Laboratórios

Nos últimos anos, houve uma substancial melhoria na infraestrutura dos laboratórios do PPGFIS, devido à disponibilidade de novos recursos de projetos de médio e grande porte, que os Pesquisadores do PPGFIS conseguiram juntos as diferentes agências de fomento.
Foram implantadas várias técnicas experimentais de caracterização de materiais, dentre as quais destacamos:
(i) Um microscópico de força atômica (instalado 2007), com módulos de força magnética (MFM), força elétrica (EFM), força lateral, modos de contato e dinâmicos, etc.;
(ii) Dois microscópicos eletrônicos de varredura, com possibilidades de medidas de EDS e com resolução da ordem de 30 nanômetros;
(iii) Um sistema PPMS (Physical Properties Measurement Systems), que possibilita medidas de magnetização DC, susceptibilidade magnética AC (10-1000 Hz), magnetorresistência AC com rotação de 360 graus da amostra em relação à direção do campo magnético aplicado e calor específico; tudo isso em um intervalo de temperatura de 2-400 K e em campos de até 7 T. Este sistema possui criostato tipo evercool com circuito fechado e com operação contínua (instalado 2008);
(iv) Um sistema de susceptibilidade AC sob altas pressões hidrostáticas (6 GPa);
(v) Quatro espectrômetros Mössbauer, que possibilitam medidas num intervalo de temperatura de 10-1000 K;
(vi) Um sistema integrado de análise térmica, DTA, TGA, DSC;
(vii) Um sistema de clusters (9 PC´s de última geração) e quatro estações de trabalho com processadores duplo de 16 GB, para cálculos de estrutura atômica e molecular (estas estações foram montadas no final de 2008);
(viii) Equipamentos que possibilitam análise de área superficial para materiais porosos;
(ix) Um sistema Sputtering Orion 8 (8 alvos em confocal) para preparação de filmes finos metálicos e cerâmicos (instalado no final de 2009);
(x) Um difratômetro Rigaku, com possibilidades de medidas em ângulos razantes e com módulo CBO (instalado em 2009).
Os grupos de pesquisa do PPGFIS ainda dispõem atualmente de facilidades computacionais e materiais bibliográficos razoáveis para o desenvolvimento de suas pesquisas.

Destacamos abaixo os principais laboratórios de pesquisa do PPGFIS:

1) LEMAG - Laboratório de Espectroscopia Mössbauer e Magnetometria (Instalado em 1992)

Este laboratório possui uma área de 130m2, onde estão instalados equipamentos para preparação e a caracterização de materiais magnéticos volumétricos (massivos) e nanoscópicos, compostos inorgânicos sintéticos e minerais à base de ferro. Seus principais equipamentos são:
a) Quatro (4) espectrômetros Mössbauer completos, sendo três (3) operando na geometria de transmissão e um (1) na de emissão (CEMS- Conversion Electron Mössbauer Spectroscopy). Recentemente, foram adquiridas fontes radiativas de 57Co:Rh (espectroscopia do 57Fe), sendo três (3) com intensidades de 50 mCi cada (2,2 Bcq). As medidas no modo de transmissão são realizadas em um amplo intervalo de temperatura (10-1000 K); entre 10-300 K as medidas são realizadas em dois (2) refrigeradores de hélio de ciclo fechado, das marcas APD/Cryogenics e Janis, enquanto que as medidas entre 300-1000 K são obtidas em um (1) forno a alto vácuo (Mössbauer IN-SITU) da marca Austin. Esse sistema foi melhorado pela equipe do LEMAG (mudança no processo de aquecimento, vácuo/alimentação com gás);
b) Um sistema de medidas de propriedades físicas (PPMS) da Quantum Design, com temperaturas de 1,8-1000 K e campos magnéticos de até 9 T. Os módulos de medidas são de magnetização DC (por extração e por VSM), susceptibilidade AC (10 kHz), calor específico e resistividade elétrica AC. O módulo VSM particularmente é usado para medidas até 1000 K, enquanto as demais técnicas a temperatura máxima é de 400 K;
c) Um (1) microscópio de Força Atômica, com módulos MFM (Magnetic Force Microscope), EFM (Electric Force Microscope), modos de contato e dinâmico, etc;
d) Um (1) microscópio eletrônico de varredura marca Shimadzu, com resolução de 30 nm;
e) Um (1) refrigerador ciclo fechado de hélio, onde temos instaladas as técnicas de resistividade e susceptibilidade AC, que propicia medidas entre 12 a 300 K (sistemas/técnicas de medidas instaladas com partes desenvolvidas pelos Pesquisadores do LEMAG);
f) Um (1) difratômetro de raios-X marca RIGAKU (com módulo CBO e medidas de filmes finos);
g) Uma (1) balança magnética de Faraday, equipada com criostato para temperatura variável entre 300 e 1100 K e campos magnéticos aplicado com valores entre 0 e 0,6 T;
h) Um (1) forno a arco voltáico, onde é possível a fusão de materiais a temperaturas inferiores a 3000 ºC, sob atmosfera de gás inerte (argônio);
i) Fornos tubulares resistivos, com temperatura controlada, para tratamento térmico a temperaturas de até 1100 ºC;
j) Moinhos para preparação de nanoestruturas por mecanossíntese. São no total três (3) moinhos das marcas Larmaan (dois viais), Renaurd (vial de grande volume para simular processos industriais) e SPEX8000 (1 vial). As câmeras de moagens (viais) são feita em aço endurecido e tampa de mesmo material com anel de vedação para impedir entrada e saída de gás, quando fechada;
k) Sistema Sputtering para preparação de filmes finos da empresa AJA, modelo Orion HV8, com oito alvos que podem operar em codeposição de materiais metálicos (magnéticos ou não) e também de materiais cerâmicos.
l) Sistema de análise térmica Shimadzu( DSC e TGA) para medidas entre 77 e 1000 K;
m) Sistema RF (marca Ambrell) de medidas térmicas para estudo de calor de absorção por nanopartículas magnéticas (estudo de hipertermia);
n) Vinte e oito (28) computadores, sendo doze (12) para Alunos de graduação, mestrado e doutorado do grupo e os demais controlando equipamentos;
o) Dois (2) sistemas modulares de bombeamento, que atingem ultra-alto-vácuo (<<10-6 Torr).

2) LMC - Laboratório de Materias Carbonosos e Cerâmicos (Instalado em 1992)

Tem uma área de 130 m2, onde possui:
a) Fornos para preparação de amostras em temperaturas de até 1700 ºC;
b) Sistemas de muflas, fornos tubulares para tratamento de até 1000 ºC;
c) Equipamentos para medida do poder calorífico;
d) Sistema Autosorb para análises de propriedades textunares, incluindo área superficial específica, volume e distribuição de poros;
e) Sistema de análise térmica: calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG);
f) Microscópios cristalográficos com acessórios para preparação de amostra para medidas de microscopia óptica e eletrônica;
g) Susceptômetro AC de 77 a 370 K e resistividade elérica AC de 77 a 370 K a quatro pontas.

3) LPT - Laboratório de Plasma Térmico (Instalado em 2003)

Ocupando uma área de 250 m2 e ligado ao LMC através de Pesquisadores e infraestrutura, este laboratório desenvolve tochas de plasma e suas aplicações, atualmente na pirólise de gás natural com a produção de hidrogênio e negro de fumo. Essa linha de pesquisa foi iniciada no Departamento de Física da UFES em dezembro de 1998 e teve sua infraestrutura expandida em 2003, com recursos do CTPETRO e PETROBRAS. O LPT conta com três salas para testes com plasmas (capacidade instalada de 300 kW) com os seguintes equipamentos:
a) Espectrômetros de massa e ótico com CCD;
b) Análise elementar de Carbono, Hidrogênio, Enxofre e Oxigênio (CHSO);
c) Microscópios eletrônicos de varredura: Shimadzu com EDS, JEOL 50 e 35;
d) Difratômetro de RX da Shimadzu;
e) Cameras térmicas infravermelho com leitura de -20 a 1200 oC;
f) Gerador de ozônio, usado em processos de oxigenação de supercondutores;
g) Reômetro anton-Pan;
h) Cluster composto de nove máquinas i7, 216 Gb de memória RAM, usando o ANSYS Products, para simulação de fluidodinâmica computacional de plasmas e fluidos em geral;
i) Tochas de plasmas com arco não transferido até 80 kW, trabalhando com ar, nitrogênio, argônio, dióxido de carbono e hidrogênio;
j) Geradores de plasmas intermediários, arco deslizante, tornado e disco;
k) Plasma spray.

4) PRESLAB - Laboratório de Altas Pressões (Instalado em 2005)

Possuindo um espaço de 83m2, este laboratório conta especificamente com:
a) Um (1) susceptômetro AC para trabalhar em faixas de temperatura de 10 até 400 K e com pressões hidrostáticas de 0,5 até 6 GPa. Sistema de banho de nitrogênio líquido que propicia temperatura entre 70 e 300 K. Para medidas em temperaturas superiores, é usado um forno construído pelos Pesquisadores do grupo;
b) Um (1) Difratômetro Rigaku, doado pela Vale, com possibilidades de medidas de altas pressões;
c) um sistema de Laser Ablation, para deposição de cerâmicas supercondutoras.

5) LQQC – Laboratório de Química Quântica Computacional (Instalado em 2005/Ampliado em 2012)

Tem uma área de aproximadamente 35 m2, dividida em duas (2) salas. É utilizado para desenvolvimento de conjuntos de bases de funções Gaussianas e para cálculo teórico de propriedades físicas e químicas relacionadas à estrutura eletrônica de sistemas atômicos e moleculares, através de métodos ab initio e DFT não relativísticos e relativísticos. Possui atualmente os seguintes equipamentos :
a) Um (1) cluster composto por 8 estações de trabalho, cada uma com 2 processadores Xeon de seis (6) núcleos, 48 Gb de RAM e ~ 1,3 Tb de capacidade de armazenamento (ainda em fase de instalação);
b) Quatro (4) estações de trabalho individuais, cada uma com 2 processadores Xeon de quatro (4) núcleos, 16 Gb de RAM e ~ 300 Gb de capacidade de armazenamento;
c) Um (1) cluster mais antigo composto por 8 PCs (Athlon 2200 – com 1Gb de RAM);
d) Dois (2) PCs (um i5 e um i7);
e) Dois (2) No-Breaks senoidais de 10 KVA cada.
Sistema composto por no-break e módulo de baterias de proteção contra falhas elétricas.

6) Oficinas de Apoio (Instalado em 1990)

Oficina Mecânica: montada em área de 50 m2, conta com maquinário para trabalhos "leves": três (3) tornos mecânicos, uma (1) fresadora ferramenteira, solda elétrica e de oxigênio-acetileno, esmeril, trabalhos de vidraria, serras, furadeiras de bancada, dobradeiras de chapa, etc.
- Carpintaria: Montada em área de 25 m2 possui maquinário elétrico constituído por serras, furadeiras, plainas, e etc.

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