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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Nanofibras de carbono verticalmente alinhadas: estudo do crescimento por microscopia eletrônica de transmissão
Authors: Daniel Bretas Roa
First Advisor: Rodrigo Gribel Lacerda
First Referee: Karla Balzuweit
Second Referee: Mauricio Veloso Brant Pinheiro
Abstract: O presente trabalho trata do estudo do crescimento de Nanofibras de Carbono - CNFs - verticalmente alinhadas crescidas por Deposição Química na Fase Vapor Assistida por Plasma - PECVD. Para tal, é necessário um estudo detalhado da partícula catalisadora e a utilização da Microscopia Eletrônica de Transmissão - TEM - é fundamental para este conhecimento. As principais técnicas analíticas associadas à TEM utilizadas foram: formação de Imagens por Campo Claro e Escuro; Difração de Elétrons de Área Selecionada - SAD; Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução - HRTEM. Como técnicas auxiliares: Microscopia Eletrônica de Varredura - SEM; Espectroscopia Mössbauer; Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X - EDS. Um conjunto de séries de deposições otimizando os parâmetros do crescimento das CNFs utilizando Ni como catalisador é apresentado de forma a complementar a compreensão do crescimento. Foi possível caracterizar a estrutura critalina da CNF como do tipo "esqueleto de peixe". A partícula proveniente de um filme catalisador de Fe é o foco das análises por TEM. Nos casos observados, a partícula tem fórmula química Fe3C e estrutura cristalina do tipo ortorrômbica. Essa costuma ser constituída de um grande monocristal que parece obedecer uma orientação cristalográfica preferencial em relação à fibra. Há indícios de que a folha grafítica surja em facetas particulares expostas pela partícula. A Espectroscopia Mössbauer ratifica a estrutura encontrada e mostra pequena quantidade de uma segunda fase de Ferro, Austenita - -Fe, que pode estar em partículas não encontradas por TEM. Por fim, o EDS mostra a composição química em vários pontos da partícula e alguns elementos, Si e O, parecem envolvê-la. As informações obtidas fornecem fatos que sugerem um possível mecanismo de crescimento apresentado ao final da dissertação.
Abstract: This work is about the growth of vertically aligned Carbon Nanofibers -CNFs - grown by Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition - PECVD. Being so, a detailed study of catalyst particle is necessary and Transmission Electron Microscopy - TEM - is fundamental for this knowledge. Some analytical techniques associated to TEM were used: Bright and Dark Field Images; Selected Area Electron Diffraction - SAD; High Resolution Transmission Electron Microscopy - HRTEM. Additional techniques were also performed: Scanning Electron Microscopy - SEM; Mössbauer Spectroscopy; Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy - EDS. Series of depositions optimizing the parameters of CNFs growth using Ni as catalyst are presented for further understanding. It was possible to characterize the crystalline structure of CNF as herringbone type. Particles derived from a catalyst film of Fe is the focus of our analysis by TEM. The particles studied have chemical composition Fe3C and orthorhombic crystal system. They usually consist on a single crystal obeying a orientation that it seems to have crystallographic relations with the fiber axis. There is evidence that the graphitic sheet arises in particular facets exposed by the particle. Mössbauer Spectroscopy ratifiesthe proposed structure and also shows a small amount of other Iron0sphase, Austenite - -Fe, whose particles were not found on TEM. Finally,EDS showed the chemical composition in a few points of the particle andsome elements, Si and O, seem to involve it. The information obtained provides facts suggesting a possible growth mechanism presented at the end of dissertation.
Subject: Nanofibras de carbono
Microscopia Eletrônica de Varredura
Deposição Química na Fase Vapor Assistida por Plasma
Física
Microscopia Eletrônica de Transmissão
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/IACO-7M8QBA
Issue Date: 22-Aug-2008
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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