@PhDThesis{Santos:2018:InSuPr,
author = "Santos, Marta dos",
title = "Influ{\^e}ncia da superf{\'{\i}}cie e do processo de semeadura
na ades{\~a}o de filmes de diamante micro/nanocristalino dopados
com boro em substrato de tit{\^a}nio e sua aplica{\c{c}}{\~a}o
no estudo da degrada{\c{c}}{\~a}o eletroqu{\'{\i}}mica do
herbicida bentazona",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2018",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2018-08-17",
keywords = "POAE, DDB, NDDB, bentazona, degrada{\c{c}}{\~a}o, POAE, DDB,
NDDB, bentazone, degradation.",
abstract = "A deposi{\c{c}}{\~a}o de diamante CVD (Chemical Vapor
Deposition) em diferentes materiais requer tratamento de
superf{\'{\i}}cie do mesmo como a semeadura do substrato com
part{\'{\i}}culas de diamante dispersas em um solvente
apropriado usando agita{\c{c}}{\~a}o ultrass{\^o}nica. Por
outro lado, a semeadura por atra{\c{c}}{\~a}o eletrost{\'a}tica
de part{\'{\i}}cula de nanodiamante tem mostrado filmes com
maior densidade de nuclea{\c{c}}{\~a}o em compara{\c{c}}{\~a}o
com aqueles obtidos a partir do tratamento ultrass{\^o}nico.
Al{\'e}m disso, a nuclea{\c{c}}{\~a}o e o crescimento de filmes
de diamante dopados com boro micro/nanocristalinos (DDB/NDDB) em
substratos de tit{\^a}nio (Ti) representam um processo complexo,
principalmente, pela {\`a} fraca ades{\~a}o do filme devido
{\`a} diferen{\c{c}}a dos coeficientes de expans{\~a}o
t{\'e}rmica entre o filme e o substrato. Assim, a morfologia do
substrato associada ao processo de semeadura pode ser determinante
para esta ades{\~a}o. Neste contexto, a ades{\~a}o de filmes de
DDB e NDDB no substrato de Ti foi estudada, sistematicamente,
considerado-se cinco diferentes rugosidades de superf{\'{\i}}cie
de Ti, para dois diferentes processos de semeadura:
agita{\c{c}}{\~a}o ultrass{\^o}nica com part{\'{\i}}cula de
diamante 0,25 \μm e semeadura por atra{\c{c}}{\~a}o
eletrost{\'a}tica com part{\'{\i}}cula de diamante 4nm em
solu{\c{c}}{\~a}o de cloreto de pot{\'a}ssio. Vinte diferentes
tipos de amostras foram crescidos pela t{\'e}cnica de
deposi{\c{c}}{\~a}o qu{\'{\i}}mica na fase vapor por 20h,
considerando a combina{\c{c}}{\~a}o de nuclea{\c{c}}{\~a}o e
crescimento de DDB e NDDB, rugosidade do Ti e metodologias de
semeadura. As amostras foram caracterizadas por microscopia
eletr{\^o}nica de varredura, espectroscopia de espalhamento Raman
e espectroscopia de raios X (DRX). Os testes de ader{\^e}ncia
foram realizados pelo teste de dureza Rockwell, de acordo com a
norma VDI 3198. Os resultados mostraram que os filmes DDB
crescidos com semeadura por abras{\~a}o mec{\^a}nica
apresentaram a melhor ades{\~a}o enquanto para os filmes NDDB o
melhor resultado foi obtido por semeadura por atra{\c{c}}{\~a}o
eletrost{\'a}tica, indicando que o processo de semeadura tem
papel importante na melhoria das propriedades mec{\^a}nicas dos
filmes de diamante para as duas morfologias estudadas. A partir
desses resultados, eletrodos DDB e NDDB foram crescidos nos mesmos
par{\^a}metros otimizados com maior {\'a}rea superficial,
caracterizados morfologicamente, estruturalmente e
eletroquimicamente. Esses eletrodos DDB e NDDB foram utilizados no
estudo da degrada{\c{c}}{\~a}o eletroqu{\'{\i}}mica do
composto bentazona. Os resultados obtidos indicaram que durante a
degrada{\c{c}}{\~a}o v{\'a}rios intermedi{\'a}rios s{\~a}o
formados e ocorre a forma{\c{c}}{\~a}o de pontos
isosb{\'e}sticos, indicando que durante a degrada{\c{c}}{\~a}o
existe a forma{\c{c}}{\~a}o de equil{\'{\i}}brio acido-base
e/ou tautom{\'e}rico entre os intermedi{\'a}rios formados. O
eletrodo de NDDB foi mais eficaz no processo de eletr{\'o}lise do
composto bentazona, apresentando o menor consumo energ{\'e}tico
associado {\`a} maior redu{\c{c}}{\~a}o de carbono
org{\^a}nico total. ABSTRACT: CVD (Chemical Vapor Deposition)
diamond deposition on different materials requires surface
treatment such as diamond particles seeding on the substrate
dispersed in an appropriate solvent by using ultrasonic agitation.
On the other hand, seeding process by electrostatic attraction of
nanodiamond particle have produced films with higher nucleation
density compared to that obtained from ultrasonic treatment. In
addition, nucleation and growth of micro/nanocrystalline boron
doped diamond films (BDD/BDND) on titanium (Ti) substrates
represent a complex process, mainly due to the poor film adhesion
related to the difference in the thermal expansion coefficients
between the film and the substrate. Thus, the morphology of the
substrate associated to the seeding process can be determinant for
this adhesion. In this context, the adhesion of BDD and BDND films
on Ti substrate was systematically considered in five different Ti
surface roughnesses for two different seeding processes:
ultrasonic agitation with 0.25 \μm diamond particle and
electrostatic seeding with 4nm diamond particle in potassium
chloride. Twenty different diamond film samples were grown by CVD
technique for 20h, considering the combination of nucleation and
growth of BDD and BDND, Ti roughness, and seeding methodologies.
The samples were characterized by scanning electron microscopy,
Raman scattering spectroscopy and X-ray diffraction spectroscopy
(XRD). The adhesion tests were performed by the Rockwell C
hardness test according to VDI 3198. The results showed that the
BDD films grown with mechanical abrasion presented the best
adhesion while for the BDND films the best result was obtained
using electrostatic attraction, indicating that the seeding
process has an important role in improving the mechanical
properties of the diamond films for the two studied morphologies.
From these results, BDD and BDND electrodes were grown in the same
optimized parameters with greater surface area, characterized
morphologically, structurally and electrochemically. These BDD and
BDND electrodes were used in the bentazone electrochemical
degradation. The results indicated that during the degradation
several intermediates are formed and the formation of isosbestics
points occurred, indicating that during the degradation there is
formation of acid-base and/or tautomeric balance among the formed
intermediates. BDND electrode was more effective in this
electrolysis process of bentazone compound, presenting the lowest
energy consumption as well as the greatest reduction of total
organic carbon.",
committee = "Ferreira, Neid{\^e}nei Gomes (presidente) and Oishi, Silvia
Sizuka (orientadora) and Couto, Andrea Baldarini and Almeida,
Dalva Alves de Lima and Kostov, Leide Lili Gon{\c{c}}alves da
Silva and Azevedo, Adriana Faria",
englishtitle = "Influence of the surface and seeding process on the adhesion of
boron doped micro / nanocrystalline diamond films on titanium
substrate and its application in the study of the electrochemical
degradation of the herbicide bentazone.",
language = "pt",
pages = "126",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3REFRQL",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3REFRQL",
targetfile = "publicacao 06_02.pdf",
urlaccessdate = "19 abr. 2024"
}