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Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP7W/3FMP3NB
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.06.16.18
Metadadossid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.06.16.18.09
Sitemtc-m16d.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17323-TDI/2134
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoAmaralJr:2014:PrSiPo
AutorAmaral Junior, Miguel Angelo do
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloProdução de silício poroso por processo eletroquímico e estudos da evolução morfológica e do tamanho dos cristalitos
Ano2014
BancaBaldan, Maurício Ribeiro (presidente/orientador)
Beloto, Antonio Fernando (orientador)
Ferreira, Neidenei Gomes
Corrêa, Washington Luiz Alves
Data2014-02-24
Título AlternativoProduction of porous silicon by electrochemical process and studies of morphological evolution and crystallite size
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chavemodelo de confinamento de fônons, evolução morfológica, cristalitos, aplicações eletroquímicas, phonon confinement model, morphological evolution, crystallite, electrochemical apllications.
ResumoO Silício Poroso é um material muito versátil, apresenta alta área superficial, propriedade de fotoluminescência no espectro visível e uma grande diversidade de tamanho e formato de poros. Normalmente pode ser facilmente obtido através de um ataque químico em meio a Ácido Fluorídrico (HF). Neste trabalho foi produzido pela técnica de ataque eletroquímico em uma solução contendo HF/ H$_{2}$O deionizada/ Etanol, nas seguintes proporções volumétricas (1:2:1). Utilizou-se laminas de Silício monocristalino tipo-n com orientação cristalográfica (100) e resistividade de 1-20 $Omega$.cm. Este trabalho pode ser resumido em duas partes: (a) parte experimental; que envolve a obtenção do silício poroso em duas condições diferentes (tempo de ataque e densidade de corrente) e as técnicas de caracterização (Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Perfilometria Óptica e Espectroscopia Raman), e (b) parte teórica; aplica o modelo de confinamento de fônons para estimar o tamanho dos cristalitos. O principal objetivo é analisar a evolução morfológica da camada porosa, tamanho do poro, profundidade do ataque, área superficial, rugosidade e tamanho do cristalito, à medida que o tempo de ataque e a densidade de corrente variam. Foi desenvolvido um programa com interface gráfica para calcular o tamanho do cristalito nas duas condições diferentes de ataque. ABSTRACT: The Porous Silicon is a very versatile material with high surface area, property of photoluminescence in the visible spectrum and a wide range of pore shape and size. Usually the porous silicon can be easily obtained by chemical etching in an environment containing hydrofluoric acid (HF). In this work, porous silicon was produced by electrochemical etching technique in a solution containing HF/ deionized water / Ethanol. It was used silicon wafers monocrystalline n-type with crystallographic orientation (100) and resistivity of 1-20 $Omega$.cm. This work can be summarized in two parts: (a) experimental part, which involves the porous silicon preparation in two different conditions (etching time and current density) and characterization techniques (Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman Spectroscopy and Optical Profilometry), and (b) theoretical part, which apply the phonon confinement model to estimate the crystallite size. The main objective is to analyze the morphological evolution of the porous layer, pore size, depth, surface area, roughness and crystallite size, as a function of etching time and of current density. A program as developed with a graphical interface to calculate the size of the crystallites for the two different conditions.
Número de Páginas105
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaETES
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho3842 KiB
Número de Arquivos1
Arquivo Alvopublicacao.pdf
Última Atualização2014:04.29.17.57.27 sid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02 administrator
Última Atualização dos Metadados2018:06.05.04.15.11 sid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02 administrator {D 2014}
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Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype copyholder creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readpermission resumeid secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
Data de Acesso23 out. 2020
similares 
Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP5W34M/3FPHPU5
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m21b/2014/02.17.18.50
Metadadossid.inpe.br/mtc-m21b/2014/02.17.18.50.28
Sitemtc-m21b.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17363-TDI/2173
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoAssis:2014:EsEsFa
AutorAssis, João Marcos Kruszynski de
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloEstudo da estabilização de fases cristalinas de cerâmicas do sistema nióbia – ítria – zircônia
Ano2014
BancaPiorino Neto, Francisco (presidente/orientador)
Nono, Maria do Carmo de Andrade (orientador)
Melo, Francisco Cristóvão Lourenço de (orientador)
Mineiro, Sérgio Luis
Oliveira, Rodrigo de Matos
Campos, Elson de
Reis, Danieli Aparecida Pereira
Data2014-02-25
Título AlternativoCrystalline phases stabilization study of ceramics of the niobia - yttria - zirconia system
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chavezircônia, ítria, nióbia, thermal barrier coating (TBC), analise de fases, zirconia, yttria, niobia, mechanical properties, thermal barrier coating.
ResumoAtualmente vários dopantes estão sendo pesquisados para utilização com TBC, como alternativa a composição utilizada comercialmente, a 7 YSZ, que possui limitações como a temperatura de trabalho, em aproximadamente $1250^{o}$C. Entre estes dopantes estudados atualmente podemos citar a itérbia, a titânia, a gadolínea, a escândia e o tantalato de ítrio (adição equimolar de ítria e tântala). Este último obteve resultados promissores, como tenacidade a fratura no mesmo nível da 7 YSZ e aumento da temperatura de trabalho para $1500^ {o}$C. Este trabalho visa estudar a estabilização de fases de zircônia pela adição de ítria e nióbia, uma vez que a nióbia possui propriedades semelhantes as propriedades da tântala, além de serem obtidas do mesmo mineral. Foram escolhidas três composições de zircônia com adição equimolar de ítria e nióbia, 14,5% mol, 16% mol e 17,5% mol, de forma comparativa ao sistema zircônia - ítria - tântala, onde estas composições estão dentro de um campo tetragonal não transformável. Foram realizados estudos de preparação dos pós iniciais através de três tipos de moagem, em moinhos de alta energia, planetário e a ar Jet Mill, onde os pós obtidos foram caracterizados por distribuição de tamanhos de partículas, área superficial e massa específica. As cerâmicas obtidas por sinterização ao ar e a vácuo, em quatro temperaturas, foram caracterizadas por massa específica aparente, microdureza Vickers e difração de raios X. A moagem por moinho planetário foi identificada como o melhor meio de moagem, e as cerâmicas obtidas neste processo e sinterizadas em $1550 ^{o}$C ao ar e $1650 ^{o}$C á vácuo foram escolhidas para maior investigação. As cerâmicas escolhidas para caracterização foram analisadas por DRX utilizando o Método de Rietveld, MEV e EDS, distribuição de área superficial, tamanhos de grãos e razão de aspecto, tenacidade à fratura por penetração e por entalhe, análise de tensão de ruptura na temperatura ambiente e em $1250 ^{o}$C. A composição 14,5% mol foi escolhida para deposição por EB-PVD em substrato de aço inoxidável com camada intermediária e analisada por MEV, EDS e difração de raios X de alta resolução em ângulo rasante. Além destas análises foram realizados estudos de fases obtidas através de composições equimolares (0 a 20% mol) e em composições não equimolares, além de difração de raios X de alta temperatura em algumas composições, obtidas por moagem de alta energia. Os resultados obtidos para as cerâmicas indicam a formação de fase tetragonal como fase principal na sinterização ao ar e formação de fase tetragonal e cúbica como fases principais na sinterização a vácuo. Porém é necessário estudos de tempos de sinterização para obtenção de maior porcentagem de fase tetragonal e redução da formação de outras fases e consequente redução no tamanho de grão, principalmente para aumento dos valores de propriedades mecânicas, assim como influenciaram na formação de camadas com diferentes composições na deposição por EB-PVD. São descritos as diferenças e as semelhanças entre os diagramas de fases dos sistemas $ZrO_{2}$ - $YO_{1,5}$ - $TaO_{2,5}$ em $1500 ^{o}$C e $ZrO_{2}$ - $YO_{1,5}$ - $NbO_{2,5}$ em $1550 ^{o}$C. As composições com adição até 10% mol apresentaram, após resfriamento, fase tetragonal e monoclínica na difração de raios X em alta temperatura. Em adições acima de 10% mol, a obtenção de fase tetragonal e niobato de ítrio estão em concordância com o sistema dopado com ítria e tântala com excessão da fase cúbica e do niobato ortorrômbico. As composições com excesso de nióbia apresentaram fases não observadas no sistema comparativo e as composições com excesso de ítria apresentaram alta similaridade. ABSTRACT: Some dopants oxides like $Yb_{2}$$O_{3}$, $Sc_{2}$$O_{3}$, $Gd_{2}$$O_{3}$, $TiO_{2}$ and $YTaO_{4}$ that stabilize the tetragonal structure of zirconia are studied to substitute the 7 YSZ (the commercial ceramic utilized by TBC) because of its limitation, as the work temperature at $1250 ^{o}$C. The ceramics stabilized by $YTaO_{4}$ showed the same level of fracture toughness that 7 YSZ and enhanced in work temperature to $1500 ^{o}$C. The aim of this work is the stabilization of zirconia phases by addition of $YO_{1.5}$ and $NbO_{2.5}$ because of the similarity with the tantala. Three compositions were chosen, 14.5 mol %, 16 mol % and 17.5 mol %, compositions that prepared with yttria and tantala are located in the tetragonal non-transformable field in the ternary phase diagram of $ZrO_{2}$ - $YO_{1.5}$ -$TaO_{2.5}$ system. Three milling methods were used, high energy ball mill, planetary ball mill and jet mill were chosen and the powders were analyzed by particle size distribution, superficial area and specific mass. The ceramics obtained by air and vacuum sintering in four temperatures, were analyzed by specific mass, Vickers hardness and XRD. The best processing method studied was the milling by planetary ball mill and the samples prepared by this method and sintered in air at $1550 ^{o}$C and at vacuum at $1650 ^{o}$C were chosen to further characterizations. The ceramics were analyzed by XRD using Rietveld Method to phase analysis and structures, superficial area distribution, grain size distribution and aspect ratio distribution, fracture toughness by identation and by SEVNB, modulus of rupture at room temperature and at $1250 ^{o}$C. The composition 14.5 mol % was chosen to EB-PVD deposition in stainless steel substrate with an intermediate layer and analyzed by SEM/EDS and high resolution XRD at low angle. Other phases studies were realized, like 0 - 20 mol % equimolar addition and non-equimolar additions, and in some compositions, analysis by high temperature XRD obtained by high energy ball mill. The results showed that at air sintering, tetragonal phase was the main phase and at vacuum sintering, tetragonal and cubic phases were the main phases. However, sintering times studies is required to obtain an increase of tetragonal phase quantities with consequent decrease in grain size to result an increase in mechanical properties and to obtain rich $ZrO_{2}$ layers in EB-PVD deposition. The phase studies showed similarities and differences between the ternary diagram with tantala at $1500 ^{o}$C and the ternary diagram with niobia at $1550 ^{o}$C. The compositions until 10 mol % addition showed, after cooling, tetragonal and monoclinic phases in high temperature XRD. Above this tetragonal phase of zirconia and monoclinic yttrium niobate phase are in agreement with yttria and tantala doped system except with cubic zirconia and ortorrômbic niobate phases. The compositions with excess of niobia showed not observed phases in the comparative system and the compositions with excess of yttria showed high similarity.
Número de Páginas251
Idiomapt
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaETES
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho10091 KiB
Número de Arquivos1
Arquivo Alvopublicacao.pdf
Última Atualização2014:07.08.15.08.44 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator
Última Atualização dos Metadados2018:06.04.03.04.03 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator {D 2014}
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Data de Acesso23 out. 2020
similares 
Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP7W/3FNE9DS
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.10.19.52
Metadadossid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.10.19.52.16
Sitemtc-m16d.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17347-TDI/2157
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoContin:2014:DeDiCV
AutorContin, André
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloDeposição de diamante CVD sobre aço 304 com interface de sic obtida por laser cladding
Ano2014
BancaCorat, Evaldo José (presidente/orientador)
Vasconcelos, Getúlio de (orientador)
Gavinier, Divani Barbosa
Bonetti, Luis Francisco
Data2014-02-26
Título AlternativoCVD diamond deposition on steel 304 with sic interface by laser cladding
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chavefilme de diamante CVD, laser cladding, Aço inox 304, HFCVD, barreira intermediária, CVD diamond film, laser cladding. 3. 304 stainless steel, HFCVD, intermediate barrier.
ResumoO emprego de filmes de diamante CVD em substratos de aço é uma aplicação de grande interesse devido às suas propriedades ímpares. O uso do diamante CVD como filme protetor, gera um aumento da dureza superficial, da condutividade térmica e na redução do atrito, e consequentemente, melhor proteção à corrosão. Apesar das dificuldades ainda encontradas em termos de aderência entre filmes de diamante e substratos de aço, a baixa razão custo-benefício do recobrimento com diamante sintético é vantajosa e, portanto, almejada. O objetivo deste trabalho foi o de depositar filmes de diamante CVD aderentes em substratos de aço inox 304, utilizando uma nova técnica de formação de barreira intermediária, realizada pelo processo de laser cladding. Nesta técnica, uma fina camada de pó é irradiada e fundida por um feixe de laser com o propósito de fundir a camada de pó e a camada superficial do substrato para criar o recobrimento. O controle dos parâmetros do feixe do laser permite a criação de camadas homogêneas de recobrimento, em áreas relativamente grandes, em poucos segundos. Neste trabalho, utilizou-se o pó de carbeto de silício (SiC) para criar a camada intermediária. Antes do crescimento de diamante, as amostras foram submetidas ao processo de semeadura com pó de diamante. A deposição dos filmes de diamante foi realizada em um reator HFCVD (Hot Filament Chemical Vapor Deposition) com diferentes concentrações de gases para filmes microcristalinos e nanocristalinos. Como parte dos resultados obtidos, o teste de indentação Rockwell mostrou a melhoria da adesão dos filmes de diamante nos substratos. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelou a morfologia dos filmes de diamante. Por difração de raios-X foi identificada as fases cristalinas da camada de SiC. O nível de tensão residual dos filmes de diamante e o de aderência da camada de SiC foram avaliados pela espectroscopia Raman e ensaio de microscratch, respectivamente. ABSTRACT: The use of CVD diamond films on steel substrates is an application of great interest due to their unique properties. The use of CVD diamond film as a protective film generates an increase in surface hardness, thermal conductivity and reduced friction and, consequently, better corrosion protection. Despite the difficulties still encountered in terms of adhesion between diamond films and steel substrates, low cost-benefit ratio of the coating with synthetic diamond is advantageous and, therefore, desired. The objective of this work was to deposit CVD diamond films adherents in 304 stainless steel substrates using a new technique of forming intermediate barrier, made by laser cladding process. In this technique, a thin layer of powder is irradiated and melted by a laser beam in order to melt the powder layer and the surface layer of the substrate to create the coating. The parameters control of the laser beam allows the creation of homogeneous layers of coating, in relatively large areas in seconds. In this work, we used the powdered silicon carbide (SiC) to create an intermediate layer. Before the diamond growth, the samples were subjected to the process of seeding with diamond dust. The deposition of diamond films was carried out in a reactor HFCVD (Hot Filament Chemical Vapor Deposition) with different concentrations of gases for microcrystalline and nanocrystalline films. As part of the results obtained, the Rockwell indentation test showed the improvement of adhesion of diamond films on substrates. The scanning electron microscopy (SEM) revealed the morphology of the diamond films. The X-ray diffraction identified the crystalline phases of the SiC layer. The level of residual stress of the diamond films and the adhesion of the SiC layer were evaluated by Raman spectroscopy and microscratch test, respectively.
Número de Páginas96
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaETES
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho3170 KiB
Número de Arquivos1
Arquivo Alvopublicacao.pdf
Última Atualização2014:05.20.18.59.28 sid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02 administrator
Última Atualização dos Metadados2018:06.05.04.15.11 sid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02 administrator {D 2014}
Estágio do Documentoconcluido
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Endereço de e-Mailandrecontin@yahoo.com.br
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Grupo de Leitoresadministrator andrecontin@yahoo.com.br tereza@sid.inpe.br yolanda.souza@mcti.gov.br
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Estágio do Documentonot transferred
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Detentor dos Direitosoriginalauthor yes
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
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Data de Acesso23 out. 2020
similares 
Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP5W34M/3GAD77E
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Sitemtc-m21b.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17415-TDI/2218
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoCruz:2014:DeSuEn
AutorCruz, Ana Claudia Pinheiro da Silva
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloDesenvolvimento de superfície de energia potencial para sistemas H2...X2 E H2...HX, COM X = H, F, Cl, Br
Ano2014
BancaBarreto, Patrícia Regina Pereira (presidente/orientador)
Beloto, Antonio Fernando (orientador)
Castro, Joaquim José Barroso de
Albernaz, Alessandra Ferreira
Data2014-05-22
Título AlternativoDevelopment of potential energy surface for H2...X2 and H2...HX systems, with X = H, F, Cl, Br.
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chavesuperfície de energia potencial, H2...X2, H2...HX, expansão harmônica, ligações de hidrogênio, halogênio, potential energy surface, H2...X2, H2...HX, harmonic expansion, hydrogen, halogen bonds.
ResumoNeste trabalho, são desenvolvidos cálculos de estrutura eletrônica para a determinação das energias dos complexos $H_{2}$ ... $X_{2}$ e $H_{2}$ ... HX, onde X representa os átomos H, F, Cl ou Br, a partir da Superfície de Energia Potencial (SEP)em função da distância radial entre os centros de massa dos complexos e sua orientação mútua, ângulos polares e de diedro. Para este tipo de desenvolvimento, foram escolhidas as configurações principais com considerações de ordem física e geométrica, onde as geometrias dos complexos são mantidas fixas na posição de equilíbrio. Os cálculos emph{ab initio} foram realizados utilizando código de estrutura eletrônica que resolve a equação de Schrõdinger eletrônica para posições predefinidas dos núcleos, usando a aproximação de Born-Oppenheimer. Para a construção da SEP, foi utilizado o programa MolprolO e cálculos ${''}$single point${''}$ dentro da metodologia supramolecular. A princípio, o ajuste das energias eletrônicas obtidas para se obter uma SEP analítica se deu unicamente através da função de Rydberg generalizada de quinto grau. Posteriormente foram realizados novos ajustes utilizando outras funções para justificar a escolha. Os resultados obtidos também foram comparados com dados de referências e as diferenças encontradas ficaram dentro da precisão química aceitável, 1 kcal/mol. ABSTRACT: In this dissertation, electronic structure calculations are presented for the determination of the energies of the H2 ... X2 and H2 ... HX complexes, where X represent the H, F, Cl or Br atoms, from the Potential Energy Surface (PES), considered as a function of the radial distance between the mass centers of the complexes and their mutual orientation, polar angles and dihedral. For this type of development, the leading configurations were chosen where the geometries of the complexes are kept frozen in the equilibrium position. Ab Initio Calculations were performed using the electronic structure co de that solves the electronic Schrõdinger equation for preset positions of the nuclei, using the Born-Oppenheimer approximation. For the construction of the PES, the MolprolO program and calculations ${''}$single point${''}$ within the supramolecular methodology was used. At first, fitting the electronic energies obtained to obtain an analytical PES occurred solely through function Rydberg generalized fifth degree. Subsequently new adjustments were made using other features to justify the choice. The results were ais o compared with reference data and the differences were within the acceptable chemical accuracy.
Número de Páginas165
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaFISMAT
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho10616 KiB
Número de Arquivos1
Arquivo Alvopublicacao.pdf
Última Atualização2014:09.02.13.10.11 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator
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Data de Acesso23 out. 2020
similares 
Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP7W/3FN5BLS
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.08.19.07
Metadadossid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.08.19.07.16
Sitemtc-m16d.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17327-TDI/2137
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoPereira:2014:EsMoSu
AutorPereira, Lânia Auxiliadora
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloEstudo da modificação de superfície do aço X45 CrSi 9-3, com produção de interface, visando melhorar a aderência de filmes de DLC
Ano2014
BancaBosco, Edson Del (presidente)
Barros, Machado. João Paulo (orientador)
Marciano, Fernanda Roberta
Data2014-02-26
Título AlternativoStudy of surface modification of X45 CrSi 9-3 Steel, with interface production, aiming to improve DLC films adherence.
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-ChaveFilmes finos de DLC, aço X45 CrSi 9-3, aderência, DLC thin films, X45 CrSi 9-3 steel, adherence.
ResumoFilmes de carbono tipo diamante ($emph{Diamond Like Carbon}$ - DLC) têm atraído significativamente a atenção da comunidade científica e tecnológica em virtude das propriedades físico-químicas, tais como, como elevada dureza, inércia química, baixo coeficiente de atrito, aderência em substratos metálicos, que permitem aplicações nas mais diversas áreas. Porém para atender a todas estas aplicações é primordial que os filmes de DLC tenham alta aderência ao substrato. Este trabalho trata do estudo da modificação de superfície do aço X45 CrSi 9-3 apenas com átomos de silício como agentes formadores de interfaces entre o substrato e os filmes de DLC. O foco deste estudo foi o processo de subimplantação iônica do silício, buscando obter uma interface com propriedades mecânicas e tribológicas intermediárias às do substrato e do filme de DLC, porém com formação de ligações químicas fortes que garantam uma elevada aderência. Para o crescimento da interface e dos filmes de DLC foi utilizada a técnica DC Pulsada PECVD ($emph{Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition}$), com modificações desenvolvidas na equipe e trazendo algumas novidades, como a utilização de uma tela ativa para melhorar a intensidade e uniformidade de descarga. As amostras foram caracterizadas quanto à aderência, composição química, taxa de deposição, razão I$_{D}/I_{G}$, hidrogenação e atrito. As técnicas utilizadas foram espectroscopia de espalhamento Raman, tribologia e perfilometria de contato. Para o crescimento do filme de interface, foi usado o gás silano e para o crescimento dos filmes de DLC utilizou-se dois tipos diferentes de gases precursores, o metano e o acetileno. Os resultados mostraram que tanto a partir do precursor metano quanto do precursor acetileno é possível obter filmes de DLC com qualidades estruturais adequadas. Também que é possível depositar filmes de DLC sobre o aço X45 CrSi 9-3 com boa aderência e que o arranjo experimental da tela ativa proporcionou que as deposições fossem efetuadas em pressões mais baixas o que proporcionou um maior aproveitamento da energia média dos íons e beneficiou as condições de deposição dos filmes de DLC em regime de quase sem colisões. ABSTRACT: Diamond-like carbon (DLC) films have attracted so much the attention of the scientific and technological community due to their very impressive physicochemical properties, such as high hardness, chemical inertness, low friction coefficient, adhesion to metallic substrates, which allow application in several areas. Nevertheless, to reach all these applications, it is essential to reach high adhesion between DLC film and substrate. In this work studies of surface modification of X45 CrSi 9-3 steel was done by using only silicon atoms as agents forming interface between substrate and DLC films. The focus of this study is the silicon ion sub-implantation process, seeking an interface with intermediary mechanical and tribological properties between substrate and DLC film, but with strong chemical bonds ensuring high adhesion. For interface and DLC films growth, it was used a modified pulsed DC PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) technique, performed "in house", using at the first time an active screen to improve the uniformity of discharge for DLC gorwth. The samples were characterized in terms of adhesion, chemical composition, deposition rate, I$_{D}/I_{G}$ ratio, hydrogenation and coefficient of friction. The techniques used were Raman scattering spectroscopy, tribology and contact profilometer. For the interface growth it was used silane gas and for the DLC film growth it was used two different precursor gases, methane and acetylene. The results showed that both precursors can be used for DLC films growth with adequate structural qualities. Also it is possible to deposit DLC films on steel X45 CrSi 9-3 with good adherence and the experimental arrangement by using active screen provided better condition for deposition at lower pressures due to higher average energy of the ions in almost collisionless regime.
Número de Páginas94
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaFISMAT
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho2795 KiB
Número de Arquivos1
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Última Atualização2014:04.29.14.29.09 sid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02 administrator
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Data de Acesso23 out. 2020
similares 
Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP5W34M/3GBGECS
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.20.17.46
Metadadossid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.20.17.46.36
Sitemtc-m21b.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17407-TDI/2210
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoSaito:2014:ElNaCa
AutorSaito, Eduardo
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloEletrodos de nanotubos de carbono verticalmente alinhados esfoliados por plasma de oxigênio
Ano2014
BancaCorat, Evaldo José (presidente/orientador)
Trava-Airoldi, Vladimir Jesus
Antunes, Erica Freire
Freire Junior, Fernando Lázaro
Cristovan, Fernando Henrique
Data2014-06-02
Título AlternativoVerticaly aligned carbon nanotube electrodes exfoliated by oxygen plasma
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chavenanotubos de carbono verticalmente alinhados, óxido de grafeno, sensores eletroquímicos, vertically aligned carbon nanotubes, graphene oxide, electrochemical sensors.
ResumoA presente tese trata da obtenção de filmes de nanotubos de carbono verticalmente alinhados (NTCVA) funcionalizados e exfoliados à óxido de grafeno (GO) por plasma de oxigênio, formando um material híbrido NTCVA-GO, para aplicações eletroquímicas. Os filmes produzidos foram utilizados para diversas finalidades como eletrodos, armazenadores de energia e para a construção de uma célula eletroquímica microvolumétrica. Os eletrodos dos filmes de NTCVA-GO foram avaliados com uma sonda redox para verificação da reversibilidade e cinética pelas técnicas de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Conforme essas avaliações os filmes apresentaram ótima reversibilidade (59mV/n) e baixa resistência de transferência de carga (6m$Omega$.$cm^{2}$) com relação ao processo redox. Além disso o processo de crescimento dos filmes foi ajustado para a obtenção de filmes mais ou menos capacitivos, dependendo do processo de crescimento. Foi confirmado, no processo A, que a interrupção do fornecimento do fluxo dos gases antes do desligamento do reator (condições de aquecimento e fonte de microondas) produz filmes menos capacitivos e mais apropriados para aplicações eletroquímicas. Paralelamente, no processo B, se a fonte de energia do reator for interrompida mantendo-se as condições de fluxo de gases é possível obter filmes com altíssima capacitância específica ($sim$330 F/g). Além disso, os eletrodos de NTCVA-GO foram utilizados para a detecção do elemento chumbo em meio de acetato de sódio com a técnica de voltametria de pulso diferencial. Os testes indicaram uma alta sensibilidade de 35.47uA.$uM^{-1}$, limite de detecção de $48.3.10^{-11}$M e menor valor de detecção de 1.10-9M. Estes valores são melhores que os encontrados na literatura, igualado apenas pelos mais sensíveis eletrodos de mercúrio. Outro ensaio foi a detecção de glucose com nanotubos de carbono crescidos com solução alcoólica de nitrato de cobalto (3.5mM). Os filmes apresentaram a resposta no potencial de 0.4V (VS. Ag/AgCl(3M)), com sensibilidade suficiente para detectar os níveis encontrados no sangue. Por fim os eletrodos de NTCVA-GO foram utilizados para a construção de uma célula eletroquímica com capacidade de 30$mu$L. A célula foi avaliada e comparada com a técnica de voltametria cíclica com a sonda redox Ferricianeto de potássio. ABSTRACT: In the present thesis it was studied the electrochemical applications of Vertically aligned carbon nanotubes (VACNT) exfoliated and functionalized by oxygen plasma producing graphene oxide (GO) at the tips. The process produces a hybrid VACNT-GO thin films with several applications as e.g. electrodes, energy storage and for microvolumetric electrochemical cells. The reversibility of VACNT-GO electrodes was evaluated by a known redox couple by Cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. According to the results, the electrodes presented a reversible response (59mV/n) and low charge transfer resistance (6m$Omega$.$cm^{2}$) with the redox couple. Besides, the effects of growth condition were evaluated in respect of electrochemical double layer capacitance. In one process, turning off the gas feeding before the thermal and microwave sources produces thin films less capacitives and, consequently, more appropriated for electrochemical detection. In parallel, a second process consisting of turning off the microwave and thermal source firstly produces films with high specific capacitance ($sim$330F/g). In addition to this study, the VACNT electrodes were applied to lead detection in acetate buffer media by differential pulse voltammetry. The electrodes presented good reversibility ($35.47uA.uM^{-1}$) and very low limit of detection ($48.3.10^{-11}$M), comparable only by the most sensitive mercury electrodes. Another test was performed using CNT thin films grown using cobalt catalyst for electrochemical detection of Glucose by amperometry. At the end a microvolumetric electrochemical cell (with 30$mu$L) were produced to evaluate the synergy of electrochemical reversibility (with a redox couple) of VACNT-GO films and its superhidophobicity.
Número de Páginas150
Idiomapt
Tipo da TeseTese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaETES
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho2952 KiB
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Arquivo Alvopublicacao.pdf
Última Atualização2014:10.06.13.25.18 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator
Última Atualização dos Metadados2018:06.04.03.04.07 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator {D 2014}
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Grupo de Usuáriosadministrator esaito135@gmail.com tereza@sid.inpe.br yolanda.souza@mcti.gov.br
Grupo de Leitoresadministrator esaito135@gmail.com tereza@sid.inpe.br yolanda.souza@mcti.gov.br
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Transferível1
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Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F358GL
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Data de Acesso23 out. 2020
similares 
Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP7W/3FMPLGL
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m19/2014/02.06.19.42
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Sitemtc-m16d.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17360-TDI/2170
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoSilva:2014:EsFoIn
AutorSilva, Patrícia Cristiane Santana da
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloEstudo da formação de interface para obtenção de filmes de DLC altamente aderentes sobre aço
Ano2014
BancaMachado, João Paulo Barros (presidente)
Trava-Airoldi, Vladimir Jesus (orientador)
Corat, Evaldo José
Martins, Gislene Valdete
Data2014-02-25
Título AlternativoStudy of interlayer formation in order to obtain extremely adherents DLC films on steel
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-ChaveDLC, PECVD, aderência, filmes finos, tela ativa, DLC, PECVD, adherence, thin films, active screen.
ResumoO grande interesse no uso de filmes de carbono tipo diamante (DLC) é justificado por suas notáveis propriedades mecânicas e tribológicas, como alta dureza, elevada resistência ao desgaste, inércia química, e baixíssimo coeficiente de atrito. Essa combinação de propriedades únicas confere ao revestimento aplicações nas mais diversas áreas. No entanto, o elevado nível de tensões compressivas, que se originam durante o crescimento do filme, dificulta a obtenção de alta aderência. Além disso, a elevada dureza do filme aliada à diferença no coeficiente de expansão térmica em relação ao substrato faz com que o DLC não acompanhe facilmente a deformação do substrato, o que pode provocar a delaminação e falha total do revestimento, especialmente em aços. Neste trabalho, filmes de DLC foram depositados sobre o aço rápido AISI M2, utilizando a técnica de deposição química na fase vapor assistida por plasma (PECVD), visando o aumento de aderência através do estudo da deposição de interface de silício. Foi introduzida uma modificação na técnica convencional. A aderência foi avaliada em função dos parâmetros de deposição, como tempo, energia de bombardeio, pressão, e da deposição em multicamadas. Além disso, foi estudada a densificação do plasma com objetivo de aumentar a adesão por diferentes métodos, entre os quais, a inserção de gás argônio na atmosfera de deposição, e a modificação no arranjo interno do sistema de deposição. Baseando-se na tecnologia de ASPN (emph{Active Screen Plasma Nitriding}), utilizada na nitretação, foram desenvolvidas diferentes configurações de tela ativa, promovendo efeito de confinamento de elétrons. Testes tribológicos foram realizados para se analisar a aderência entre filme e substrato, o coeficiente de atrito, e a resistência ao desgaste. A técnica de espectroscopia Raman foi utilizada para verificar o arranjo estrutural dos átomos de carbono e obter parâmetros importantes. Os filmes foram adicionalmente caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfilometria óptica e de contato. Os resultados mostraram que dentre todas as metodologias testadas, a deposição em tela ativa apresentou o melhor resultado em ganho de aderência, aliado à aplicação de alta energia de bombardeio dos íons na deposição da interface de silício. ABSTRACT: The great interest in the use of diamond-like carbon (DLC) films is justified by their remarkable mechanical and tribological properties such as high hardness, high wear resistance, chemical inertness, and a very low friction coefficient. This combination of unique properties gives the coating applications in several areas. However, the high levels of compressive stresses, which arise during film growth, turn it difficult to obtain high adhesion. Furthermore, the films high hardness combined with the difference in thermal expansion coefficient, compared to the substrate, causes the DLC film not to easily follow the substrate deformation, which can lead to delamination and total failure of the coating, especially on steel. In this work, DLC films were deposited on high speed steel AISI M2, using the plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique, in order to increase adhesion by studying the deposition of silicon interface. The conventional technique was modified. Adherence was evaluated according to the deposition parameters such as time, bombardment energy and pressure, and to the multilayer deposition. Furthermore, the plasma densification was studied in order to increase adhesion by different methods, including the insertion of argon gas in the deposition atmosphere, and by modifying internal arrangement of the deposition system. Based on the ASPN (Active Screen Plasma Nitriding) technology used in nitriding, different configurations of active screen were developed, promoting electron confinament effect. Tribological tests were performed to analyze the adhesion between film and substrate, the friction coefficient, and wear resistance. Raman spectroscopy technique was used to verify the structural arrangement of the carbon atoms and obtain important parameters. Films were further characterized by scanning electron microscopy (SEM), optical and contact profilometry. Results showed that among all tested methods, deposition using active screen showed the best results in adherence gain, combined with the application of high-energy ion bombardment in the silicon interface deposition.
Número de Páginas98
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaETES
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
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Data de Acesso23 out. 2020
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Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP7W/3FKG32E
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m19/2014/01.23.18.38
Metadadossid.inpe.br/mtc-m19/2014/01.23.18.38.56
Sitemtc-m16d.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17348-TDI/2158
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoSilva:2014:FiDiUl
AutorSilva, Lilian Mieko da
GrupoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloFilmes de diamante ultrananocristalinos dopados com boro crescidos sobre silício poroso
Ano2014
BancaFerreira, Neidenei Gomes (presidente/orientadora)
Beloto, Antonio Fernando (orientador)
Baldan, Maurício Ribeiro
Azevedo, Adriana Faria
Data2014-02-26
Título AlternativoBoron doped ultrananocrystalline diamond films grown on porous silicon
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chavesilício poroso, diamante ultrananocristalino dopado com boro, HFCVD, eletrodo poroso, aplicações eletroquímicas. porous silicon, boron doped ultrananocrystalline diamond, HFCVD, porous electrodes, electrochemical applications.
ResumoOs resultados da obtenção e caracterização de um novo material compósito formado por filme de diamante ultrananocristalino dopado com boro BDUND (emph{Boron doped ultrananocrystalline diamond}) sobre silício poroso (PS emph{Porous silicon}) são apresentados e discutidos. A primeira parte da dissertação mostra o desafio em se obter amostras de silício poroso com porosidade controlada para deposição dos filmes de diamante. Além disso, é apresentado o estudo do controle dos parâmetros de crescimento do filme de diamante, para que os filmes preencham as cavidades dos poros, sem fechá-los, mantendo a morfologia dos mesmos, visando à formação de um eletrodo poroso com uma camada de diamante contínua e uniforme. Assim, a primeira etapa do trabalho consistiu no estudo dos parâmetros de ataque eletroquímico para formação do PS, variando-se as condições de iluminação, assim como a densidade de corrente e o tempo de ataque. Após caracterização morfológica e estrutural do PS, a morfologia mais adequada para deposição dos filmes de BDUND foi definida como sendo a dos substratos com tamanho de poro de 10 a 30 µm, com poros distribuídos uniformemente pela superfície. Os filmes foram, então, crescidos por deposição química via fase vapor assistida por filamento quente, utilizando uma mistura de argônio, hidrogênio e metano. Estudou-se a influência do tempo de crescimento, variando-se de 1 a 4h, assim como a influência de duas dopagens distintas, 2.000 e 20.000 ppm B/C em solução. As amostras foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de espalhamento Raman e difratometria de raios-X. Os resultados mostraram que os filmes apresentaram morfologia e textura homogênea, preenchendo os poros uniformemente. A caracterização estrutural comprovou a presença de diamante nas amostras, assim como a presença de ligações do tipo $sp^{2}$, conforme esperado para filmes de BDUND. Os eletrodos porosos de maior dopagem mostraram-se mais apropriados para as caracterizações eletroquímicas de janela de potencial de trabalho e de reversibilidade em par redox. Essas amostras apresentaram elevada capacitância, como esperado para eletrodos porosos. Além disso, em solução de ferrocianeto de potássio, os eletrodos se mostraram reversíveis apenas para baixas velocidades de varredura. ABSTRACT: The results concerning the production and characterization of a new composite material consisting of boron doped ultrananocrystalline diamond (BDUND) film on porous silicon (PS) are presented and discussed. The first part of the dissertation shows the challenge in obtaining porous silicon with controlled porosity for diamond films deposition. Furthermore, the study of the diamond film growth parameters is presented, so that the films can fill the pore cavities without closing them, keeping their morphology, in order to obtain a porous electrode with a continuous and uniform diamond layer. Thus, the first step of the work consisted in studying the electrochemical etching parameters for the PS formation, varying lighting conditions as well as the current density and etching time. After PS morphological and structural characterization, the most suitable morphology for deposition of BDUND films was defined as the substrates with pore size from 10 to 30 µm, with pores uniformly distributed over the surface. The films were then grown by hot filament chemical vapor deposition, using a mixture of argon, hydrogen and methane. The influence of growth time was studied, varying from 1 to 4h, as well as the influence of two different doping levels, 2,000 and 20,000 ppm B/C in solution. The samples were characterized by scanning electron microscopy, Raman scattering spectroscopy and X-ray diffraction. The results showed that the films presented homogeneous morphology and texture, filling the pores uniformly. Structural characterization proved the presence of diamond in the samples, as well as the presence of $sp^{2}$ bonds, as expected for BDUND films. The higher doping porous electrodes were more suitable for the electrochemical characterization of the work potential window and the redox couple reversibility. These samples showed high capacitance, as expected for porous electrodes. In addition, in potassium ferrocyanide solution, the electrodes showed reversible behavior only at low scan rates.
Número de Páginas100
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores)
Tipo SecundárioTDI
AreaETES
CursoCMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
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Data de Acesso23 out. 2020
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