Caracterização estrutural, térmica e óptica da liga semicondutora Ga2Se3 e da liga intermetálica CoxNb1-x amorfa produzidas por mechanical alloyiang

• Main Author: Souza, Sérgio Michielon de
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Florianópolis, SC 2012
• Subjects: Física; Ligas amorfas; Mechanical alloying
• Online Access: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/88867

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Física. === Made available in DSpace on 2012-10-22T14:28:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 237951.pdf: 4449107 bytes, checksum: cd5915d3c55cfdf7be35ef94a8022e25 (MD5) === Uma liga nanoestruturada Ga40Se60, foi produzida pela técnica Mechanical Alloying a partir de uma mistura de pós elementares Ga e Se. Depois de 5 horas de moagem foi observado a fase Ga40Se60 nanoestruturada já formada juntamente com uma fase amorfa minoritária. As propriedades estruturais, térmicas e ópticas da fase nanoestruturada Ga40Se60 foram investigadas por varias técnicas. A fase amorfa foi cristalizada para a possível fase Ga40Se60 após tratamento térmico em 723 K. Um novo padrão de difração foi medido para amostra tratada e sua interpretação foi feita pelo refinamento por método Rietveld. O processo de tratamento térmico promoveu melhora na determinação da difusividade térmica e também no valor do gap óptico. Os valores obtidos para a amostra tratada estão em acordo com aquelas reportadas na literatura. As ligas amorfas CoXNb1-X (X = 0,41 e 0,62) foram produzidas por Mechanical Alloying. A obtenção desses materiais amorfos ratificou cálculos baseados no modelo termodinâmico desenvolvido no Laboratório de Síntese e Caracterização de Materiais - LSCM da UFSC. Suas estruturas atômicas foram determinadas usando o método de Monte Carlo Reverso cujo dado de entrada para o método foi apenas um fator de estrutura total S(K), derivado de dados de difração de raios x medidos no Laboratório Nacional de Luz Sincrotron - LNLS. Os resultados alcançados mostraram que as ligas possuem estruturas atômicas com características semelhantes aquelas previstas pelo modelo aditivo de empilhamento aleatório de esferas rígidas (AHS) para misturas de Co e Nb, de mesma composição das ligas. As estruturas atômicas das ligas amorfas foram também foram comparadas com as estruturas cristalinas dos compostos CoNb, Co2Nb e Co3Nb. Para a liga amorfa Co41Nb59 observou-se que a estrutura amorfa possui alguma similaridade com a estrutura cristalina do composto CoNb. Foi também investigada a densificação da estrutura amorfa nas ligas amorfas CoXNb1-X (X = 0,25, 0,41 e 0,62) que foram produzidas por Mechanical alloying em função da concentração de cobalto. Foi observado que existe uma densificação máxima em torno da composição contento 41 at. % Co. Para valores superiores, a densidade diminui mais rapidamente do que para as ligas com concentrações de cobalto inferiores a 41 at. % Co. A nanostructured Ga40Se60 alloy was produced by Mechanical Alloying technique starting from blended Ga and Se powders. After 5 h of milling, the Ga40Se60 phase together with a minority amorphous phase was already observed. The structural, thermal and optics properties of Ga40Se60 phase were investigated by several techniques. The crystallization of the amorphous phase in a possible nanostructured Ga40Se60 alloy was reached by annealing the as-milled powder at 723 K. A new X-ray diffraction pattern was measured for annealed sample and its interpretation was made by refinement Rietveld method. The thermal diffusivity parameter and the optic gap energy for annealed sample were measured and the obtained values were compared with previous values measured for as-milled sample. The obtained values for the annealed sample are in agreement with those reported in the literature. The amorphous CoXNb1-X (X = 0.41 and 0.62) alloys were produced by Mechanical Alloying technique. Their productions by this technique were predicted through a Thermodynamic Approach developed by researchers from the LSCM. Their atomic structures were determined through Reverse Monte Carlo method using as input data their total structure factors S(K), which were derived from synchrotron x-ray diffraction data measured at the Laboratório Nacional de Luz Sincrotron - LNLS. The results have shown that the amorphous alloys have atomic structures with some characteristics to those predicted by the Additive Hard Spheres model (AHS) for Co and Nb mixtures containing the same nominal compositions of the amorphous alloys. In addition, the amorphous structures were also compared with the crystalline structures of CoNb, Co2Nb and Co3Nb compounds. It was observed that the Co41Nb59 amorphous structure has some similarities with that found for CoNb compound. We have also investigated the packing (densification) of amorphous structures present in the CoXNb1-X (X = 0.25, 0.41 and 0.62) alloys produced by Mechanical Alloying as a function of Co at. % . It was observed a maximum densification for a composition around of 41 at. % Co. For compositions containing Co concentration greater than this value, the density of the alloy seems to decrease rapidly, while for smaller concentration the reduction in the density seems to be more smoothly.