| 1. Identificação | |||||||||||||
| Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) | ||||||||||||
| Site | mtc-m21b.sid.inpe.br | ||||||||||||
| Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S | ||||||||||||
| Identificador | 8JMKD3MGP3W34P/3JT9CQB | ||||||||||||
| Repositório | sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/07.23.16.45 | ||||||||||||
| Última Atualização | 2015:09.11.13.07.16 (UTC) administrator | ||||||||||||
| Repositório de Metadados | sid.inpe.br/mtc-m21b/2015/07.23.16.45.47 | ||||||||||||
| Última Atualização dos Metadados | 2018:06.04.02.55.30 (UTC) administrator | ||||||||||||
| Chave Secundária | INPE-17582-TDI/2356 | ||||||||||||
| Chave de Citação | Silva:2015:DeElSe | ||||||||||||
| Título | Desenvolvimento de elementos sensores do tipo capacitivo composto por filme de cerâmica porosa, com eletrodos integrados, para monitoramento de umidade do ar  | ||||||||||||
| Título Alternativo | Development of sensor elements of capacitive type composed by porous ceramic film with integrated electrodes for air moisture monitoring | ||||||||||||
| Curso | CMS-ETES-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR | ||||||||||||
| Ano | 2015 | ||||||||||||
| Data | 2015-05-26 | ||||||||||||
| Data de Acesso | 12 maio 2024 | ||||||||||||
| Tipo da Tese | Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais e Sensores) | ||||||||||||
| Tipo Secundário | TDI | ||||||||||||
| Número de Páginas | 116 | ||||||||||||
| Número de Arquivos | 1 | ||||||||||||
| Tamanho | 31191 KiB | ||||||||||||
| 2. Contextualização | |||||||||||||
| Autor | Silva, Silvelene Alessandra da | ||||||||||||
| Banca | Nono, Maria do Carmo de Andrade (presidente/orientadora) Oliveira, Rodrigo de Matos (orientador) An, Chen Ying Piorino Neto, Francisco Muccillo, Eliana Navarro dos Santos Melo, Francisco Cristovão Lourenço de | ||||||||||||
| Endereço de e-Mail | lenisoni@uol.com.br | ||||||||||||
| Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) | ||||||||||||
| Cidade | São José dos Campos | ||||||||||||
| Histórico (UTC) | 2015-07-23 16:45:47 :: lenisoni@uol.com.br -> yolanda :: 2015-07-23 18:52:27 :: yolanda -> administrator :: 2015-07-23 21:04:11 :: administrator -> yolanda :: 2015-07-24 10:55:53 :: yolanda -> lenisoni@uol.com.br :: 2015-07-28 17:43:42 :: lenisoni@uol.com.br -> yolanda :: 2015-09-09 15:01:27 :: yolanda -> marcelo.pazos@sid.inpe.br :: 2015-09-11 13:07:16 :: marcelo.pazos@sid.inpe.br :: -> 2015 2015-09-11 13:07:37 :: marcelo.pazos@sid.inpe.br -> administrator :: 2015 2018-06-04 02:55:30 :: administrator -> :: 2015 | ||||||||||||
| 3. Conteúdo e estrutura | |||||||||||||
| É a matriz ou uma cópia? | é a matriz | ||||||||||||
| Estágio do Conteúdo | concluido | ||||||||||||
| Transferível | 1 | ||||||||||||
| Palavras-Chave | elemento sensor eletrodos integrados sensor cerâmico capacitivo filme cerâmico umidade do ar sensor element integrated electrodes capacitive ceramic sensor ceramic film air humidity | ||||||||||||
| Resumo | O processo da mudança climática, que vem se agravando nas últimas décadas tem exigido cada vez mais esforços no desenvolvimento de sensores para o monitoramento de umidade do solo e do ar, exigindo cada vez mais estudos e pesquisas de novos materiais para serem aplicados como elementos sensores mais confiáveis, versáteis e de menor custo/benefício. No Brasil, além das condições climáticas típicas de um país tropical existe também uma maior incidência de radiações ionizantes provenientes dos raios cósmicos devido a Anomalia Magnética do Atlântico Sul (AMAS). Os elementos sensores cerâmicos atendem a estes requisitos além de apresentar maior inércia química e melhor resistência mecânica do que os poliméricos. Neste trabalho, é proposta a pesquisa e o desenvolvimento de elementos sensores na forma de filmes de cerâmica porosas com eletrodos metálicos interdigitados, que serão utilizados no monitoramento de umidade relativa do ar. Para isso, pretende-se focar no processamento, na deposição dos filmes no substrato, na caracterização dos filmes, na deposição dos eletrodos metálicos e nas caracterizações elétricas. Os substratos de Al$_{2}$O$_{3}$ $\alpha$ foram obtidos por compactação do pó por prensagem uniaxial e sinterizados na temperatura de 1600 $^{°}$C. Foram realizadas as identificações das fases cristalinas pela técnica de difratometria de raios X (DRX), as análises das características morfológicas e das microestruturas dos pós e das cerâmicas sinterizadas foram feitas pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a densidade foi obtida pela técnica de Arquimedes. Os filmes cerâmicos foram preparados com pós comerciais de ZrO$_{2}$ e de TiO$_{2}$ na proporção de 1:1 em massa, as suspensões em álcool etílico foram preparadas com 10, 12,5, e 15 \% (em massa) de sólidos (mistura dos pós de ZrO$_{2}$ e de TiO$_{2}$) defloculados com PABA (ácido 4-amino benzóico) de acordo com parâmetros de processo obtidos experimentalmente. Estas suspensões foram utilizadas para a obtenção de filmes depositados no substrato via \emph{dip coating}. Os filmes cerâmicos foram secos e sinterizados em 1200 $^{º}$C, por 2 horas. Nos filmes sinterizados foram realizadas as identificações das fases cristalinas por DRX, as análises das características morfológicas e das microestruturas dos filmes sinterizados por MEV, as análises químicas pela técnica de espectroscopia por energia dispersiva de raios X (EDX). Para a deposição dos eletrodos de ouro foram confeccionados máscaras mecânicas e os eletrodos interdigitados foram obtidos pela técnica de deposição física de fase vapor com evaporação por feixe de elétrons (EB-PVD). As caracterizações elétricas foram feitas em uma câmara climática, e os valores de capacitância medidos por uma ponte RLC, em função de quantidades crescentes e decrescentes de umidade relativa ambiente, nas temperaturas de 25, 35, 45 e 55$^{º}$ C. O resultado mais significante deste trabalho foi o aumento nos valores da capacitância medida para todos os elementos sensores na forma de filmes porosos com eletrodos incorporados, que foram relacionadas ao arranjo dos eletrodos como capacitores em paralelo. Os elementos sensores com 12,5, e 15 \% de sólidos apresentaram maiores variações de capacitância com a umidade relativa, menores histereses e maior estabilidade com a temperatura. As análises dos resultados indicaram que os elementos sensores capacitivos de filme de cerâmica porosa de ZrO$_{2}$-TiO$_{2}$ desenvolvidos neste trabalho, são muito promissores quanto ao potencial de utilização no monitoramento da umidade do ar. ABSTRACT: The process of climate change, which has been aggravating in recent decades have required more and more efforts in the development of sensors for monitoring soil moisture and air, demanding ever more studies and research of new materials to be applied as sensing elements more reliable, versatile and less cost-benefit. In Brazil, besides the typical climatic conditions of a tropical country there is also a higher incidence of ionizing radiation from cosmic rays due to South Atlantic Magnetic Anomaly (AMAS). The ceramic sensing elements satisfy this requirement in addition to presenting greater chemical inertness and better mechanical strength than the polymeric. In this work, it is proposed the research and the development of sensing elements in the form of ceramic porous films with interdigitated metallic electrodes that will be used in monitoring of relative humidity of the air. For this, you want to focus on processing, in deposition of films on the substrate, in the characterization of the films, in the deposition of metal electrodes and in electrical characterizations. The Al$_{2}$O$_{3}$ substrates were obtained by compacting the powder and uniaxial pressing and sintered at temperature of 1600$^{°}$ C. For the identification of crystalline phases was used the technique of x-ray diffractometry (XRD), the analysis of morphological characteristics and microstructures of sintered ceramics and powders were made by scanning electron microscopy (SEM) and the density was obtained by the technique of Archimedes. Ceramic films were prepared with powdered TiO$_{2}$ and ZrO$_{2}$ commercials in proportion of 1:1 by mass, the suspensions in ethyl alcohol were prepared with 10, 12.5, and 15 \% (by mass) of solids (mixture of powders of TiO$_{2}$ and ZrO$_{2}$) deflocculated with PABA (4-amino benzoic acid) in accordance with process parameters obtained experimentally. These suspensions were used to obtain films deposited on the substrate via dip coating. The ceramic films were dried and sintered at 1200 $^{°}$C for 2 hours. In the sintered films were performed identifications of crystalline phases by XRD, the analysis of morphology and microstructure of the sintered films by SEM, and the chemical analysis by spectroscopy energy dispersive X-ray (EDX). For the deposition of gold electrodes were made mechanical masks and interdigitated electrodes were obtained by the technique of physical deposition vapor phase with electron beam evaporation (EB-PVD). The electrical characterizations were made in a climate chamber, in function of increasing and decreasing amount function of enclosed humidity, and capacitance values measured by a RLC bridge, at temperatures of 25, 35, 45 and 55 $^{°}$C. The most significant result of this work was the increase in the values of capacitance measured for all sensing elements in the form of porous films with embedded electrodes, which were related to the arrangement of the electrodes as capacitors in parallel. The sensing elements with 12.5 and 15 of solids larger capacitance variations submitted with the relative humidity, the less hysteresis and more stable with temperature. The analysis of the results indicated that the elements capacitive sensors of porous ceramic film ZrO$_{2}$-TiO$_{2}$ developed in this work are very promising as to the potential for use in monitoring the air humidity. | ||||||||||||
| Área | ETES | ||||||||||||
| Arranjo | urlib.net > BDMCI > Fonds > Produção pgr ATUAIS > CMS > Desenvolvimento de elementos... | ||||||||||||
| Conteúdo da Pasta doc | acessar | ||||||||||||
| Conteúdo da Pasta source |
| ||||||||||||
| Conteúdo da Pasta agreement |
| ||||||||||||
| 4. Condições de acesso e uso | |||||||||||||
| URL dos dados | http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3JT9CQB | ||||||||||||
| URL dos dados zipados | http://urlib.net/zip/8JMKD3MGP3W34P/3JT9CQB | ||||||||||||
| Idioma | pt | ||||||||||||
| Arquivo Alvo | publicacao.pdf | ||||||||||||
| Grupo de Usuários | administrator lenisoni@uol.com.br marcelo.pazos@inpe.br yolanda.souza@mcti.gov.br | ||||||||||||
| Grupo de Leitores | administrator lenisoni@uol.com.br marcelo.pazos@inpe.br yolanda.souza@mcti.gov.br | ||||||||||||
| Visibilidade | shown | ||||||||||||
| Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 | ||||||||||||
| Detentor da Cópia | SID/SCD | ||||||||||||
| Permissão de Leitura | allow from all | ||||||||||||
| Permissão de Atualização | não transferida | ||||||||||||
| 5. Fontes relacionadas | |||||||||||||
| Repositório Espelho | sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.22 | ||||||||||||
| Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F358GL | ||||||||||||
| Lista de Itens Citando | |||||||||||||
| Acervo Hospedeiro | sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 | ||||||||||||
| 6. Notas | |||||||||||||
| Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype | ||||||||||||