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In the absence of a single material that can meet all the requirements of the skeletal system, the research has the objective to produce and characterize composites with the combination of HA and PVDF and check the bioactivity thereof. Thus prepared composites were 20, 40, 60 and 80% HAp the composition sintered at 170°C and 190°C, which are defined as PVDF precursor melting temperatures. The result of the analysis by X-ray diffraction in the samples revealed that the PVDF showed peaks related phases and , the hydroxyapatite was characterized as biphasic (Ha) due to the presence of crystalline phases HAp and -TCP and composites showed peaks relating to Hap, -TCP is PVDF in phase . Vickers hardness in the analysis it was found that the increase in the sintering temperature also increased the hardness of composites, that generally had intermediate values the hardness of precursors. The density results obtained in the composites before immersion in SBF showed that the composite density with 40% HA in the 170°C sintered composition is very close to the density of human bone, and that in general the porosity of the composites increased with increasing hydroxyapatite in the composition, for both temperatures. The impulse excitation technique was observed that both the Young's modulus, the Poisson's ratio obtained by the composite at both temperatures had values equal to the bone, the same was not true for the shear moduli of the samples, which present value slightly higher than the value of human bone. After analyzed with these techniques, the samples were immersed in SBF for 7 days. Microstructural analyzes using the SEM indicated that the composite (60%PVDF-40%HA) showed significant nucleation of the apatite layer showing the bioactivity of the composite. Was performed axial compression test on the sample showed bioactivity and it was observed that the obtained result was greater than the axial compressive strength of bone. Thus it can be concluded that the composite (60% PVDF-40%HA) is a bioactive sintered at 170°C and displays the next physical properties of bone tissue, thus making it a biomaterial potential for bone implant Na falta de um único biomaterial que possa suprir todas as exigências do sistema ósseo, a pesquisa tem por objetivo geral produzir e caracterizar compósitos com a combinação de Ha e PVDF e verificar a bioatividade dos mesmos. Desse modo foram preparados compósitos com 20, 40, 60 e 80% de HA na composição sinterizados a 170ºC e 190ºC, que são definidas como temperaturas de fusão do precursor PVDF. O resultado das análises de difração de raios X nas amostras revelaram que o PVDF apresentou picos referentes as fases e , a hidroxiapatita foi caracterizada como bifásica (Ha) devido a presença das fases cristalinas HAp e -TCP e os compósitos apresentaram picos referentes a HAp, -TCP e do PVDF na fase . Na análise de microdureza Vickers foi constatado que o aumento na temperatura de sinterização aumentou também a dureza dos compósitos, que de forma geral apresentaram valores intermediários a dureza dos precursores. Os resultados de densidade realizados nos compósitos antes da imersão em SBF, mostraram que a densidade do compósito com 40% de HAna composição sinterizado a 170ºC é muito próxima à densidade do osso humano e que de forma geral a porosidade dos compósitos aumentaram com o aumento de hidroxiapatita na composição, para ambas as temperaturas. Na técnica de excitação por impulso foi observado que tanto o módulo de Young, quanto a razão de Poisson obtidos pelos compósitos em ambas as temperaturas apresentaram valores iguais aos do tecido ósseo, o mesmo não ocorreu para os módulos de cisalhamento das amostras, que apresentaram valor um pouco superior ao valor do osso humano. Após analisadas com essas técnicas, as amostras foram imersas em SBF por 7 dias. Análises microestruturais usando a MEV indicaram que no compósito com (40%HA-60%PVDF) houve a nucleação significativa de uma camada de apatita, evidenciando a bioatividade do compósito. Foi realizado o teste de compressão axial na amostra que apresentou bioatividade e observou-se que o resultado obtido foi superior a resistência de compressão axial do osso. Deste modo pode-se concluir que o compósito (40%HA-60%PVDF) sinterizado a 170ºC é bioativo e apresenta propriedades físicas próximas as do tecido ósseo, tornando-o assim um potencial biomaterial para implante ósseo xiii, 100 f

In this study we investigated the phase of sequence ND-(NC +ND)-NC foreseen in the phase diagram proposed by Quist to a mixture of sodium dodecyl sulphate (SDS), decanol (DeOH) heavy water (D2O). Furthermore, we addressed a direct transition between discotic ND and calamitic NC nematic phases, without the biaxial nematic phase NB; between them, it was also reported in the literature from the mixture of sodium decyl sulfate (NaDS); DeOH and D2O. We also show the existence of a biaxial phase NB unreported in the literature, in a line of the diagram proposed by Quist as in the diagram proposed by Saupe. Thus, we used experimental techniques: optical microscopy, polarized light, digital image processing and optical conoscopy. In another moment, we studied the transitions phase NC -NB -ND by refractive index measurements, optical birefringence and digital image processing. This phase sequence was characterized from the point of view linear optics, based on the refractive index data. Finally, from a uniaxial discotic nematic phase, we provoked a induction in a biaxial nematic phase by material ow and thermal expansion in two mixtures. This effect produced a micellar reorientation which producted images similar to those assigned conoscopics biaxial nematic phase, and compared the results with the phase NB reported in the literature Neste trabalho, investigamos a sequência de fases ND-(NC +ND)-NC, prevista no diagrama, proposto por Quist, para uma mistura de dodecíl sulfato de sódio (SDS), decanol (DeOH) e _agua pesada (D2O). Além disso, abordamos uma transição direta entre as fases nemáticas discótica (ND) e calamítica (NC), sem a fase nemática biaxial (NB); entre elas, foi reportada na literatura, para uma mistura de decíl sulfato de sódio (NaDS), DeOH e D2O. Ademais, mostramos a ocorrência de uma fase biaxial NB, não reportada na literatura, tanto na linha do diagrama, proposto por Quist, quanto no diagrama proposto por Saupe. Para tanto, utilizamos as técnicas experimentais: microscopia _optica de luz polarizada, processamento digital de imagens e conoscopia óptica. Em outro momento, estudamos as transições de fases NC - NB- ND, por meio de medidas de índices de refração birrefringência óptica e processamento digital de imagens. Esta sequência de fases foi caracterizada, do ponto vista da óptica linear, fundamentada nos dados de índices de refração. Por fim, a partir de uma fase nemática uniaxial discótica, provocamos a indução de uma fase nemática biaxial por fluxo de matéria e expansão térmica, em duas misturas. Esse efeito produziu uma reorientação micelar, que gerou imagens conoscópicas similares aquelas atribuídas _a fase nemática biaxial e, assim, comparamos os resultados com a fase NB, reportada na literatura 132 f

In this paper we investigated the influence of the manufacturing conditions and composition on the valence change of europium (Eu) and energy transfer in Erbium - Ytterbium (Er-Yb) co-doped calcium aluminosilicate glasses. Two series of samples with 2.5wt% of europium and different silica concentrations were prepared, in air and vacuum respectively. One co-doped 0,5wt%Er-5wt%Yb aluminosilicate samples serie was prepared in vacuum with different silica concentration. Luminescence, X-ray absorption (XANES) and Electron Paramagnetic Resonance (EPR) techniques were used to investigate europium doped samples. Besides, optical absorption spectroscopy, luminescence and fluorescence lifetime were carried out on Er-Yb co-doped system. The emission spectra of the europium doped samples prepared in vacuoum showed the coexistence of Eu2+ and Eu3+. We found an increase of the emission intensity attributed to Eu2+ and the displacement of the emission peak to shorter wavelengths with silica increasing. XANES and EPR results indicated that the ratio Eu2+/Eu3+ increase as silica is added to sample composition, which has been attributed to reduction of the non-bridging oxygens (NBO) in the glass. The EPR spectrum curves indicate change in Eu2+ symmetry and crystal field interaction intensity with amount of silica. The emission spectra of air europium prepared samples showed Eu3+ emissions. A broad absorption band around 350 nm assigned to Yb2+ was observed in the samples with higher amount of silica. The energy transfer efficiency process ytterbium to erbium increased about 20% as the amount of silica increase. The Luminescence and fluorescence lifetime results indicated that higher silica concentrations, above 35 wt%, there is a decrease of non-radiative multi-phonon relaxations suggesting energy trasnsfer back to Yb. Neste trabalho investigamos a influência das condições de preparo e da composição de vidros aluminosilicato de cálcio na formação de diferentes valências do európio (Eu) e na transferência de energia em vidros co-dopados com érbio e itérbio (Er-Yb). Duas séries de amostras com 2,5% em massa de Eu2O3 e diferentes concentrações de sílica foram preparadas, em ar e vácuo. Uma série de amostras com diferentes concentrações de sílica e 5%Yb2O3-0,5%Er2O3 foram preparadas em vácuo. As técnicas de luminescência, Absorção de Raios-X (XANES) e Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) foram utilizadas para a investigação das amostras com európio e absorção óptica, luminescência e tempo de vida para investigação das amostras co-dopadas Er-Yb. Os espectros de emissão das amostras com európio preparadas em vácuo apresentaram a coexistência de Eu2+ e Eu3+. Verificamos o aumento da intensidade da emissão atribuída ao Eu2+ bem como o deslocamento do pico de emissão para menores comprimentos de onda com o aumento da sílica. Os resultados de XANES e RPE mostraram o aumento na razão Eu2+/Eu3+ com aumento da sílica, o que foi atribuído à redução do número de oxigênios não ligados (NBO) no vidro. Alterações na forma do espectro de RPE indicam mudança na simetria e intensidade de interação do Eu2+ com o campo cristalino, sendo mais simétrico e mais intenso quanto menor a quantidade de sílica. Os espectros de emissão das amostras com európio preparadas em ar mostraram a predominância das emissões atribuídas ao Eu3+. Através da absorção óptica das amostras co-dopadas Er-Yb verificamos a presença de picos atribuídos a ambos os íons indicando a eficiência da co-dopagem. Com aumento da sílica observamos o surgimento de uma larga banda de absorção em torno de 350 nm atribuída ao Yb2+. A eficiência de transferência de energia do Itérbio para o Érbio apresentou aumento de cerca de 20% entre as amostras com menor e maior quantidade de sílica. Os resultados de luminescência e tempo de vida indicam que para concentrações de sílica maiores que 35% há uma diminuição das relaxações não radiativas por multifônons sugerindo a transferência de energia de volta para o Yb. 101 f

The study of crystalline multiferroic materials have great technological and academic interest due the relationship between ferroelectric and ferromagnetic properties. Among these materials, are highlighted the compounds with perovskite structures such as those BiFeO3 based. In this work ceramics with the nominal compositions (Bi1-xNdx)(Fe1-yCoy)O3 x = 0, x = 0.10, x = 0.20, y = 0, y = 0.02 e y = 0.04 were obtained by high-energy ball-milling, followed by the isostatic pressing shaping of ceramics and sintering in air atmosphere. Rapid sintering technique followed by fast cooling was also used. Through the X-ray diffraction was found that the compositions had a rhombohedral symmetry with R3c space group. Due to traces of undesired phases and relative densities around 92%, it was not possible to obtain good results in ferroelectric measurements. This was because these factors have contributed to increase the electrical conductivity of ceramics. Measurements of dielectric permittivity and loss tangent as a function of frequency and temperature showed that both factors decrease with decreasing temperature and increasing frequency. This is also related to the high conductivity of the samples. The resistivity as a function of time proved to be highly dependent on the samples' composition. Those cobalt only doped samples showed the higher resistivities. The magnetic hysteresis measurements showed that most of the samples holds an antiferromagnetic behavior. O estudo de materiais cristalinos multiferroicos é de grande interesse acadêmico e tecnológico devido a correlação entre as propriedades ferroelétricas e ferromagnéticas. Dentre estes materiais, destacam-se os compostos com estruturas do tipo perovskita tal como os baseados no BiFeO3. Neste trabalho foram processadas cerâmicas com as composições nominais de (Bi1-xNdx)(Fe1-yCoy)O3 x = 0, x = 0,10, x = 0,20, y = 0, y = 0,02 e y = 0,04, obtidas por moagem em altas energias, seguido pela conformação das cerâmicas por prensagem isostática e sinterização em atmosfera livre. Também foi utilizada a técnica de sinterização rápida seguida de choque térmico (resfriamento rápido). Através da difração de raios X concluiu-se que as composições possuíam uma simetria romboédrica com grupo espacial R3c. Devido a presença de traços de fases indesejadas e densidades relativas em torno de 92%, não foi possível se obter bons resultados nas medidas ferroelétricas. Isto por que estes fatores contribuíram para aumentar a condutividade elétrica das cerâmicas. Medidas de permissividade dielétrica e tangente de perda em função da frequência e da temperatura mostraram que ambos os fatores diminuem com a diminuição da temperatura e com o aumento da frequência. Isto também está relacionado com a alta condutividade das amostras. A resistividade elétrica em função do tempo demonstrou ser altamente dependente da composição das amostras. As dopagens apenas com cobalto mostram maior aumento da resistividade. As medidas de histerese magnética mostraram que a maioria das amostras possuem um comportamento antiferromagnético. xv, 82 f

It was investigated the effective thermal diffusivity behavior for biocompatible composites made of hydroxyapatite (HAp) and niobium pentoxide (Nb2O5) powders before, and after sinterization at 1000 °C. Then, it was studied the phase transitions for temperature variations in process of heating and cooling of a sample of gadolinium (Gd) and a sample of nickel-titanium (NiTi or Nitinol) through thermal diffusivity. For the magnetocaloric sample (Gd) it was detected the transition between ferromagnetic paramagnetic phases around a Curie temperature of TC = 18 °C, being a transition of second order (without latent heat). Also for the intermetallic alloy of NiTi it was possible to observe the structural transitions between martensite austenite phases (in this cases, a transition of first order related to a latent heat). The results for the thermal diffusivity of the Nitinol revealed the characteristic temperatures observed for the two phases, like the initial temperature (As = 50 °C) and final temperature (Af = 80 °C) for austenite phase transition, and the inicial temperature (Ms = 45 °C) and final temperature (Mf = 25°C) for martensite transformation. With thermal cycling it was clearly observed an absence of thermal hysteresis for the magnetocaloric sample. However the same doesn't occur with the NiTi alloy, which presents an hysteresis of about 5 °C between As and Ms. The values obtained for the thermal diffusivities, and the behaviors observed for the samples of Gd and NiTi agree nicely with the values and the patterns reported in the literature. Investigou-se o comportamento da difusividade térmica efetiva de compósitos biocompatíveis feitos de hidroxiapatita (HAp) e pentóxido de nióbio (Nb2O5) em pó antes e após a sinterização a 1000 °C. Em seguida estudou-se as transições de fase em função da temperatura em processos de aquecimento e resfriamento para uma amostra de gadolínio (Gd) e uma amostra de níquel-tintânio (NiTi ou Nitinol) via difusividade térmica. No caso da amostra magnetocalórica de Gd detectou-se a transição de fase ferromagnética paramagnética para a temperatura de Curie em torno de TC = 18 °C, tratando-se de uma transição de segunda ordem (não existe calor latente). Para a liga intermetálica de NiTi também foi possível observar a transição entre as fases estruturais martensita austenita (neste caso uma transição de primeira ordem envolvendo calor latente). Com a técnica fotoacústica determinou-se também as temperaturas características das transições da amostra Nitinol, como as temperaturas inicial (As = 50 °C) e final (Af = 80 °C) de transição para a fase austenita, bem como as temperaturas inicial (Ms = 45 °C) e final (Mf = 25°C) para a fase martensita. Com a ciclagem térmica observou-se claramente a ausência de histerese térmica para a amostra magnetocalórica de Gd. No entanto, o mesmo não ocorre para a liga de NiTi, a qual apresenta histerese térmica da ordem de 5 °C entre as temperaturas As e Ms. Os valores obtidos para as difusividades térmicas, e os comportamentos observados para as amostras de Gd e NiTi concordam satisfatoriamente com os valores e tendências apresentados na literatura. 103 f

The (1-x)BiFeO3(x)PbTIO3 system is classified as a multiferroic system, whose present magnetic and electric ordering. Furthermore, it possesses a morphotropic phase boundary that makes it a very attractive system for practical applications, since compositions at the morphotropic phase boundary can present enhanced physical properties. In this work, ceramic samples of the (1-x)BiFeO3(x)PbTiO3 system were synthesized by high-energy ball milling and conventional sintering, focusing their electrical, magnetic and structural characterization. The structural characterizations revealed that the morphotropic phase boundary was extended, from x = 0.29 to 0.40, as a function of the samples preparation protocol. In the morphotropic phase boundary region we identified the coexistence of perovskite phases with R3c and P4mm space groups. The whole set of dielectric, differential thermal analyses, ferroelectric and magnetic characterization data were dose to those reported in the literature, revealing the multiferroic nature of the ali studied samples. These samples presented high ferroeíectric and antiferromagnetic phase transition temperatures, and typical ferroelectric and magnetic hysteresis curves, which revealed their ferroelectric and weak-ferromagnetic character. A new phase diagram for the (1-x)BiFeO3(x)PbTiO3 system, which contam ferroelectric, magnetic and structural information about sampies in the morphotropic phase boundary, was constructed and proposed by using the whole set of the obtained results. O sistema (1-x)BiFeO3(x)PbTiO3 é classificado como um sistema multiferróico por apresentar ordenamentos elétrico e magnético. Além disso, ele possui um contorno de fases morfotrópíco que o torna um material extremamente atraente para aplicações práticas, já que composições na região do contorno podem apresentar propriedades físicas intensificadas em relação às demais. Neste trabalho, amostras cerâmicas do sistema (1 -x)BiFeO3(x)PbTiO3, com valores de x variando de 0,2 a 0,45, foram processadas por moagem em altas energias e submetidas à sinterização convencional, com o objetivo de realizar caracterizações elétrica, magnética e estrutural em cerâmicas desse sistema. As análises estruturais revelaram que o contorno de fases morfotrópico foi estendido para composições de x = 0,29 a x = 0,40, em função da técnica de preparação de amostras. Na região do contorno verificamos a coexistência de fases com estrutura perovskita e grupo espacial R3c e P4mm. Os dados obtidos das caracterizações dielétrica, por análise térmica diferencial, ferroelétrica e magnética foram condizentes com àqueles apresentados na literatura, e revelaram a natureza multiferróica de todas as amostras estudadas. Essas amostras apresentaram temperaturas de transição de fase ferroelétrica e antiferromagnética bem acima da temperatura ambiente, e típicas curvas de histerese ferroelétrica e magnética, que revelaram seu caráter ferroelétrico e ferromagnético-fraco. O conjunto de resultados obtidos nos proporcionou construir e propor um novo diagrama de fases contendo informações ferroelétricas, magnéticos e estruturais para amostras cerâmicas do sistema (1-x)BiFeO3(x)PbTiO3 da região do contorno de fases morfotrópico desse sistema. xi, 68 f