Estudo da evolução estrutural induzida por irradiação iônica em multicamadas de Fe/sub 30/Co/sub 70/Cu

Neste trabalho, relata-se o comportamento estrutural de multicamadas de Fe30Co70/Cu, quando submetidas a irradiações com íons de He+ e Kr+ e tratamentos térmicos. As multicamadas foram confeccionadas à temperatura ambiente, numa câmara de ultra-alto vácuo por evaporação alternada de uma liga Fe30Co70 e Cu. As energias das irradiações foram escolhidas de tal forma que os íons atravessassem a multicamada, ficando alojados no substrato de Si. As doses foram calculadas para que os dois tipos de íons depositassem a mesma energia total na multicamada. Após a confecção dos filmes, os mesmos foram submetidos a tratamentos térmicos de 10 minutos em temperaturas variando de 350 a 450 oC. Este processo quebra a estrutura de camadas e forma uma liga heterogênea de grãos magnéticos embebidos numa matriz metálica de Cu. Para investigar a evolução das propriedades estruturais das amostras utilizou-se difração, refletividade e espectroscopia de absorção de raios-X. Os resultados da refletividade de raios-X mostraram claramente que uma estrutura de multicamadas é formada após a evaporação, fato que é comprovado pelo pico de Bragg observado nas curvas de refletividade. As irradiações com He+ e Kr+ não destroem a estrutura de multicamadas, ao contrário, elas provocam um alisamento de todas as interfaces. Pelas medidas de difração de raios-X verificou-se que as irradiações resultam no aumento de cristalinidade e no crescimento de tamanho dos cristalitos do sistema. A irradiação com He+ não provoca mudanças significativas na multicamada, mas a irradiação com Kr+ induz uma transformação de fase de bcc para fcc/hcp nas camadas de Fe30Co70. Esta nova fase induzida pela irradiação com Kr+ é metaestável, pois um simples tratamento térmico de 450 oC durante 10 minutos destrói a nova estrutura fcc/hcp, fazendo com que a liga retorne a estrutura bcc. As medidas de absorção de raios-X estão em perfeito acordo com as medidas de difração e refletividade, mostrando que as irradiações promovem uma melhora na ordem cristalográfica. De acordo com o que foi observado das medidas, a irradiação com He+ não provoca nenhum efeito significativo na estrutura da liga de FeCo. Contudo, a irradiação com Kr+ induz uma transformação de fase nesta liga de bcc para uma estrutura fcc e/ou hcp. Tal transformação é induzida pela irradiação com Kr+ porque estes íons transferem mais energia, em colisões nucleares, do que os íons de He+. Além disso, estes íons provocam um grande número de cascatas de colisões, fazendo com que os átomos contidos dentro do volume destas cascatas tornem-se móveis. Desta forma, os átomos de Fe e Co se rearranjam em uma estrutura fcc, que é imposta pelas camadas de Cu adjacentes. Embora a estrutura fcc seja muito mais provável, também é possivel que a estrutura induzida seja hcp.

Estudo, desenvolvimento e caracterização de revestimentos do tipo super-rede de dureza

Nos últimos 10 anos, o desenvolvimento de técnicas de deposição e seus equipamentos permitiu o surgimento de novos tipos de filmes finos, principalmente voltados para aplicações mecânicas e tribológicas, que são multicamadas nanoestruturadas. Esses revestimentos apresentam propriedades que não são diretamente ligadas as propriedades das camadas individuais de cada material, geralmente apresentando valores de dureza extremamente elevados relacionados a um período de modulação crítico ΛC. Esses filmes demonstram um claro potencial para aplicações tribológicas mesmo com o seu comportamento de dureza ainda não completamente esclarecido. O objetivo deste trabalho é produzir multicamadas nanoestruturadas do tipo metal / nitreto pela técnica de magnetron sputtering usando Nb, Ta e TiN, visando obter uma estrutura com valores de dureza extremamente elevados, tipicamente observados em revestimentos do tipo super-redes. A estrutura periódica dos revestimentos com baixo valor de Λ (< 10 nm) foi caracterizada por XRR (Refletividade por Difração de Raios X) e por RBS (Espectrometria por Retroespalhamento Rutherford) para os valores altos de Λ. As propriedades mecânicas dos revestimentos foram avaliadas por testes instrumentados de dureza usando um equipamento Fischerscope HV100. Todas as multicamadas foram produzidas com sucesso e apresentaram uma periodicidade bem definida, o que foi confirmado pelos resultados de RBS e XRR. Os valores de dureza medidos apresentaram um comportamento tipicamente observado em superredes com um valor máximo maior que 50 GPa sempre relacionado a uma valor crítico de Λ. O valor ΛC foi 8 nm para as amostras de Nb/TiN e 4 nm para as amostras de Ta/TiN. A razão H/E indicou que o revestimento nanoestruturado mais adequado para aplicações tribológicas foram as multicamadas com maior valor de dureza. Esses resultados mostraram claramente a possibilidade de aplicação industrial destes revestimentos.

Estudo de acoplamento de luz a sistemas multicamadas : plasmons de superfícies e guias de onda

O acoplamento de radiação óptica em sistemas multicamadas tem sido objeto de diversas pesquisas, não somente acadêmicas, mas também para aplicações industriais, tanto na área de sensores ópticos, como na de processadores ópticos e na de comunicações ópticas. Existe uma variedade de técnicas que são exploradas nestes estudos. Nesta tese, focalizamos nossa atenção no acoplamento de radiação laser ou mesmo de luz branca incoerente a um filme tipo multicamadas e estudamos os mecanismos físicos que governam as reflexões e as perdas por absorção nas multicamadas, efeitos que normalmente não parecem quando a incidência ocorre diretamente do ar para o filme. A técnica que exploramos é conhecida como reflexão interna total atenuada, ATR. A presença de um filme fino metálico permite o estudo experimental de plasmons de superfície e do acoplamento a modos guiados do sistema multicamadas. Além dos estudos experimentais, apresentamos um cálculo teórico iterativo para a refletividade dos filmes do tipo multicamadas para um número qualquer de camadas, que apresenta vantagens computacionais no ajuste dos dados experimentais ou em simulações. Esta contribuição não necessita as aproximações encontradas em um grande número de trabalhos que envolvem sistemas mais simples. Apresentamos também o cálculo do fluxo de energia dentro de cada camada individual do sistema, o que nos permite determinar o tipo de modo acoplado e a sua localização. O método foi aplicado a diversos sistemas, quando uma das camadas foi modificada. Estes estudos foram realizados como função do ângulo de incidência e do comprimento de onda da radiação incidente para uma variedade de sistemas multicamadas. Nossa simulação teórica se mostra bastante adequada e útil para a projeção de sistemas multicamadas complexos com camadas metálicas e dielétricas para sensores óticos.

Fatores que afetam a germinação e a emergência de Xanthium strumarim L.: dormência, qualidade da luz e profundidade de semeadura

Foram conduzidos três ensaios com o objetivo de estudar os efeitos de diferentes métodos de quebra de dormência das sementes, da qualidade da luz e da profundidade de semeadura na germinação e emergência do Xanthium strumarim L. (carrapichão). No primeiro ensaio, sob condições de câmara de crescimento, os tratamentos constaram de 5 métodos de quebra de dormência: mecânico (lixa), químico (H2SO4 conc. por 10 min.), pré-tratamento em água (imersão por 2 horas), físico (choque térmico: água à 80oC por 2 min.) e testemunha, que proporcionaram 100%, 93%, 93%, 87% e 80% de germinação, respectivamente, sem haver diferença estatística entre os mesmos. O pré-tratamento em água apresentou menor índice de velocidade de germinação (IVG) e os demais não diferiram significativamente entre si. No segundo ensaio, também sob condições de câmara de crescimento, os tratamentos de qualidade da luz constaram de 6 filtros de luz, que resultaram nas seguintes porcentagens de germinação: azul - com refletividade máxima a 450 nm (13%), verde-500 nm (33%), vermelho-700 nm (13%), vermelho/distante-760 nm (7%), ausência de luz (26%) e transparente - sem absortividade na região de 380 a 760 nm (testemunha, 73%), indicando sensibilidade das sementes à qualidade de luz. No terceiro ensaio, sob condições de casa-de-vegetação, os tratamentos foram diferentes profundidades de semeadura (0 a 20 cm, em intervalos de 2 cm), sendo que o máximo de emergência ocorreu no intervalo de 0 a 8 cm, no qual foi observado 67% de emergência do carrapichão, com maior índice de velocidade emergência (IVE), sendo que após os 16 cm, praticamente não houve emergência.

Taxa de absorção atmosférica sobre as cidades de Botucatu-SP e Rio de Janeiro-RJ

O segundo satélite da Missão Espacial Completa Brasileira (SCD2/MECB) foi colocado em órbita em 23 de Outubro de 1998 e carrega a bordo um experimento de células solares. Célula solar de silício é um dispositivo semicondutor, que pode medir a intensidade da radiação visível e parte da radiação infravermelha (400-1100 nm). O experimento permite medir simultaneamente a insolação direta e parte da radiação solar que é refletida pela Terra para o espaço. Os dados do experimento célula solar são transmitidos em tempo real pela telemetria do satélite e recebidos pela estação terrestre em Cuiabá, MT-Brasil (16°S; 56°W). Este fato limita a cobertura espacial para um círculo sobre a América do Sul. O albedo planetário é obtido dentro desta cobertura e seus valores podem ser agrupados em períodos temporais (anual, sazonal ou mensal), ou podem ser estudados para várias localizações (latitude e longitude) durante a vida do satélite. O coeficiente de transmissão atmosférica ou índice de claridade (Kt), medido em estações meteorológicas na superfície da Terra, junto com o valor medido simultaneamente do albedo planetário, permite calcular o coeficiente de absorção atmosférica (Ka). O método desenvolvido neste trabalho para avaliar Ka considera que o albedo planetário é composto por duas partes: uma refletividade local e uma refletividade não local. Considerando este novo conceito, é definida uma taxa de absorção atmosférica (denominada Ra) que é a razão entre Ka e a potência de irradiância solar líquida, que não atravessou a atmosfera (100%-Kt). A taxa de absorção atmosférica assim definida é independente da cobertura de nuvens. O histograma de freqüência de Ra mostra os valores de 0,86±0,07 e 0,88±0,09 sobre as cidades de Botucatu-SP e do Rio de Janeiro-RJ, durante os anos de 1999 até 2006, respectivamente.

Análise da influência de superfícies refletivas nas perdas de calor de sistema térmicos

The use of reflective surfaces functioning as thermal insulator has grown significantly over the years. Reflective thermal insulator are materials that have several characteristics such as low emissivity, low absorptivity and high reflectivity in the infrared spectrum. The use of these materials has grown a lot lately, since it contains several important radioactive properties that minimize the heat loss of thermal systems and cooling systems that are used to block the heat on the roof of buildings. A system made of three surfaces of 316 stainless steel mirror was built to analyze the influence of reflective surfaces as a way to reduce the heat loss and thereby conserve the energy of a thermal system. The system was analyzed both with and without the presence of vacuum, and then compared with a system that contained glass wool between the stainless steel mirror walls, since this isolator is considered resistive and also broadly used around the world in thermal systems. The reflectivity and emissivity of the surfaces used were also measured in this experiment. A type K thermocouple was fixed on the wall of the system to obtain the temperature of the stainless steel mirror surfaces and to analyze the thermal behavior of each configuration used. The results showed an efficiency of 13% when the reflective surfaces were used to minimize the heat loss of the thermal system. However, the system with vacuum had the best outcome, a 60% efficiency. Both of these were compared to the system made of glass wool as a thermal insulator

Efeitos de interface em bicamadas magnéticas acopladas

We have developed a theoretical study of magnetic bilayers composed by a ferromagnetic film grown in direct contact on an antiferromagnetic one. We have investigated the interface effects in this systems due to the interfilms coupling. We describe the interface effects by a Heisenberg like coupling with an additional unidirectional anisotropy. In the first approach we assume that the magnetic layers are thick enough to be described by the bulk parameters and they are coupled through the interaction between the magnetic moments located at the interface. We use this approach to calculate the modified dynamical response of each material. We use the magnetic permeability of the layers (with corrections introduced by interface interactions) to obtain a correlation between the interface characteristics and the physical behavior of the magnetic excitations propagating in the system. In the second model, we calculated an effective susceptibility of the system considering a nearly microscopical approach. The dynamic response obtained by this approach was used to study the modifications in the spectrum of the polaritons and its consequences on the attenuated total reflection (ATR). In addition, we have calculated the oblique reflectivity. We compare our result with those obtained for the dispersion relation of the magnetostatic modes in these systems

Síntese análise das propriedades magnéticas da ferrita de NiMg e características de absorção de radiação

It was synthesized different Ni1-xMgxFe2O4 (0,2 ≤ x ≤ 0,7) compositions by use of citrate precursor method. Initially, the precursory citrates of iron, nickel and magnesium were mixed and homogenized. The stoichiometric compositions were calcined from 350°C to 1200°C at ambient atmosphere or in argon atmosphere. The calcined powders were characterized by XRD, TGA/DTG, FTIR, magnetic measures and reflectivity using the wave guide method. I was observed pure magnetic phase formation between 350°C and 500°C, with formation of ferrite and hematite after 600°C at ambient atmosphere. The calcined powder at argon atmosphere formed pure ferromagnetic phase at 1100°C and 1200°C. The Rietveld analyses calculated the cations level occupation and the crystallite size. The analyses obtained nanometric crystals (11-66 nm), that at 900°C/3h presents micrometric sizes (0,45 - 0,70 Om). The better magnetization results were 54 Am2/Kg for x= 0,2 composition, calcined at 350°C/3h and 30 min, and 55,6 Am2/Kg for x= 0,2 1200°C, calcined in argon. The hysteresis shows characteristics of soft magnetic material. Two magnetization processes were considered, superparamagnetism at low temperature and the magnetic domains formation at high temperatures. The materials presented absorption less or equal the 50 % in ranges specific frequency. As for the 2,0 and 3,0 thickness (in 11,0 - 11,8 GHz), the reflectivity of the x= 0,3, 0,5 and 0,4 compositions, all calcined at 900°C/3h showed agreement with MS and O. Various factors contribute for the final radiation absortion effect, such as, the particle size, the magnetization and the polymer characteristics in the MARE composition. The samples that presented better magnetization does not obtaining high radiation absorption. It is not clear the interrelaction between the magnetization and the radiation absorption in the strip of frequencies studied (8,2 - 12,4 GHz)

Estudo da viabilização do uso da mistura híbrida ferrocarbonila / ferrita de NI0,5Zn0,5Fe2o4 como material absorvedor de radiação eletromagnética

Were synthesized ferrites of NiZn on systems Ni0,5Zn0,5Fe2O4, the precursors citrate method. The decomposition of the precursors was studied by thermogravimetric analysis and spectroscopy in the infrared region, the temperature of 350°C/3h. The evolution of the phases formed after calcinations at 350ºC/3h, 600, 1000 and 1100ºC/2h was accompanied by X-ray diffraction using the Rietveld refinement method for better identification os structures formed. Was observed for samples calcined at different temperatures increased crystallinity with increasing calcination temperature, being observed for the samples calcined at 900 and 1100 º C/2h was the precipitation of a secondary phase, the phase hematite. The ferrocarbonila of industrial origin was analyzed by X-ray diffraction and Rietveld for the identification of its structure. The carbonyl iron was added NiZn ferrite calcined at 350ºC/3h, 600, 900, 1000 and 1100ºC/2h to the formation of hybrid mixtures. They were then analyzed by Xray diffraction and Rietveld. The NiZn ferrite and ferrocarbonila as well as the hybrid mixtures were subjected to analysis of scanning electron microscopy, magnetic measurements and reflectivity. The magnetic measurements indicated that the ferrite, the ferrocarbonila, as well as hybrid mixtures showed characteristics of soft magnetic material. The addition of ferrocarbonila in all compositions showed an increase in the results of magnetic measurements and reflectivity. Best result was observed in the increase of the magnetization for the hybrid mixture of Ferrocarbonila / ferrite of NiZn calcined at 600ºC/2h. The mixture Ferrocarbonila / ferrite calcined 1000°C/2h presented better absorption of electromagnetic radiation in the microwave

Estudo das características magnéticas e absorvedoras das ferritas de nizn, niznmn, mnzn, nimg, nicuzn e nicuznmg obtidas via método do citrato precursor

Were synthesized systems Ni0,5Zn0,5Fe2O4, i0,2Zn0,5Mn0,3Fe2O4, Mn0,5Zn0,5Fe2O4, Ni0,5Mg0,5Fe2O4, Ni0,2Cu0,3Zn0,5Fe2O4 and Ni0,2Cu0,3Zn0,5Mg0,08Fe2O4, the precursors citrate method. The decomposition of the precursors was studied by thermogravimetric analysis and spectroscopy in the infrared region, the temperature of 350°C/3h. The evolution of the phases formed after calcinations at 350, 500, 900 and 1100ºC/3h was accompanied by X-ray diffraction using the Rietveld refinement to better identify the structures formed. The materials were also analyzed by scanning electron microscopy, magnetic measurements and analysis of the reflectivity of the material. The samples calcined at different temperatures showed an increase of crystallinity with increasing calcination temperature, verifying that for some compositions at temperatures above 500°C precipitates of second phase such as hematite and CuO. The compositions of manganese present in the structure diffusion processes slower due to the ionic radius of manganese is greater than for other ions substitutes, a fact that delays the stabilization of spinel structure and promotes the precipitation of second phase. The compositions presented with copper precipitation CuO phase at a temperature of 900 and 1100ºC/3h This occurs according to the literature because the concentration of copper in the structure is greater than 0.25 mol%. The magnetic measurements revealed features of a soft ferrimagnetic material, resulting in better magnetic properties for the NiZn ferrite and NiCuZnMg at high temperatures. The reflectivity measurements showed greater absorption of electromagnetic radiation in the microwave band for the samples calcined at 1100ºC/3h, which has higher crystallite size and consequently the formation of multi-domain, increasing the magnetization of the material. The results of absorption agreed with the magnetic measurements, indicating among the ferrites studied, those of NiZn and NiCuZnMg as better absorbing the incident radiation.

Síntese, caracterização de ferritas espinélio com propriedades magnéticas e absorvedoras de microondas

Were synthesized spinel-type ferrites with general formula Ni0,8Mg0.2-xMxFe2O4, where M represents the doping Mn, Co or Mn + Co simultaneously, x ranges for the values 0.02, 0.05 and 0.1. The value of x was divided by 2 in cases where M equals Mn and Co conjugates. We used the citrate precursor method and heat treatment to obtain the phases at 1100°C. The materials were characterized by XRD, TGA/ DTGA, SEM, MAV and reflectivity measurements by the method of waveguide. Powders to 350°C/3.5 h were crystalline and nanosized. According to the results this temperature all powders have a percentage of ferrite phase over 90%. The composition had the addition of Mn and Co simultaneously showed a higher percentage of secondary phase NiO, 5.8%. The TGA/DTGA curves indicate that this sample reached phase (s) crystalline (s) at lowest temperatures. The X-ray diffractograms of the samples calcined at 350°C and 1100°C were treated with the Rietveld refinament technique. The powders calcined at 1100 °C/3h in air show to be 100% except spinel phase composition with 0.02 doping. The micrographs show clusters of particles with sizes smaller than 1 μm in calcination temperature of 1100°C which agreed with the result of Rietveld refinement. In the compositions doped with Mn were higher values of magnetization (45.90 and 53.20 Am2/kg), which did not cause high microwave absorption. The theoretical calculation of magnetization (MT) was consistent with the results, considering that there was agreement between the increase of magnetization experimental and theoretical. It was observed that there was the interrelation of the final effect of absorption with the thickness of MARE, the composition of ferrimagnetic materials and in particular the specific values of frequency. The analysis shows that the reflectivity increases in the concentration of cobalt increased the frequency range and also for absorption 10.17 GHz and 84%, respectively. The best result of chemical homogeneity and the value of 2.96 x 10-2 tesla coercive field were crucial for high performance ferrite absorber with 0.1 cobalt. The Cobalt has high magnetocrystalline anisotropy, it is associated with an increased coercive field, Hc. Therefore, this property improves the results of reflectivity of spinel ferrites

Estimativa de ocorrência de precipitação em áreas agrícolas utilizando floresta de caminhos ótimos

As condições meteorológicas são determinantes para a produção agrícola; a precipitação, em particular, pode ser citada como a mais influente por sua relação direta com o balanço hídrico. Neste sentido, modelos agrometeorológicos, os quais se baseiam nas respostas das culturas às condições meteorológicas, vêm sendo cada vez mais utilizados para a estimativa de rendimentos agrícolas. Devido às dificuldades de obtenção de dados para abastecer tais modelos, métodos de estimativa de precipitação utilizando imagens dos canais espectrais dos satélites meteorológicos têm sido empregados para esta finalidade. O presente trabalho tem por objetivo utilizar o classificador de padrões floresta de caminhos ótimos para correlacionar informações disponíveis no canal espectral infravermelho do satélite meteorológico GOES-12 com a refletividade obtida pelo radar do IPMET/UNESP localizado no município de Bauru, visando o desenvolvimento de um modelo para a detecção de ocorrência de precipitação. Nos experimentos foram comparados quatro algoritmos de classificação: redes neurais artificiais (ANN), k-vizinhos mais próximos (k-NN), máquinas de vetores de suporte (SVM) e floresta de caminhos ótimos (OPF). Este último obteve melhor resultado, tanto em eficiência quanto em precisão.

Obtenção e caracterização de compósitos de borracha natural e polianilina com ferrita de bário

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Utilização da técnica VxIAT para a determinação de volumes de precipitação na área central do Estado de São Paulo

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Impacto do balanço hídrico em diferentes tipos de solos: comparação entre dados de radar-pluviômetro e análise de tendência da chuva em área agrícola

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE