Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.unifal-mg.edu.br/handle/123456789/2646

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Navegando Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais por Orientador(a) "Poirier, Gael Yves"

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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Desenvolvimento de materiais luminescentes para conversão de energia solar
    (2025-02-14) Langer, Yago Campos de Lima; Poirier, Gael Yves; Pereira, Camila; Vivas, Marcelo Gonçalves
    Esse trabalho teve por meta desenvolver novos materiais amorfos transparentes que possam ser utilizados para revestimento de células solares para conversão de luz ultravioleta em luz visível, visando aumento de eficiência de conversão. Para conversão da radiação UV em visível, foram desenvolvidos pontos quânticos (PQ) de CdS puros e dopados. Esses PQs foram caracterizados quanto às propriedades ópticas e morfológicas. Como suporte transparente e de baixo custo para esses PQs, foi investigada a formação de coacervatos a partir de polifosfato de sódio (NaPO3) e cátions metálicos. O objetivo principal foi desenvolver materiais com propriedades ópticas ajustáveis para aplicações em dispositivos fotovoltaicos e luminescentes. A metodologia envolveu a preparação de coacervatos utilizando diferentes cátions (Zn2+, Mg2+, Al3+) e dois precursores de NaPO3, seguido pela caracterização desses coacervatos e das nanopartículas de CdS puro e dopados sintetizados. Os resultados mostram que o AlCl3 é o cátion mais eficaz para formar coacervatos transparentes e sólidos, especialmente quando combinado com NaPO3 sintetizado a partir de NaH2PO4 fundido a 800°C. Além disso, a espectroscopia de absorção Uv-vis e a espectroscopia de luminescência revelam que os pontos quânticos de CdS apresentam deslocamentos significativos na banda de absorção e emissão, confirmando o efeito de confinamento quântico. A viabilidade dos coacervatos de AlCl3 como matrizes para a dispersão de nanopartículas luminescentes que possam converter a radiação UV em luz visível está sendo verificada, além da necessidade de otimização dos métodos de secagem para evitar a cristalização dos coacervatos.
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    ItemAcesso aberto (Open Access)
    Estudo das propriedades mecânicas e químicas de vidros fosfatos com adição de óxido de nióbio
    (Universidade Federal de Alfenas, 2022-08-09) Silva, Roni Alisson; Poirier, Gael Yves; Ramos, Alfeu Saraiva; Serbena, Francisco Carlos
    Neste trabalho foram sintetizados vidros fosfatos com adição de óxido de nióbio no sistema binário (100-x)KPO3-xNb2O5 em que x variou de 20% a 50% em mol e a partir do vidro precursor na composição de 50KPO3-50Nb2O5, foi obtida uma vitrocerâmica transparente por tratamento térmico. Os vidros foram preparados pelo método tradicional de fusão/choque térmico. Estudos anteriores do grupo de pesquisa em vidros e vitrocerâmicas da Universidade Federal de Alfenas-UNIFAL apontam esse sistema vítreo como promissor para aplicações em óptica e fotônica, tendo em vista seu baixo custo e interesse estratégico do nióbio no cenário nacional. A fim de caracterizar as amostras obtidas foram realizados ensaios de análise térmica para determinar as temperaturas características de cada composição, sendo observado o aumento da temperatura de transição vítrea com o acréscimo do óxido de nióbio. Ensaios de estabilidade química em meios ácidos, neutros e básicos mostraram que a adição de Nb2O5 aumenta significativamente a resistência química dessas composições vítreas. Medidas de espectroscopia Raman e RMN do 31P permitiram identificar as variações estruturais em função do teor de Nb2O5 e estado de cristalinidade responsável das propriedades térmicas e químicas observadas. Em particular, as investigações estruturais apontam que as unidades NbO6 são inseridas nas cadeias fosfatos, aumentando a conectividade da rede vítrea. Para maiores teores de Nb2O5, são formados agregados tridimensionais de unidades NbO6 entre as cadeias mistas de fosfato de nióbio, os quais agem como núcleos de cristalização para precipitação de fases niobatos. Foi ainda identificado um aumento nos valores de densidade, índice de refração e densidade de empacotamento atômico para maiores teores de Nb2O5. A investigação das propriedades mecânicas mostrou que a incorporação de Nb2O5 de 20% para 50% modifica drasticamente o comportamento mecânico dos vidros com aumento significativo do módulo de elasticidade, tenacidade à fratura por indentação, dureza por nanoindentação e dureza Vickers. No caso da vitrocerâmica transparente obtida a partir da composição vítrea 50KPO3-50Nb2O5, ensaios de microscopia eletrônica de varredura identificaram a formação de cristais em escala nanométrica no diâmetro médio de 66±14 nm, enquanto os resultados de difração de raios-x permitiram identificar a presença de Nb2O5 cristalino e outra fase não identificada na amostra tratada por 12h a 771ºC. Os resultados obtidos representam uma contribuição aos estudos de vidros e vitrocerâmicas a base de fosfato de nióbio.