A condutividade elétrica intrínseca e a baixa massa específica são propriedades que tornam os polímeros condutores aditivos atraentes no desenvolvimento de materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE). Na classe dos polímeros condutores, a polianilina (PAni) se destaca pelo fato de sua produção não requerer condições especiais e o custo médio dos reagentes ser baixo. No entanto, a disponibilidade comercial deste polímero, com propriedades definidas, ainda é insuficiente para atender aplicações com grandes demandas. Assim, este trabalho tem como objetivo o estudo da obtenção em escala piloto da PAni, com a máxima repetibilidade suas características físico-químicas, em apoio ao processamento de MARE com matriz de silicone. Resultados de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e difração de raios X mostram o sucesso da rota de síntese utilizada na escala piloto, com a obtenção de amostras de polímeros com características semelhantes. Dados de condutividade elétrica de diferentes lotes de PAni apresentam a mesma ordem de grandeza (3,96 a 5,63 x 10-3 S.cm-1), sendo que as variações dessa grandeza são atribuídas às mudanças não intencionais da temperatura do meio reacional (-3C a 5C). Amostras de MARE obtidas com matriz de silicone e os polímeros sintetizados em escala piloto mostram excelentes resultados de atenuação da radiação incidente (>99,9%). Variações na máxima atenuação com a frequência estão atreladas com as diferentes espessuras das amostras de MARE processadas, como esperado.

Submitted by Rafa Dutra (raafadutra@gmail.com) on 2017-07-21T16:09:43Z No. of bitstreams: 1 37- Jos? Gilberto Sobreira Gomes - M?DULOS ABSORVEDORES DE BAIXO CUSTO PARA APLICA??ES EM AMBIENTES DE LABORAT?RIOS DE MICRO-ONDAS.pdf: 2503639 bytes, checksum: b446b147c1a67a625d3ef025d773ae51 (MD5) / Approved for entry into archive by Alex Sandro R?go (alex@ifpb.edu.br) on 2018-04-05T19:21:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 37- Jos? Gilberto Sobreira Gomes - M?DULOS ABSORVEDORES DE BAIXO CUSTO PARA APLICA??ES EM AMBIENTES DE LABORAT?RIOS DE MICRO-ONDAS.pdf: 2503639 bytes, checksum: b446b147c1a67a625d3ef025d773ae51 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-05T19:21:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 37- Jos? Gilberto Sobreira Gomes - M?DULOS ABSORVEDORES DE BAIXO CUSTO PARA APLICA??ES EM AMBIENTES DE LABORAT?RIOS DE MICRO-ONDAS.pdf: 2503639 bytes, checksum: b446b147c1a67a625d3ef025d773ae51 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-21 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a caracteriza??o de um m?dulo absorvedor de radia??o eletromagn?tica de baixo custo para ser utilizado em medi??es nos ambientes dos laborat?rios de micro-ondas, que ? um espa?o, muitas vezes, sujeito a interfer?ncias eletromagn?ticas. Para constru??o do m?dulo absorvedor de baixo custo s?o analisados materiais acess?veis no comercio como, PVC, isopor, cola branca, e grafite em p?. Com estes materiais, construiu-se elementos absorvedores onde utlizou-se o grafite em p? como o n?cleo. A efici?ncia do elemento absorvedor, utilizado no painel, foi medida atrav?s da t?cnica da Se??o Transversal de Radar (RCS). A rela??o entre a perda de reflex?o (dB) e a porcentagem da absor??o do sinal de radia??o foi obtida via medidas de refletividade, utilizando o m?todo do Arco (RNL). Este m?todo ? considerado de f?cil manuseio por permitir o ensaio com elementos absorvedores de diversos materiais com diversos tamanhos e geometrias. Observou-se que a o painel absorvedor constru?do produziu uma atenua??o superior a 25 dB para algumas frequ?ncias e que os ?ngulos de incid?ncia mais rasantes produziram uma maior varia??o na atenua??o resultante. De forma geral, o painel absorvedor produziu uma atenua??o sempre maior que 10 dB, chegando a 25 dB em algumas faixas espec?ficas de frequ?ncia.

Submitted by Programa de P?s-Gradua??o Engenharia El?trica (ppgee@ifpb.edu.br) on 2018-04-06T17:26:12Z No. of bitstreams: 1 37- Jos? Gilberto Sobreira Gomes - M?DULOS ABSORVEDORES DE BAIXO CUSTO PARA APLICA??ES EM AMBIENTES DE LABORAT?RIOS DE MICRO-ONDAS.pdf: 2503639 bytes, checksum: b446b147c1a67a625d3ef025d773ae51 (MD5) / Approved for entry into archive by Alex Sandro R?go (alex@ifpb.edu.br) on 2018-04-09T13:17:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 37- Jos? Gilberto Sobreira Gomes - M?DULOS ABSORVEDORES DE BAIXO CUSTO PARA APLICA??ES EM AMBIENTES DE LABORAT?RIOS DE MICRO-ONDAS.pdf: 2503639 bytes, checksum: b446b147c1a67a625d3ef025d773ae51 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-09T13:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 37- Jos? Gilberto Sobreira Gomes - M?DULOS ABSORVEDORES DE BAIXO CUSTO PARA APLICA??ES EM AMBIENTES DE LABORAT?RIOS DE MICRO-ONDAS.pdf: 2503639 bytes, checksum: b446b147c1a67a625d3ef025d773ae51 (MD5) Previous issue date: 2017-07-13 / Este trabalho apresenta o desenvolvimento e a caracteriza??o de um m?dulo absorvedor de radia??o eletromagn?tica de baixo custo para ser utilizado em medi??es nos ambientes dos laborat?rios de micro-ondas, que ? um espa?o, muitas vezes, sujeito a interfer?ncias eletromagn?ticas. Para constru??o do m?dulo absorvedor de baixo custo s?o analisados materiais acess?veis no comercio como, PVC, isopor, cola branca, e grafite em p?. Com estes materiais, construiu-se elementos absorvedores onde utlizou-se o grafite em p? como o n?cleo. A efici?ncia do elemento absorvedor, utilizado no painel, foi medida atrav?s da t?cnica da Se??o Transversal de Radar (RCS). A rela??o entre a perda de reflex?o (dB) e a porcentagem da absor??o do sinal de radia??o foi obtida via medidas de refletividade, utilizando o m?todo do Arco (RNL). Este m?todo ? considerado de f?cil manuseio por permitir o ensaio com elementos absorvedores de diversos materiais com diversos tamanhos e geometrias. Observou-se que a o painel absorvedor constru?do produziu uma atenua??o superior a 25 dB para algumas frequ?ncias e que os ?ngulos de incid?ncia mais rasantes produziram uma maior varia??o na atenua??o resultante. De forma geral, o painel absorvedor produziu uma atenua??o sempre maior que 10 dB, chegando a 25 dB em algumas faixas espec?ficas de frequ?ncia.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dynamic Vibration Absorbers (DVAs) have been used to attenuate vibrations in various types of mechanical systems. In its simplest form, a DVA is formed by an association of passive elements (inertia, stiffness and damping). The values of these parameters are selected so as to tune the DVA to a given value of the excitation frequency, assumed to be fixed. As a result, the attenuation capability of a passive DVA significantly decreases as the excitation frequency deviates from the nominal tuning frequency. To avoid this drawback, active and adaptive DVAs have been extensively studied lately, in an attempt to achieve larger effective bandwidths and self tunning capability. Active DVAs contain, besides the passive elements, an actuator, which applies a control force determined by an appropriate control law. Adaptive DVAs are understood as those constructed in such a way that the values of their physical parameters can be adjusted according to well-defined laws. In this work, some configurations of active and adaptive DVAs are assessed, namely: a) an active DVA using as feedback signal the timedelayed displacement response of the reactive mass (delayed resonator); b) a novel active DVA using a control law in which the control force is expressed as a linear combination of the displacement, velocity and acceleration of the reactive mass, relative to the primary mass; c) an active DVA exploring linear quadratic optimal control theory; d) a vibrating string-type adaptive DVA; e) a pendulum-type adaptive DVA; f) an adaptive DVA formed from a beam with piezoelectric patches. For each configuration the theoretical foundations are first developed. Then, numerical applications are presented to assess their main features and performance. / Os Absorvedores Dinâmicos de Vibrações (ADVs) vêm sendo largamente utilizados para a atenuação de vibrações estruturais, com aplicações nas engenharias mecânica, civil, naval e aeroespacial. Os ADVs mais comumente usados são os passivos, compostos por elementos de parâmetros concentrados de inércia, rigidez e amortecimento. Classicamente, os ADVs passivos são projetados de forma que sua freqüência natural seja sintonizada para a freqüência de excitação, admitida fixa. Entretanto, a banda de operação dos ADVs passivos é relativamente estreita, o que inviabiliza a sua aplicação para casos em que a freqüência de excitação passa a variar. Como forma de contornar esta limitação, recentemente foram desenvolvidas as concepções de ADVs ativos e adaptativos, que têm capacidade de sintonização em bandas freqüenciais mais largas. Os ADVs ativos são aqueles em que um atuador, colocado paralelamente aos elementos passivos do ADV, exerce uma força de controle que permite modificar sua sintonização. Por ADVs adaptativos entendem-se aqueles cujos parâmetros físicos de inércia, rigidez e amortecimento podem ser variados, de forma controlada proporcionando a sintonização desejada. Neste trabalho são estudadas três configurações de ADVs ativos e outras três de ADVs adaptativos. São elas: a) o ADV ativo com realimentação do sinal de deslocamento da massa do ADV, defasado no tempo (ressonador defasado); b) uma nova configuração proposta de ADV ativo com realimentação dos sinais de deslocamento, velocidade e aceleração relativos; c) o ADV ativo com controle ótimo; d) o ADV adaptativo tipo corda vibrante; e) o ADV adaptativo pendular; f) o ADV adaptativo tipo viga com atuadores piezelétricos. Neste estudo se incluem o desenvolvimento teórico e as simulações numéricas no domínio da freqüência e do tempo, realizadas com o objetivo de avaliar as características operacionais e o desempenho das configurações estudadas. / Mestre em Engenharia Mecânica

Neste trabalho investigamos o comportamento da técnica de varredura z no caso onde a fase do campo elétrico se afasta do perfil Gaussiano devido a saturação da não-linearidade óptica. A teoria usual da varredura z, baseada no método da decomposição Gaussiana, não pode descrever os resultados obtidos com os bem caracterizados absorvedores saturáveis com tempos lentos de resposta (milisegundos): Al2O3:Cr3+ (rubí), Beal2O4:Cr3+ (alexandrita) e GdAlO3: Cr3+ (aluminato de gadolínio dopado com cromo). Este objetivo pode ser alcançado por meio de uma teoria baseada na transformada de Hankel do campo elétrico que se propaga através da amostra e pela inclusão da saturação da fase nesta teoria. O formalismo alternativo também permite a inclusão de outros efeitos como por exemplo, térmico. Como no caso do meio Kerr, o índice de refração não-linear pode ser obtido da medida da diferença entre o pico e o vale da transmitância, na determinação da refração não-linear, ou da transmitância de pico, na determinação da absorção não-linear. Em relação a parte experimental, é introduzida uma técnica de varredura z com um único feixe resolvida no tempo para caracterizar, com radiação cw, a refração não-linear dos materiais citados. Devido a eliminação dos efeitos lineares parasíticos, a técnica é capaz de medir distorções de frente de onda tão pequenas quanto N104. A demonstração experimental da técnica alternativa é realizada com um laser de Ar+ com baixa potência e um laser de He-Ne / In this work we investigated the behavior of the Z-scan technique in the case where the phase of the electric field departs from Gaussian due to the saturation of the optical nonlinearity. The usual theory of Z-scan, based on Gaussian decomposition method, cannot describe experimental results obtained with well-characterized chromium-doped saturable absorbers of slow (milisecond) response: Al2O3:Cr3+ (ruby), Beal2O4:Cr3+ (alexandrite) e GdAlO3: Cr3+ (chromium doped gadolinium aluminate). This aim can be accomplished by means of a theory based on the Hankel transform of the electric field passing through the sample and the inclusion of the phase saturation. The alternative formalism also allows the inclusion of thermal effects. As in the case of Kerr media, the nonlinear refractive index can be obtained from the measurement of the transmittance difference between peak and valley, in the refractive case, or of the transmittance peak, in the absorptive case. Concerning to experimental part, a single-beam time-resolved Z-scan is introduced to characterize the nonlinear refraction of the above materials. Owing to the elimination of parasitic linear effects, the technique is able to measure induced wave front as small as N104. We demonstrate this method on several materials using low power Ar+ and He-Ne lasers

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:19:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-15T14:21:30Z : No. of bitstreams: 1 296408.pdf: 8413693 bytes, checksum: 469c3512cec58be17bfd324ca7c81c91 (MD5) / Máquinas oscilantes são encontradas em diversas aplicações na engenharia, tais como motores de combustão interna, compressores, motogeradores, moto vibradores, e diversos outros equipamentos. Muitas destas máquinas, ao realizar a função a que se destinam, acabam por irradiar altos níveis de potência sonora. Em aplicações como compressores para refrigeração este ruído irradiado é muito prejudicial ao consumidor final. Isso motiva as indústrias a buscarem o desenvolvimento de produtos cada vez mais com um maior conforto acústico. Neste trabalho é mostrado um estudo realizado em um compressor para refrigeração que tem um padrão de radiação tonal bem característico e similar a um dipolo. O objetivo do trabalho foi analisar a aplicação de três conceitos de atenuação de ruído bem conhecidos na área de acústica e vibrações. O primeiro envolve o uso de um absorvedor dinâmico de vibrações, com o intuito de reduzir a vibração do compressor e com isso reduzir o ruído radiado. Outras tecnicas também avaliadas baseiam-se na redução da efciência de radiação das paredes radiadoras através da adição de absorvedores acústicos como um painel de membrana e ressonadores de Helmholtz. Para isso, inicialmente foi feito um trabalho de caracterização do padrão de radiação utilizando a técnica experimental de holografia acústica, teorias de monopolos e dipolos, e as técnicas de elementos de contorno e elementos finitos acústicos. Estas duas últimas foram então utilizadas para avaliar e projetar as soluções propostas, que foram então prototipadas e avaliadas experimentalmente para confirmar os efeitos previstos numericamente.

Neste trabalho investigamos o comportamento da técnica de varredura z no caso onde a fase do campo elétrico se afasta do perfil Gaussiano devido a saturação da não-linearidade óptica. A teoria usual da varredura z, baseada no método da decomposição Gaussiana, não pode descrever os resultados obtidos com os bem caracterizados absorvedores saturáveis com tempos lentos de resposta (milisegundos): Al2O3:Cr3+ (rubí), Beal2O4:Cr3+ (alexandrita) e GdAlO3: Cr3+ (aluminato de gadolínio dopado com cromo). Este objetivo pode ser alcançado por meio de uma teoria baseada na transformada de Hankel do campo elétrico que se propaga através da amostra e pela inclusão da saturação da fase nesta teoria. O formalismo alternativo também permite a inclusão de outros efeitos como por exemplo, térmico. Como no caso do meio Kerr, o índice de refração não-linear pode ser obtido da medida da diferença entre o pico e o vale da transmitância, na determinação da refração não-linear, ou da transmitância de pico, na determinação da absorção não-linear. Em relação a parte experimental, é introduzida uma técnica de varredura z com um único feixe resolvida no tempo para caracterizar, com radiação cw, a refração não-linear dos materiais citados. Devido a eliminação dos efeitos lineares parasíticos, a técnica é capaz de medir distorções de frente de onda tão pequenas quanto N104. A demonstração experimental da técnica alternativa é realizada com um laser de Ar+ com baixa potência e um laser de He-Ne / In this work we investigated the behavior of the Z-scan technique in the case where the phase of the electric field departs from Gaussian due to the saturation of the optical nonlinearity. The usual theory of Z-scan, based on Gaussian decomposition method, cannot describe experimental results obtained with well-characterized chromium-doped saturable absorbers of slow (milisecond) response: Al2O3:Cr3+ (ruby), Beal2O4:Cr3+ (alexandrite) e GdAlO3: Cr3+ (chromium doped gadolinium aluminate). This aim can be accomplished by means of a theory based on the Hankel transform of the electric field passing through the sample and the inclusion of the phase saturation. The alternative formalism also allows the inclusion of thermal effects. As in the case of Kerr media, the nonlinear refractive index can be obtained from the measurement of the transmittance difference between peak and valley, in the refractive case, or of the transmittance peak, in the absorptive case. Concerning to experimental part, a single-beam time-resolved Z-scan is introduced to characterize the nonlinear refraction of the above materials. Owing to the elimination of parasitic linear effects, the technique is able to measure induced wave front as small as N104. We demonstrate this method on several materials using low power Ar+ and He-Ne lasers

Ao longo de décadas, vários países têm desenvolvido a tecnologia de fabricação de estruturas com reduzida detecção por radar para emprego operacional com a utilização de materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE). Os MARE possuem características químicas e físicas que favorecem a conversão da energia da onda eletromagnética incidente em energia térmica. O uso adequado de MARE multicamadas confere ao alvo uma redução de sua seção reta radar (RCS) em uma larga banda de freqüências. É necessário, porém, determinar como constituir um MARE multicamadas a partir de camadas simples e aplicar na estrutura do alvo de maneira que se obtenha a maior redução possível. Dentro desse contexto, esta dissertação de mestrado tem como objetivo estudar a aplicação de absorvedores de microondas multicamadas à base de borracha com negro de fumo, caracterizando-os via medidas de permissividade, condutividade, refletividade, transparência e RCS de alvos simples em campo aberto. A permissividade complexa desses absorvedores foi avaliada utilizando-se a técnica de cavidade coaxial, a condutividade via método de quatro pontas e a refletividade e a transparência em guia de ondas. A otimização do melhor arranjo de camadas do absorvedor utilizado foi baseada em um algoritmo desenvolvido nesta tese com base na teoria de pequenas reflexões. A partir desta proposição de arranjo de camadas, validada por medidas de refletividade, o melhor arranjo foi produzido industrialmente e aplicado sobre uma plataforma de combate do Exército Brasileiro. A aplicação foi orientada pelo levantamento dos pontos brilhantes dessa plataforma via trabalho experimental. A RCS desse alvo foi medida antes e depois de se utilizar o MARE para verificar a eficácia do modelo de aplicação, obtendo-se valores de redução de RCS entre 100 e 142%.

A RCS de um alvo é a energia espalhada por este ao receber a incidência de uma onda eletromagnética, a sua assinatura radar. A redução da RCS de uma aeronave requer um profundo conhecimento da interação da onda eletromagnética incidente neste objeto complexo. O estudo dessa interação por meio de cálculos matemáticos é bem aceito para objetos simples, mas apresentam restrições ao serem aplicadas a objetos complexos, mesmo considerando-se as ferramentas computacionais mais avançadas. O método proposto neste trabalho para o estabelecimento da RCS de objetos complexos é a medição em campo aberto de um alvo real estático, na faixa de freqüências de 8-12GHz, em medida biestática. Para a validação do procedimento, um conjunto de medições foi conduzido utilizando-se a aeronave AT-26 Xavante da FAB como alvo complexo, usando placas planas como objetos simples para a calibração do sistema. Os resultados experimentais encontrados para os alvos simples apresentam desvios baixos (<1dBm) para as medidas em campo aberto, permitindo a estimativa da RCS do alvo complexo e a determinação dos pontos que mais contribuem para o seu diagrama.

O principal objetivo deste estudo é contribuir para uma maior compreensão da interação de aditivos magnéticos com a onda eletromagnética, na faixa de micro-ondas (2-18 GHz), de materiais absorvedores de radiação eletromagnética (MARE). Nesse sentido, este trabalho mostra o comportamento eletromagnético de diferentes tipos de MARE à base de ferrita de MnZn, ferro carbonila e suas misturas em uma matriz de silicone. Ênfase foi dada na determinação dos parâmetros permissividade e permeabilidade complexas, na faixa de 2 a 18 GHz e refletividade entre 8,2 - 12,4 GHz. Para a determinação dos parâmetros complexos foi estabelecida uma metodologia de medidas via técnica de guia de ondas coaxial. A partir dos resultados obtidos observa-se, por exemplo, que no caso da permissividade, a ferro carbonila interage prioritariamente com o campo elétrico da onda incidente, por meio do componente de armazenamento, já que o componente de perdas do campo elétrico é desprezível. Já, a ferrita de MnZn estudada mostra variação dos componentes de armazenamento e de perdas com o aumento da concentração de aditivo no MARE e da frequência de medida. Quanto à permeabilidade, verifica-se que a amostra de MARE à base de ferro carbonila apresenta os maiores valores (1,0 a 2,2), ou seja, este aditivo interage mais intensamente com o campo magnético da onda do que a ferrita MnZn (0,7 a 1,8). Medidas de refletividade de amostras de MARE, experimentais ou simuladas, obtidas pelo uso dos aditivos puros como das suas misturas apresentam bons resultados (70 - 99% de atenuação da radiação incidente). Verifica-se, ainda, que esses materiais comportam-se como absorvedores de micro-ondas do tipo ressonante. Os resultados também confirmam que a atenuação da radiação incidente é dependente da proporção dos aditivos magnéticos, da espessura da amostra e da frequência. Estudos comparativos de medidas de refletividade experimentais e simuladas mostram boa concordância, indicando que a simulação é uma ferramenta de apoio à otimização do processamento de MARE, contribuindo para a redução de custos e de tempo de processamento.