elements (RE: Pr3+, Er3+, Nd3+, and Yb3+). To the best of our knowledge, it is the first time that these RE-TiNts were synthesized. All samples were characterized by Raman spectroscopy, X-ray powder diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Furthermore, the optical properties were examined using photoluminescence spectroscopy (PL) and UV-Vis-NIR absorption spectroscopy. The PL intensity (visible range) of the RE-TiNt samples showed a strong dependence when the temperature was decreased down to 20 K. This PL enhancement probably was promoted by electronic modifications in titanate layer band gap and/or interface charge transfers due to RE ions intercalation.

Tese de mestrado, Química (Química) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2017 Submitted by Teresa Boa (tdboa@fc.ul.pt) on 2018-02-06T16:41:44Z No. of bitstreams: 1 ulfc121630_tm_Mariana_Donato.pdf: 2649790 bytes, checksum: bc96deb3c22433a6aa74cafcd30a1168 (MD5) Made available in DSpace on 2018-02-06T16:41:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc121630_tm_Mariana_Donato.pdf: 2649790 bytes, checksum: bc96deb3c22433a6aa74cafcd30a1168 (MD5) Previous issue date: 2017

RESUMO Nitretação está entre os tratamentos superficiais mais efetivos. Os principais benefícios da nitretação aos aços são o aumento da dureza, resistência ao desgaste, resistência à fadiga e resistência à corrosão. Com isso, este trabalho tem por objetivo avaliar a resposta do AISI 4140 a diferentes condições de nitretação, quanto às propriedades químicas, microestruturais, de dureza e propriedades tribológicas. Para isso, foram feitas análises metalográficas, espectroscopia de emissão óptica de descarga incandescente (GDOES), difração de raios-x, microdureza e ensaio pino-sobre-disco. Nitretações gasosas foram executas em duas diferentes condições, com potenciais de nitretação de 0,6 e 2,0. A duração dos tratamentos foi de duas, quatro e seis horas. Adicionalmente, foi realizado um tratamento de nitrocarbonetação de seis horas, com a adição de carbono via injeção de gás de CO2, com potencial de carbonetação de 1,0. Os resultados mostraram a formação de camada branca seguida de uma camada de difusão com gradiente de propriedades como dureza e composição química. Um aumento significativo de dureza de 400 HV é observado na camada de difusão. Os diferentes tratamentos mostraram que o potencial de nitretação tem maior influência sobre a espessura do que o tempo de tratamento. A nitrocarbonetação formou uma camada nitretada 21% menos espessa do que nas amostras nitretadas de mesmo potencial de nitretação, enquanto que a camada de poros foi semelhante. Nos testes tribológicos realizados, houve uma diminuição do desgaste de 61% com a presença da camada nitretada e o modo de desgaste mudou de abrasivo/adesivo para abrasivo. ABSTRACT Nitriding is among the most effective surface treatments. The main benefits of nitriding on steels are the increasing in hardness, wear resistance, fatigue resistance and corrosion resistance. Therefore, this study aims to evaluate the response of AISI 4140 to different nitriding conditions, regarding chemical, microstructure, hardness and tribological properties. To accomplish this, metallographic analyzes, optical emission spectroscopy glow discharge (GDOES), x-ray diffraction, hardness and pin-on-disc test were performed. Gaseous nitriding were performed in two different conditions, with nitriding potential of 0.6 and 2.0. The process time was two, four and six hours. Additionally, a nitrocarburizing treatment was carried out with the addition of carbon via CO2 gas injection with carburizing potential of 1.0. The results showed the formation of white layer followed by a diffusion layer with gradient properties as hardness and chemical composition. A significant increase in hardness about 400 HV is observed in the diffusion. The different treatments showed that the nitriding potential have more influence on the thickness than the treatment time. The nitrocarburized sample formed a nitrided layer 21% less thick than the nitrided sample with same nitriding potential, while the pore layer was similar. In performed tribological tests, there was a 61% decrease in wear due to the presence of the nitrided and the wear mode changed from abrasive / adhesive to abrasive mode.

A aplicação por soldagem de revestimentos metálicos de aços e ligas nobres resistentes à corrosão é uma alternativa bastante razoável economicamente frente à fabricação de componentes maciços nestas ligas. Entretanto há uma carência de informações sobre as alterações mecânico/metalúrgicas causadas pelos ciclos térmicos de soldagem quando da aplicação destes revestimentos, principalmente sobre a influência sobre o nível de tensões residuais , que é mister no entendimento do fenômeno da corrosão assistida por tensão. O objetivo deste trabalho foi avaliar o nível de tensões residuais superficiais em revestimentos do aço inoxidável AWS E308-L T-1 aplicados pelo processo de soldagem ao Arco Elétrico com Arame Tubular sobre chapas do aço ASTM A36. As medições das tensões residuais foram realizadas por um difratômetro portátil de raios - X na superfície dos revestimentos e os principais resultados obtidos foram que a natureza das tensões residuais na superfície dos revestimentos sempre se apresentou compressivas e não observou-se uma linearidade da magnitude das tensões residuais em função da energia de soldagem.The application of metal coatings by welding of steels and alloys resistant to corrosion is an alternative quite reasonable economically facing the manufacturing of solid components in these alloys. However there is a lack of information about the mechanical / metallurgical changes caused by thermal cycles of welding due to the application of these coatings, especially on the influence on the level of residual stresses, that it is essential to understand the phenomenon of stress-assisted corrosion. The aim of this study was to evaluate the level of the superficial residual stresses in coatings of AWS E308L T-1 stainless steel applied by the FCAW process on steel plates of ASTM A36. The measurements of residual stresses were performed by a portable X - ray diffractometer on the surface of the coatings and the main results obtained were that the nature of residual stresses on the surface of the coatings always showed compressive and no linearity of the magnitude of the residual stresses as a function of the welding energy.

Neste trabalho foram caracterizados dois polímeros utilizados na fabricação de tubos de PVC, tendo como diferencial o uso de resina de policloreto de vinila virgem e reciclada. O uso da resina reciclada, derivada do reprocessamento de resíduos aterrados (sanitários ou industriais), foi avaliado com o objetivo de compará-la a produtos fabricados com resina virgem, os quais foram submetidos aos ensaios de Fluorescência de Raios X (FRX), Difração de Raios X (DRX) e resistência à tração e alongamento. Os resultados demonstraram que houve alteração estatisticamente significativa, conforme ANOVA (5%), nas características mecânicas do produto final, tendo os tubos fabricados com PVC reciclado apresentado uma resistência mecânica menor que os fabricados com resina virgem, além da presença de metais pesados como Pb (chumbo) e Cd (cádmio). In this study two polymers used in the manufacture of PVC pipes were characterized, which differed by the use of virgin and recycled polyvinyl chloride resins. The recycled resin derived from grounded residues (sanitary or industrial) was evaluated in order to compare it with products made from virgin resin, which were subjected to testing with X-Ray Fluorescence (XRF), X-Ray Diffraction (XRD) and measurements of tensile strength and elongation. The results showed statistically significant differences in mechanical properties of the final product, according ANOVA (5%), where pipes made from recycled PVC presented a lower mechanical strength than those made with virgin resin, in addition to containing heavy metals such as Pb (lead) and Cd (cadmium).

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T19:27:14Z No. of bitstreams: 1 AdrianoPereira.pdf: 4552452 bytes, checksum: c5dc1a24e3fc6e843a7a494ecc39cb39 (MD5) Made available in DSpace on 2017-05-05T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianoPereira.pdf: 4552452 bytes, checksum: c5dc1a24e3fc6e843a7a494ecc39cb39 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ) Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) Materials consisting of amino acids are of great interest in the application in nonlinear optical (NLO) and are being studied more carefully because they have properties better than the potassium dihydrogen phosphate (KDP), the material most commonly used for Second Generation Harmonic (SHG). In this work, the crystals of L-arginine hydrobromidric monohydrate (LAHBr) and L-arginine hydrochloridric monohydrate (LAHCl) were grown at room temperature (25° C) by the method of slow evaporation of solvent. Were also synthesized hydrochlorobromidric L-arginine monohydrate crystals (LAHClBr) from the mixture of the compounds in equimolar proportions 1:3, 1:1 and 3:1. These five crystals were characterized by the techniques of X-Ray Fluorescence (XRF), Diffraction X-Ray (XRD), Raman Spectroscopy, Thermogravimetry (TG), Differential Thermal Analysis (DTA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The chemical composition of the single crystal was analyzed by X-ray Fluorescence (XRF) and compositions obtained were: C6H14N4O2•HCL0.14BR0.86•H2O (LAHCl0,14Br0,86), C6H14N4 O2•HCL0.42BR0.58•H2O (LAHCl0,42Br0,58), e C6H14N4O2•HCL0.63BR0.37•H2O (LAHCl0,63Br0,37). The structural parameters of the crystals were characterized by X-ray diffraction (XRD) in association with the Rietveld refinement. The all samples crystallize with the monoclinic structure (space group P21) and the unit cell volume of LAHClxBr1-x series decreases with increasing concentration of chlorine in the composition of the samples. The vibrational modes were observed by Raman Spectroscopy. The Raman spectrum experiments have shown that bands associated with lattice modes undergo blue shifts as the concentration of chorine ion is increased in addition to complement the results obtained by XRD technique. The thermal analysis of TG, DTA and DSC showed that the crystals analyzed show a decrease in temperature of the characteristic exothermic phase transition event, as well as increasing in the melting temperature of the material, with increasing chlorine concentration. The crystals LAHBr, LAHClBr and LAHCl to lose water of hydration suffer phase transformation goes to anhydrous phase without change in structure (monoclinic-monoclinic) and present structural phase transition around 150 oC. Materiais constituídos por aminoácidos são de grande interesse na aplicação em óptica nãolinear (NLO) e estão sendo estudados com maior atenção por apresentarem propriedades melhores do que o material mais utilizado para Geração de Segundo Harmônico (SHG); dihidrogenofosfato de potássio (KDP). Neste trabalho os monocristais de L-arginina hidrobromídrica monohidratada (LAHBr) e L-arginina hidroclorídrica monohidratada (LAHCl) foram crescidos à temperatura ambiente (25°C), pelo método de evaporação lenta do solvente. Também foram sintetizados cristais de L-arginina hidroclorobromídrica monohidratada (LAHClBr), a partir da mistura dos dois compostos, nas proporções molares 1:3, 1:1 e 3:1. Esses cinco cristais foram caracterizados pelas técnicas de Fluorescência de raios-X (FRX), Difração de raios-X (DRX), Espectroscopia Raman, Termogravimetria (TG), Análise Diferencial Térmica (DTA) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC). A composição química dos monocristais foi analisada por FRX e as composições são: C6H14N4O2•HCL0.14BR0.86•H2O (LAHCl0,14Br0,86), C6H14N4O2•HCL0.42BR0.58•H2O (LAHCl0,42Br0,58), e H14N4O2•HCL0.63BR0.37•H2O (LAHCl0,63Br0,37), para as amostras de LAHClBr 1:3, LAHClBr 1:1 e LAHClBr 3:1, respectivamente. Os parâmetros estruturais dos cristais foram caracterizados por DRX em associação com o refinamento de Rietveld, onde observamos que todas as amostras se cristalizam com a estrutura monoclínica (grupo espacial P21) e que o volume da célula unitária da série LAHClxBr1-x diminue com o aumento da concentração de Cloro na composição das amostras. Os modos vibracionais foram observados por Espectroscopia Raman. Os espectros Raman mostraram que as bandas associadas aos modos de rede sofreram blue shifts com o aumento da concentração de Cl, além de complementar os resultados obtidos pela técnica de DRX. As análises térmicas de TG, DTA e DSC mostraram que os cristais analisados apresentaram uma diminuição de temperatura do evento exotérmico característico de transição de fase com o aumento da concentração de Cl, bem como, aumento da temperatura em que ocorre a fusão do material. Os cristais de LAHBr, LAHClBr e LAHCl ao perderem água de hidratação sofrem transformação de fase indo para a fase anidra sem mudança na estrutura cristalina monoclínicamonoclínica) e apresentam uma transição de fase estrutural em torno de 150 oC.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T20:04:11Z No. of bitstreams: 1 ThaysSilvaBaldez.pdf: 2095828 bytes, checksum: 9de3dacfb0850842d669bc07ee7407eb (MD5) Made available in DSpace on 2017-05-05T20:04:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThaysSilvaBaldez.pdf: 2095828 bytes, checksum: 9de3dacfb0850842d669bc07ee7407eb (MD5) Previous issue date: 2016-07-06 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Amino acids complex of transition metals has increasingly attracted the interest of researchers due to their wide range of physical properties for understanding metal-amino acid interactions. In this work [Bis(L-Alaninato)Diaqua] Nickel(II) Dihydrate [Ni(C3H6O2N)2(H2O)2.2H2O] crystals were obtained by slow evaporation method using 0,1 mol/L of NiCl2.6H2O, 0,2 mol/L of L-alanine and NaOH. Rietveld refinement of X-ray data confirmed the structure. The structural properties of these crystals were studied by X-ray diffraction (XRD) in the temperature range from 25 to 150 °C. Thermal analysis experiments were performed by TG/DTA between 25 and 500 °C, and by DSC between 25 and 250 °C. The results obtained by TG/DTA indicate the loss of water molecules by [Bis(L-Alaninato)Diaqua] Nickel(II) Dihydrate crystals at temperatures of 64 and 117 °C, which was also confirmed by the results obtained by DSC. The X-ray diffraction pattern show new peaks, in temperatures around 55 and 110 ° C, indicating to loss of water by crystals. The transformation is irreversible because the diffraction pattern obtained after the sample return to the room temperature differs from that obtained before heating of the sample. The vibrational properties were analyzed by Raman spectroscopy between 25 and 185 °C. The Raman spectroscopy measurements as a function of the temperature show the loss of water molecules. The spectra at high temperatures resemble the spectrum at room temperature, showing that the crystal undergoes phase transformation, but probably do not change the crystal symmetry. Aminoácidos complexados com metais de transição têm atraído cada vez mais o interesse de pesquisadores devido à grande variedade de propriedades físicas que eles apresentam para o entendimento das interações metal-aminoácido. Neste trabalho, cristais de Bis(L-alaninato) de Níquel (II) di-hidratado [Ni(C3H6O2N)2(H2O)2.2H2O] foram obtidos por meio da evaporação lenta do solvente de uma solução saturada contendo 0,1 mol/L de NiCl2.6H2O, 0,2 mol/L de L-alanina e NaOH. Após a obtenção da amostra, a confirmação da estrutura deu-se por refinamento de Rietveld. As propriedades estruturais desses cristais foram estudadas por medidas de difração de raios-X em função da temperatura na faixa de 25 a 150 °C. Experimentos de análise térmica foram realizados por TG/DTA entre 25 e 500 °C e por DSC entre 25 e 250 °C. Os resultados obtidos por TG/DTA evidenciam a saída das moléculas de água do cristal de Bis(L-alaninato) de Níquel (II) di-hidratado nas temperaturas de 64,51 e 117,25 °C, que também foi confirmada pelos resultados obtidos por DSC. O padrão de difração de raios-X mostrou desaparecimento e o surgimento de novos picos no difratograma, para temperaturas próximas a 55 °C e 110 °C, indicando a saída de água do cristal. Essa transformação é irreversível, pois o padrão de difração obtido após a amostra retornar à temperatura ambiente difere significativamente daquele obtido antes do aquecimento. As propriedades vibracionais foram analisadas por Espectroscopia Raman entre 25 e 185 °C. As medidas dos espectros Raman em função da temperatura evidenciam a saída das moléculas de água. O espectro à alta temperatura se assemelha ao espectro à temperatura ambiente, mostrando que o cristal sofre transformação de fase, mas provavelmente permanece com a mesma simetria cristalina.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-05-05T19:45:04Z No. of bitstreams: 1 RicardoSousaFerreira.pdf: 2802747 bytes, checksum: 0d4bf284379fe32714f3b112e464cf64 (MD5) Made available in DSpace on 2017-05-05T19:45:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoSousaFerreira.pdf: 2802747 bytes, checksum: 0d4bf284379fe32714f3b112e464cf64 (MD5) Previous issue date: 2016-03-24 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA) Currently, the amino acid salt crystals are extensively studied, primarily because of their possible application in opto-electronic devices. Many amino acids complexed with chlorine crystals were synthesized and characterized, and suggested as promising materials in frequency conversion. However, the characterization of L-isoleucine hydrochloride monohydrate crystals (L-Ile.H2O.HCl) is poor because to date, one article has been published and only the authors determined the crystal structure of the synthesized material. Thus, the objective of this study was to synthesize crystals of L-Ile.HCl.H2O by the method of slow evaporation and characterize them by X-Ray Fluorescence (XRF), Differential Thermal Analysis (DTA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analysis (TG), X-Ray diffraction (XRD) as a function of temperature and time, Raman scattering as a function of temperature and heat treating the material in a sealed glass tube with argon atmosphere for 24h at 170 °C. The XRF confirms the presence of chlorine. The XRD at 25 oC shows that the crystal belongs to orthorhombic system with lattice parameters a = 5.873 (3) Å, b = 24.814 (4) Å, c = 6.873 (5) Å. The TG, DTA and DSC indicated that the material loses water of solvation and crystallization at approximately 55 °C and 132 °C, respectively .The DRX a function of temperature, the material shows phase transformation starts at 60 oC and 155 oC extends to. The XRD at 140 oC shows that after 32h, the crystal loses water and chlorine. Raman spectra as a function of temperature, confirm the phase transformation at 60 °C and 100 °C. The material when subjected to 170 °C, for a period of 24 sealed in a glass tube with an inert atmosphere (Ar) and undergoes vaporization sublimate the same orthorhombic phase, when it has its temperature reduced to 25 °C. Therefore, the L-Ile.HCl.H2O crystal is not a material suitable for use in optical devices due to their low thermal stability. Atualmente, os cristais de sais de aminoácidos são amplamente estudados, principalmente devido à sua possível aplicação em dispositivos opto eletrônicos. Muitos cristais de aminoácidos complexados com cloro foram sintetizados, caracterizados e sugeridos como materiais promissores na conversão de frequência. No entanto, a caracterização de cristais de L-isoleucina hidroclorídrica monohidratada (L-Ile.H2O.HCl) é deficiente, pois até o momento, um único artigo foi publicado e os autores apenas determinaram a estrutura cristalina do material sintetizado. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi sintetizar cristais de L-Ile.HCl.H2O pelo método de evaporação lenta e caracterizá-los por Fluorescência de Raios-X (FRX), Análise Térmica Diferencial (DTA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Análise Termogravimétrica (TG), Difração de Raios-X (DRX) em função da temperatura e do tempo, espalhamento Raman em função da temperatura e tratar termicamente o material em um tubo de vidro selado com atmosfera de argônio por 24h a 170 oC. A FRX confirmou a presença de cloro. O DRX a 25 oC mostrou que o cristal pertence ao sistema ortorrômbico, com parâmetros de rede a = 5,873(3) Å, b = 24,814(4) Å, c = 6,873(5) Å. O TG, DTA e DSC indicaram que o material perde água de solvatação e cristalização em aproximadamente 55 oC e 132 oC, respectivamente. O DRX em função da temperatura, revelou que o material inicia transformação de fase em 60 oC e se estende até 155 oC. O DRX a 140 oC mostrou que após 32h, o cristal perdeu água e cloro. Os espectros Raman em função da temperatura, confirmaram as transformações de fase em 60 oC e 100 oC. O material quando submetido a 170 oC, por um período de 24h selado em um tubo de vidro com atmosfera inerte (Ar), sofreu vaporização e ressublimou na mesma fase ortorrômbica, quando teve sua temperatura reduzida a 25 oC. Portanto, o cristal de L-Ile.HCl.H2O não é um material indicado para ser utilizado em dispositivos ópticos devido a sua baixa estabilidade térmica.

O processo de shot peening faz parte da família de processos de jateamento usado amplamente para tratamento superficial de peças e estruturas no ramo industrial, é uma das técnicas mais eficazes quando o assunto é aumento de resistência à fadiga. O processo de shot peening é uma das principais etapas no processo de produção de componentes sujeitos a esforços cíclicos, e, consequentemente, falha por fadiga. Desta forma este trabalho tem como objetivo geral estudar os efeitos induzidos pelo processo de shot peening na microdureza, tensão residual e rugosidade no aço JIS SCM 420 HV2, e como objetivos específicos definir os parâmetros adequados para cobertura conforme norma SAE J442, definir pressão de jateamento para obter diferentes alturas de Almen, avaliar perfil de microdureza e tensão residual variando altura de Almen, avaliar a correlação entre a microdureza e tensão residual e avaliar a rugosidade para diferentes alturas de Almen. Foi observado que o shot peening provoca um aumento da microdureza até uma profundidade de 0,06mm, assim como os picos de tensão residual compressiva foram obtidos a uma distancia de 0,03mm, assim como para a rugosidade o que tem maior influencia é a dureza superficial da peça a ser submetida ao shot peening. The process of shot peening is part of the family of blasting processes widely used for surface treatment of parts and structures in the industrial sector, it is one of the most effective techniques when it comes to increased resistance to fatigue. The process of shot peening is one of the key steps in the production process of components subject to cyclic stresses and thus fatigue failure. Thus this work has as main objective to study the effects induced by shot peening process in hardness, residual stress and surface roughness in the steel JIS SCM 420 HV2, and as specific objectives set appropriate parameters for coverage as SAE J442, set blasting pressure for different heights of Almen evaluate hardness and residual stress profile of varying height Almen to evaluate the correlation between the hardness and residual stress, and evaluate the surface roughness for different heights of Almen. It was observed that the shot peening causes an increase in microhardness to a depth of 0.06 mm, and the compressive residual stress peaks were obtained at a distance of 0.03 mm, as well as the roughness has the greatest influence is the hardness surface of the part to be submitted to shot peening.

O objetivo desse trabalho é avaliar o efeito da soldagem TIG orbital sobre o nível de tensões residuais da junta, sobre a microestrutura resultante e sobre o aspecto superficial do cordão de solda, considerando os efeitos da energia de soldagem, do número de passes e do tipo de pulsação (corrente e rotação) em tubos de pequeno diâmetro e contribuir para a análise de decisões de se aplicar ou não testes hidrostáticos ou TTPS. Os corpos de prova soldados com diferentes níveis de energia, pulsação e número de passes foram submetidos à medição de tensões residuais em um difratômetro de Raios-X. As amostras também foram submetidas a análises metalográficas. Conclui-se que as tensões residuais na superfície externa dos tubos são de caráter compressivo. O nível de tensões residuais nos tubos cai com o aumento da energia de soldagem e é menor para tubos soldados utilizando pulsação do que com os soldados sem pulsação e, para esse trabalho, não foi influenciado substancialmente pelo número de passes. As amostras analisadas apresentaram microestruturas convencionais para o aço empregado.This work aims in evaluate the effect of orbital TIG welding on the joint's residual stress level, the final microstructure and the superficial aspect of the weld filet, observing the welding energy, number of passes and the type of pulsation effects in small diameter pipes. The test specimens were welded with different energy, pulsation and number of passes levels and after that it were submitted to residual stress measurement in a X-Ray diffractometer, samples were extracted from the test specimens and it were submitted to metallographic analysis. The ending of this work is that: residual stress in the pipes outer surface are compressive, residual stress level in pipes goes down with increasing welding energy, it is smaller for pipes welded with pulsation and in this work it were not effectively influenced by number of passes. Metallographic analyses have shown expected microstructures for the employed material.

Calcium carbonate, a pharmaceutical excipient, is widely used as diluent in solid dosage forms. It is also used as a base for medicinal and dental preparations, a buffering and dissolution aid for dispersible tablets, a food additive and a calcium supplement. Egg shells are a rich source of mineral salts, mainly calcium carbonate, which corresponds to about 94% of the shell. Layer farms produce large amounts of shells, whose final disposal poses a challenge from the environmental standpoint. This work was designed to evaluate the physicochemical and thermal properties of calcium carbonate obtained from egg shells. The findings indicated that calcium carbonate from egg shells can be used as an alternative pharmaceutical excipient.O carbonato de cálcio é um excipiente farmacêutico amplamente utilizado como diluente em formas farmacêuticas sólidas. Também é utilizado para auxiliar na dissolução de comprimidos dispersíveis, como base para preparações dentais e medicinais, e como aditivos em suplementos alimentares. A casca de ovo é rica em sais minerais, principalmente o carbonato de cálcio que corresponde a 94% da casca. As indústrias de ovos produzem grande quantidade de casca e seu destino final é um desafio em termos ambientais. Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades físico-químicas do carbonato de cálcio obtido a partir da casca de ovo. Os resultados demonstraram que o carbonato de cálcio obtido pode ser uma alternativa como excipiente farmacêutico.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais In this work, Zn1-xAxTe (A = Mn, Co) diluted magnetic semiconductors (DMS) nanocrystal (NCs) were successfully grown in the P2O5 ZnO Al2O3 BaO PbO glass system synthesized by the method of Fusion-Nucleation, after subjecting to appropriate thermal annealing. Various experimental techniques were used in this study in order to get a comprehensive understanding of the optical, morphological, structural and magnetic properties these NCs. Transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM) images revealed the size of both of Zn1-xMnxTe and Zn1-xCoxTe NCs. From the vibrating sample magnetometer (VSM) technique, there was growth behavior of magnetization and magnetic susceptibility as a function of the Mn concentration in the samples containing Zn1-xMnxTe NCs. At lower Mn concentrations, the sp electrons of ZnTe host semiconductor interact with the d electrons of Mn2+ ions, resulting in the sp-d exchange interaction, which causes a small increase in susceptibility. At higher Mn concentrations, the d-d exchange interaction between Mn atoms dominates over the sp-d exchange interaction, resulting in an abrupt increase in susceptibility. The EPR spectra, in addition to prove the results exhibited the well-known sextet hyperfine lines of Mn2+ ions, since samples with low Mn concentrations revealed the presence of Mn2+ ions within and near the surface of the ZnTe NCs. From the optical absorption spectra (OA) and photoluminescence (PL), analyzed on the basis of crystal field theory (CFT) as well as of the diffraction X-ray (XRD), Raman scattering (RS) and electron microscopy transmission (TEM) techniques, the substitutional incorporation of Mn2+ ions was confirmed up to its solubility limit (x = 0.100) ZnTe NCs. Above this concentration, can observe the formation of manganese oxide NCs such as MnO and MnO2, since the nucleation rate for the formation of these NCs is greater than that of Zn1-xMnxTe NCs, at high concentrations. Furthermore, from the PL spectra, it was found that it is possible to tune the emission of energy related to transition 4T1(4G) → 6A1(6S) of Mn2+ ions, of the spectral orange region to the near infrared, depending on Mn concentration. This is possible due to the variation of the local crystal field, where these ions are inserted. From the OA spectra, analyzed on the basis of CFT, it showed that Co2+ ions are substitutionally incorporated in tetrahedral sites of ZnTe NCs, due to its characteristics transitions in visible and near infrared spectral region. This evidence has been enhanced from MFM images, since NCs doped with magnetic ions, magnetically respond when induced by the magnetization of the probe. Neste trabalho, nanocristais semicondutores magnéticos diluídos (SMD) de Zn1-xAxTe (A = Mn; Co) foram crescidos com sucesso no sistema vítreo P2O5 ZnO Al2O3 BaO PbO, sintetizado pelo método de Fusão-Nucleação, após submetê-lo a tratamento térmico apropriado. Várias técnicas experimentais foram utilizadas neste estudo a fim de obter um entendimento compreensivo das propriedades ópticas, morfológicas, estruturais e magnéticas desses NCs. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA) revelaram o tamanho tanto de NCs de Zn1-xMnxTe quanto de Zn1-xCoxTe. A partir da técnica de magnetometria de amostra vibrante (MAV), verificou-se o crescimento da magnetização e o comportamento da susceptibilidade magnética, em função da concentração de Mn, em amostras contendo NCs de Zn1-xMnxTe. Em baixas concentrações de Mn, os elétrons sp do semicondutor hospedeiro ZnTe, interagem com os elétrons d dos íons Mn2+, resultando na interação de troca sp-d, que provoca um pequeno aumento na susceptibilidade magnética. Já, em concentrações mais elevadas de Mn, a interação de troca d-d entre átomos de Mn domina a interação de troca sp-d, o que resulta em um aumento abrupto da susceptibilidade. Os espectros RPE, além de comprovar esses resultados, exibiram o bem conhecido sexteto de linhas hiperfinas de íons Mn2+, uma vez que amostras com baixas concentrações de Mn revelaram a presença de íons Mn2+ no interior e próximos à superfície dos NCs de ZnTe. A partir dos espectros de absorção óptica (AO) e fotoluminescência (FL), analisados com base na teoria do campo cristalino (TCC), bem como das técnicas de difração de raios-X (DRX), espalhamento Raman (ER) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), confirmou-se a incorporação substitucional de íons Mn2+ até seu limite de solubilidade nominal (x = 0,100) em NCs de ZnTe. Acima dessa concentração, observa-se a formação de NCs de óxido de manganês, tais como MnO e MnO2, uma vez que a taxa de nucleação para a formação desses NCs é maior que a de NCs de Zn1-xMnxTe, em altas concentrações. Além disso, a partir dos espectros FL, verificou-se que é possível sintonizar a energia de emissão relacionada à transição 4T1(4G) → 6A1(6S) de íons Mn2+, da região espectral laranja ao infravermelho próximo, em função da concentração de Mn. Isso é possível devido à variação do campo cristalino local, onde esses íons estão inseridos. A partir dos espectros AO, analisados com base na TCC, evidenciou-se que íons Co2+ são incorporados substitucionalmente em sítios tetraédricos de NCs de ZnTe, devido às suas transições características na região espectral do visível e infravermelho próximo. Essa evidência foi reforçada a partir de imagens de MFM, uma vez que os NCs, dopados com íons magnéticos, respondem magneticamente quando induzidos pela magnetização da sonda. Doutor em Física

Materiais multiferróicos que exibem simultaneamente duas ou mais propriedades físicas têm cada vez mais suscitado o interesse da comunidade científica e tecnológica para o desenvolvimento de novos materiais multifuncionais. Objetivou-se discutir todas as etapas de fabricação e caracterização morfológica, estrutural e magnética de um compósito multifuncional contendo óxido de zinco e ferrita de cobalto. Assim, foram realizados estudos sobre as fases das amostras de ZnO, CoFe2O4 e o compósito (0,80ZnO+0,20CoFe2O4) iniciados pela síntese de pós nanométricos por via de reação de combustão. Os compostos estudados foram sinterizados em diferentes temperaturas (1100 e 1250°C) obtendo densidades relativas próximas a 90% das densidades teóricas. Foram efetuadas análises por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva, difratometria de raio-X e magnometria de amostra vibrante. As medidas de propriedades magnéticas foram realizadas à temperatura ambiente (22°C) e em função da temperaturas (22°C à 700°C) (altas temperaturas). Em todas as amostras estudadas foi verificada a formação de estruturas cerâmicas, mantendo a estequiometria dos compostos químicos propostos e possivelmente a formação de uma ferrita mista de zinco e cobalto para as amostras do compósito. Para a amostra do compósito sinterizada a 1250°C verificou-se também a formação de óxido de zinco cúbico. O comportamento magnético e a anisotropia magnética das amostras foram similares, entretanto diferenças significativas foram observadas nos valores obtidos da temperatura de Curie, do campo coercitivo e do momento magnético total, podendo supor origens magnéticas diferentes para o CoFe2O4 e o compósito de 0,80ZnO+0,20CoFe2O4 devido a formação de uma ferrita mista. Multiferroic materials that simultaneously exhibit two or more physical properties have increasingly raised the interest of the scientific and technological community to develop new multifunctional materials. The discuss all stages of manufacturing, morphological, structural and magnetic characterization of a multifunctional composite containing zinc oxide and cobalt ferrite. Thus, studies of ZnO, and the CoFe2O4 composite (0,80ZnO+0,20 CoFe2O4) initiated by the synthesis of nanosized powders by combustion reaction phases were performed. The compounds studied were sintered at different temperatures (1100 to 1250°C) to obtain relative density near to 90% of the theoretical density. Analysis by scanning electron microscopy, spectroscopy energy dispersive, vibrating sample magnometry and diffraction ray-X were made. Measurements of magnetic properties were conducted at room temperature (22°C) and high temperature (22°C to 700°C). In the samples, formation of ceramic structures was verified, the stoichiometry of the proposed chemical compounds was maintained and possibly the formation of a mixed zinc and cobalt ferrite to composite samples. In the sample of the composite sintered at 1250°C there was the formation of cubic zinc oxide. The magnetic behavior and magnetic anisotropy of the samples were similar, however, significant differences were observed in the values of the Curie temperature, coercive field, can assume different origins for the magnetic CoFe2O4 and the composite (0,80ZnO+0,20CoFe2O4) due, perhaps to the formation of a mixed ferrite. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-15T18:55:22Z No. of bitstreams: 1 GILDÊNIA PINTO DOS SANTOS TRIGUEIRO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2015.pdf: 1530053 bytes, checksum: abc690f9b5acaa9d75775904e546ffe8 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-15T18:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GILDÊNIA PINTO DOS SANTOS TRIGUEIRO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2015.pdf: 1530053 bytes, checksum: abc690f9b5acaa9d75775904e546ffe8 (MD5) Previous issue date: 2015-06-19 O envelhecimento populacional, fenômeno mundial, é um processo iniciado no momento do nascimento e modifica a vida de indivíduos e das estruturas familiares na sociedade. Com o aumento da longevidade há uma tendência ao aparecimento de doenças crônicas, como é o caso do Diabetes Mellitus, um dos principais problemas de saúde pública na atualidade, que abrange elevado número de pessoas acometidas, com mortalidade prematura, além dos custos envolvidos no controle, tratamento e de recuperação das complicações. Este estudo foi realizado com o objetivo de desenvolver membranas de quitosana sem neutralização com incorporação de insulina para liberação controlada deste fármaco. As membranas foram desenvolvidas pelo método de evaporação de solvente e caracterizadas pelas técnicas de Difração de raios-X (DRX), Espectroscopia na Região de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Tensão Superficial e Intumescimento. A técnica de DRX demonstrou que a não neutralização das membranas atribuiu às mesmas um perfil mais cristalino quando comparado ao perfil da quitosana em pó e que tanto a insulina quanto a reticulação com tripolifosfato de sódio diminuiu o perfil cristalino das mesmas. Com o ensaio de FTIR foi possível perceber um aumento da intensidade dos picos nas regiões entre 1250 e 1600. Através das técnicas de MO e MEV foi possível confirmar a presença da insulina nas membranas encapsulada s pela quitosana. No ensaio de molhabilidade, a presença da insulina e do agente reticulante proporcionou uma diminuição da molhabilidade das membranas quando comparado ao de quitosana sem a insulina e o agente reticulante. Já no de intumescimento ocorreu redução tanto por efeito da adição da insulina quanto da reticulação. Os resultados sugerem que houve a incorporação da insulina na membrana. Population aging, worldwide phenomenon, is a process that began at birth and changes the lives of individuals and family structures in society. With increasing longevity there is a tendency to the appearance of chronic diseases, such as Diabetes Mellitus, one of the major public health problems today which covers large number of people affected with premature mortality and the costs involved in control treatment of complications and recovery. This study was conducted in order to develop chitosan membranes without neutralization with insulin incorporation for controlled release of the drug. The membranes were developed by the solvent evaporation method and characterized by powder Diffraction X-ray (XRD), spectroscopy in the infrared region Fourier transform (FTIR) spectroscopy, optical microscopy (MO), Scanning Electron Microscopy (SEM), Surface Tension and Swelling. The XRD technique showed that no neutralization of the membrane attributed to a more crystalline same profile when compared to the profile of the chitosan powder, and that both insulin as crosslinking with sodium tripolyphosphate decreased the lens profile of the same. With FTIR test was possible to realize an increase of peak intensity in the regions between 1250 and 1600. Through the OM and SEM techniques it was possible to confirm the presence of insulin encapsulated in the chitosan membranes. In the wetting test, the presence of insulin and crosslinker provided a decrease in wettability compared to the membranes of insulin and chitosan without the crosslinker. Already in the reduction of swelling occurred both as a result of addition of insulin as halftone. The results suggest that insulin was incorporated in the membrane.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8915_Dissertacao Rafael Pires Ribeiro.pdf: 3741070 bytes, checksum: 1421f524aa61975f3949b1fdc6df0251 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 Este trabalho visou estudar a pirólise do gás natural veicular (GNV) com CO2 via um plasma intermediário de arco deslizante (Gliding Arc) do tipo tornado. Este tipo de plasma começa no regime térmico e a seguir migra para o regime não térmico, com baixa corrente e alta tensão, à pressão atmosférica. Normalmente, este plasma é de baixa potência. Devido ao seu comportamento transiente este é capaz de estimular reações químicas nos gases presentes, sem necessitar aquecer todo o gás. Para isto, foi desenvolvida no laboratório uma tocha de plasma do tipo tornado com eletrodos em cobre, bem como uma fonte de alimentação para 7 kV e 80 mA. Paralelamente ao desenvolvimento experimental foi feito uma simulação da tocha de plasma por fluidodinâmica computacional (CFD), que mostrou resultados bem parecidos com o comportamento real da tocha. Foram feitos sete testes em que foram variadas as vazões dos gases e diâmetro do anodo. As vazões foram ajustadas em função da estabilidade do arco, que dependia fortemente do diâmetro do anodo. Observou-se que, a diminuição do diâmetro do anodo permitiu um aumento na razão GNV/CO2 e um maior rendimento energético na produção do H2. O rendimento energético máximo obtido foi para o diâmetro de 5,0 mm do anodo, onde se obteve (11 ± 3) mol de H2 por kW.h. Este resultado é duas vezes o valor apresentado na literatura por Xumei Tao (2011), e é equivalente aos resultados das tochas de plasma térmico que apresentam o dobro do rendimento em relação ao arco deslizante. Durante os testes a razão GNV/CO2 chegou a ser maior que 1, situação em que pode haver a produção de carbono sólido. Fato este constatado ao final do trabalho. A amostra sólida foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X, onde se constatou a presença de material grafitizado e material amorfo como o negro de fumo. O fator negativo foi a grande presença de CO2 na composição final dos gases, pois o CO2 necessita de uma temperatura maior para ser decomposto e reagir com o CH4.

Chalconas são uma classe medicinalmente importante de compostos orgânicos. Elas são conhecidas por possuírem uma vasta gama de atividades biológicas, incluindo atividades: anti-inflamatória, anti-leishmania, antimitóticos e antiviral. Quimicamente, as chalconas são flavonóides de cadeia aberta em que os dois anéis aromáticos são ligados por um sistema carbonil α-β insaturado. Esse amplo espectro de ação atraiu a atenção para síntese, cristalização e caracterização da dimetoxi-chalcona, C18H18O3. Com o objetivo de compreender o processo de estabilização da rede cristalina desse composto uma combinação de técnicas foi utilizada; difração de raios- X, espectroscopia de infravermelho e modelagem molecular computacional. Os cálculos teóricos foram realizados pelo método da Teoria do Funcional de Densidade (DFT) com nível de teoria M06-2X/6-311+G(d,p). Adicionalmente, foi realizada a análise espectroscópica no infravermelho (experimental e teórico), os modos vibracionais foram calculados e os valores escalados comparados com os experimentais FT-IR. Os dados geométricos descritos pela difração de raios-X e pelos métodos teóricos estão em concordância. As interações intermoleculares foram quantificadas e os contatos moleculares na estrutura cristalina analisados usando as superfícies de Hirshfeld. Os contatos C-H....O contribuem na formação da arquitetura supra molecular e são os principais responsáveis pelo empacotamento da estrutura molecular. Chalcones are a medicinally important class of compounds and are known for prossessing a various biological activities including anti-inflammatory, anti-leishmania, antimitotic, antiviral. Chemically, chalcones consist of open-chain flavonoids in which the two aromatic rings are joined by a three-carbon α,β-unsaturated carbonyl system. The wide action spectrum has attracted our attention to synthesize, crystallize and characterize the dimethoxy-chalcone C18H18O3. Aiming to understand the process of crystal lattice stabilization, a combination of technique has been used including X-ray diffraction, infrared spectroscopy and computational molecular modeling. The theoretical calculations were carried out by the density functional method (DFT) with the M06-2X functional, with the 6-311+G(d,p) basis set. The vibrational wavenumbers were calculated and scaled values were compared with experimental FT-IR spectrum. The intermolecular interactions are quantified and intercontacts in the crystal structure are analyzed using Hirshfeld surfaces. Bond distances and angles described by the X-ray diffraction and theoretical calculation are very similar. The C-H….O contacts contributing to assemble the supra molecular architecture are also responsible for the molecular structure assembly. Fundação de Apoio à pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG

Neste trabalho, estudamos as propriedades estruturais e eletrônicas de dois materiais que possuem comportamentos bidimensionais interessantes: grafeno epitaxial multicamada e um isolante topológico em específico, o Bi2Te3. A identificação do comportamento bidimensional do grafeno foi realizada por diversas técnicas no decorrer deste trabalho, entre elas, difração de raios-X (do inglês X-ray diffraction, XRD), espectroscopia Raman e absorção de raios-X na borda do carbono (do inglês near edge X-ray absorption fine structure, NEXAFS). Nós estudamos três amostras diferentes crescidas a partir de um substrato de SiC, que foram submetidas a diferentes tempos de crescimento, a fim de estabelecer uma relação entre o tempo de crescimento e o comportamento típico de grafeno (amostra de 60 minutos de crescimento) ou grafite (amostra de 30 minutos) dessas amostras. Comparando os perfis de absorção das amostras, vemos que a amostra de 45 minutos apresenta um perfil intermediário às outras duas estudadas. Ainda observamos e justificamos a existência de um estado de potencial imagem para a amostra de 60 minutos de crescimento. Logo, podemos tratá-lo como um estado referente ao grafeno. O início da pesquisa em torno da segunda amostra por nós estudada se deu com a observação dos diferentes níveis topográficos da amostra de Bi2Te3 com a utilização de microscopia de varredura por tunelamento (do nglês scanning tunneling microscopy, STM). Também foi realizado um estudo teórico para explicar a complexa estrutura eletrônica deste isolante topológico e simular possíveis terminações atômicas estáveis. Esta amostra ainda foi caracterizada através de difração de raios-X no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron. Os dados lá obtidos foram analisados e comparados a um modelo teórico. Através de nossos estudos, pudemos comprovar que uma bicamada de bismuto surge como um segundo estado estável em cima da amostra de cinco monocamadas de Bi2Te3, se comportando como um gás bidimensional clássico de elétrons. O crescimento dessa bicamada é realizado através da submissão da amostra a altas temperaturas mas, uma vez obtido, o estado se torna estável a temperatura ambiente. The structural and electronical properties of two materials with interesting bidimensional behavior were studied in this work: Multilayer Epitaxial Graphene and a topological insulator (Bi2Te3). Identification of the two-dimensional behavior of graphene was held by several techniques, among them, X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and Near Edge X-ray Absorption Fine Structure (NEXAFS). We studied three different samples grown by heating of a SiC substrate for different times to establish a relationship between the time of growth and graphene-like or graphite-like behaviour. Comparing the absorption profiles of these samples, we see that the sample of 45 minutes presents an intermediate profile to the others. We observe and justify the existence of an image potential state for sample of 60 minutes. Hence, we can treat it as a state of the Graphene. Our second study of interest started with the observation of different atomic levels of the sample of Bi2Te3 using Scanning Tunneling Microscopy (STM). A theoretical study was performed to explain the electronic structure of the topological insulator and simulate possible stable atomic terminations. The sample was also characterized by X-ray diffraction at the National Laboratory of Synchrotron Light at the XRD2 beam. Data was analyzed and compared to theoretical models. Through our studies, we demonstrate that a Bismuth bilayer emerges as a second stable state upon the sample of five monolayers of Bi2Te3, behaving like a two-dimensional classical electron gas. The growth of this bilayer is accomplished through the submission of the sample at high temperatures but, once we obtain this configuration, the state becomes stable at room temperature.

Mestrado em Engenharia Física Os vidros fosfatos têm potencial para atuar como catalisadores na dissociação de vapor de água em hidrogénio e oxigénio, possibilitando a adsorção de hidrogénio na sua superfície. A adição dos óxidos de nióbio e de sódio na sua composição, provoca uma despolimerização das ligações P-O-P características da rede dos vidros fosfatos, aumentando assim o número de oxigénios não ponte disponíveis para formar ligações O-H. A inclusão do óxido de tungsténio nestes sistemas vítreos, promove a oxidação dos átomos de hidrogénio em H+, que são absorvidos ao formarem ligações com os oxigénios não ponte. No presente trabalho, foram preparados vidros com as composições [ ( ) ] ( ) e (com A=Li, Na e K), através do método de fusão. Os vidros preparados foram tratados termicamente num forno a ar, a temperaturas de 500 °C, 600 °C, 700 °C, 800 °C e 1000 °C durante 4 horas com base nos resultados da análise térmica diferencial. A análise estrutural dos vidros obtidos foi realizada através das técnicas de difração de raios-X, espectroscopia de Raman, e pela determinação da densidade das amostras. Este estudo foi complementado pela observação da morfologia dos vidros pela técnica de microscopia eletrónica de varrimento. A análise da condutividade dc ( ), condutividade ac ( ) e propriedades dielétricas dos vidros (na gama de frequências 100- 1MHz), foi realizada em função da temperatura na gama 200-370 K e relacionada com a microestrutura das amostras. Phosphate glasses have potential to act as catalyst to dissociate water vapor into hydrogen and oxygen, and thus be able to capture hydrogen in its surface. The addition of sodium and niobium oxides to the glass composition, contributes to the depolymerization of the P-O-P chains increasing the number of non-bridging oxygen in the glass structure, whereas the tungsten plays a major role in the ability of dissociate and form hydrogen protons to bound with the non-bridging oxygen, and thus form OH groups. In the present work, glasses with a composition of [( ) ] ( ) and where A=Li, Na and K were prepared by the melt-quenching method. The as-prepared glasses were heat-treated in air, at 500 °C, 600 °C, 700 °C, 800 °C and 1000 °C for 4 hours based on the results from differential thermal analysis. The structure of these glasses was analyzed in function of the molar ratio between barium and strontium oxides. Structural studies were conducted by X-ray powder diffraction, Raman spectroscopy, and density measurements, whereas the bulk and fracture morphology was analyzed by scanning electron microscopy. dc ( ), ac ( ) conductivity and dielectric spectroscopy (100-1MHz) measurements were performed in function of the temperature (200-370 K) and related with their microstructure.