Browsing by Author "Pais, Rafael Witter Dias"

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    Absence of ferromagnetic order in high quality bulk Co-doped ZnO samples.
    (2010) Carvalho, Hugo Bonette de; Godoy, Marcio Peron Franco de; Pais, Rafael Witter Dias; Mir, Mirta; Zevallos, Ângela Maria Ortiz de; Iikawa, Fernando; Brasil, Maria José Santos Pompeu; Chitta, Valmir Antônio; Ferraz, Wilmar Barbosa; Boselli, Marco Aurélio; Sabioni, Antônio Claret Soares
    Bulk Zn1−xCoxO samples were synthesized via standard solid-state reaction route with different Co molar concentrations up to 21%. A detailed microstructural analysis was carried out to investigate alternative sources of ferromagnetism, such as secondary phases and nanocrystals embedded in the bulk material. Conjugating different techniques we confirmed the Zn replacement by Co ions in the wurtzite ZnO structure, which retains, however, a high crystalline quality. No segregated secondary phases neither Co-rich nanocrystals were detected. Superconducting quantum interference device magnetometry demonstrates a paramagnetic Curie–Weiss behavior with antiferromagnetic interactions. We discuss the observed room temperature paramagnetism of our samples considering the current models for the magnetic properties of diluted magnetic semiconductors.
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    Estudo da viabilidade de utilização de lama de aciaria como matéria prima para produção de materiais magnéticos.
    (Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto., 2010) Pais, Rafael Witter Dias; Sabioni, Antônio Claret Soares
    A lama de aciaria é um rejeito sólido de complexa composição química e difícil disposição final. A busca por um via ambientalmente correta para a reciclagem deste rejeito tem motivado o desenvolvimento de diversos trabalhos. O presente estudo está inserido neste contexto e tem como objetivo, avaliar a viabilidade de utilização da lama de aciaria como matéria-prima para fabricação de materiais magnéticos. A fração fina da lama (< 45 m) e microesferas extraídas da fração grossa (> 45 m) foram tratadas com solução de HCl (10 % v/v). Os rejeitos tratados e não tratados foram submetidos a prensagem uniaxial a 250 MPa e tratamento térmico a 900 por 1 hora em ar para avaliar o comportamento magnético do rejeito quando submetido a compactação e tratamento térmico. A caracterização química e o estudo da estrutura dos pós foram realizados por espectrofotometria de emissão atômica com fonte plasma (OES-ICP) e difratometria de raios X (DRX), respectivamente. A morfologia dos pós e a microestrutura dos compactos foram examinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). A caracterização magnética foi realizada empregando um magnetômetro de amostra vibrante (MAV). As propriedades magnéticas dos rejeitos foram avaliadas comparativamente com pó de ferro de alta pureza (99,98%) e a matéria-prima comercial Somaloy® 700 1P. As análise OES-ICP mostraram que a lama fina de aciaria é composta por uma complexa composição química com a presença majoritária do elemento ferro seguido pelo elemento cálcio. As fases majoritárias detectas na lama fina foram : ferro no estado metálico; wustita (FeO) ; magnetita (Fe3O4) e calcita (CaCO3). De acordo com as análises MEV-EDS, as microesferas são constituidas majoritariamente por núcleos de ferro no estado metálico encapsulados tanto por camadas de oxidação quanto por aglomerados de complexa composição química. Nas condições empregadas neste trabalhos, os compactos apresentaram campo coercivo classificados em uma faixa intermediária entre materiais magnético duros e macios. O estudo comparativo entre as propriedades magnéticas dos pós de rejeitos, ferro de alta pureza e da matéria-prima Somaloy® mostrou que a lama fina é, em função da complexa composição química, inadequada para a utilização como matéria-prima para a produção de materiais magnéticos. As microsferas tratadas com HCl, por outro lado, apresenta resultados satisfatórios e surgem como uma possibilidade na substituição parcial de matérias-primas comerciais que utilizam pós de ferro com tamanho de partícula semelhante ao da microesfera.
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    Oxygen diffusion in Bi2O3-doped ZnO.
    (2008) Sabioni, Antônio Claret Soares; Daniel, Antônio Márcio J. Mucci; Ferraz, Wilmar Barbosa; Pais, Rafael Witter Dias; Huntz, Anne Marie; Jomard, François
    In order to clarify the influence of Bi-doping on oxygen diffusion in ZnO, the bulk and grain boundary oxygen diffusion coefficients were measured in Bi2O3-doped ZnO polycrystals by means of the gas-solid exchange method using the isotope 18O as the oxygen tracer. The experiments were performed on ZnO sintered samples containing 0.1, 0.3 and 0.5 mol% Bi2O3. The diffusion annealings were performed at 942, 1000 and 1092 °C, in an Ar+18O2 atmosphere under an oxygen partial pressure of 0.2 atm. After the diffusion annealings, the 18O diffusion profiles were established by secondary ion mass spectrometry (SIMS). The results show an increase in the oxygen diffusion in the Bi2O3-doped ZnO, when compared to the oxygen diffusion in the undoped ZnO polycrystal under the same experimental conditions, both in bulk and in grain-boundaries. Moreover, it was observed that the higher the Bi2O3 concentration, the higher the oxygen diffusion. These results suggest that the incorporation of Bi2O3 increases the interstitial oxygen concentration which agrees with an interstitial diffusion mechanism both in bulk and in grain-boundaries.