A necessidade de trabalhos em altas temperaturas exige o desenvolvimento de materiais com elevada resistência química e mecânica em temperaturas que podem chegar próximas ao seu ponto de fusão. Em especial, os materiais empregados devem apresentar bom comportamento em fluência, de modo a suportar a combinação de altas tensões e altas temperaturas com o mínimo de deformação. O presente trabalho visa caracterizar a superliga MAR-M247, fornecida pela empresa Açotécnica, em condições de fluência para a produção de rotores empregados em turbocompressores automotivos. Os trabalhos são divididos em duas etapas. Na primeira estuda-se a melhor combinação de tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento, chegando à condição de solubilização por 5 horas a 1250?C e envelhecimento por 20 horas a 980?C. Um trabalho de outro aluno (SILVA, 2011) realiza o mesmo estudo para uma variação da superliga MAR-M247 em que o tântalo é totalmente substituído por nióbio. Neste caso, a melhor condição de tratamento é solubilização a 1260?C por 8 h seguida de envelhecimento duplo por 5 h a 880?C e 20 h a 780?C. Na segunda etapa, os materiais dos dois trabalhos, nas melhores condições de tratamento para cada um, são testados em condições de fluência a 850?C a 370, 390, 410 e 430 MPa. A superliga convencional apresenta os maiores valores de vida em fluência enquanto a modificada apresenta os maiores valores de ductilidade. A análise de fratura dos materiais ensaiados a 390 e 430 MPa mostra a presença massiva de carbonetos em toda a extensão da microestrutura, apresentando, em muitos casos, uma morfologia de \"escrita chinesa\". Apesar disso, todas as amostras apresentam grande quantidade de vazios, indicando que sua nucleação e crescimento são os responsáveis pela fratura do material. / The needing for high temperature work claim for new materials capable of maintain high strength and good corrosion resistance at temperatures that could reach values near their melting point. Such materials must be creep resistant to withstand high levels of tension and temperature. The aim of this work is the characterization of MAR-M247 under creep conditions for the production of automotive turbocharger rotors made by Açotécnica. The work is split in two steps. In the first one, the material is studied to find the best conditions for solution and ageing heat treatments. The result is a solution treatment at 1250?C for 5 h followed by aging at 980?C for 20 h. A work made by another student (SILVA, 2011) makes the same with a modification of MAR-M247 in which tantalum is completely substituted for niobium. The best condition for this case is a solution treatment at 1260?C for 8 h and a double aging treatment at 880?C for 5 h and 780?C for 20 h. At the second part of the work, both the materials are tested under creep conditions at 850?C with 370, 390, 410 and 430 MPa. The conventional superalloy shows the highest values for creep strength and the modified superalloy shows the highest ductility. Fracture surfaces for 390 and 430 MPa showed brittle carbides with \"chinese script\" morphology. Conversely, holes are present on all four materials what shall mean that its nucleation and growth was the most probably fracture path.

Los sistemas altamente correlacionados presentan una amplia variedad de fascinantes propiedades y se están estudiando de forma intensa desde hace ya varios años. Particularmente, desde el descubrimiento de los cupratos superconductores en 1986, se han escrito una gran cantidad de trabajos concernientes al mecanismo que genera la superconductividad de alta temperatura. La famosa teoría BCS en la cual el apareamiento de los electrones se obtiene como consecuencia de una atracción inducida por la interacción con los fonones es consistente con un gran número de experimentos en superconductores convencionales. Sin embargo, esta teoría no explica las altas temperaturas críticas que presentan algunos superconductores no convencionales. Aunque a lo largo de los últimos años se ha trabajado intensamente para poder explicar la existencia de superconductividad no convencional, aun no se ha logrado consensuar con respecto a la teoría mas apropiada. Una de las teorías que parece tener los ingredientes necesarios para alcanzar este fin está basada esencialmente en el proceso de dopar un aislador de Mott y en que la superconductividad se genera directamente de la interacción repulsiva entre los electrones. Por este motivo entender el diagrama de fases en todo el régimen de dopajes se ha vuelto un problema de importancia en materia condensada. Desde el límite de grandes dopajes, donde los sistemas están descritos por la teoría de Landau, se debe entender el mecanismo por el cual esta descripción se vuelve inviable dando lugar a fases exóticas como los cristales líquidos o fases de tipo nemáticas. Por otro lado en el régimen de muy bajo dopaje el estado fundamental generalmente es un estado antiferromagnético. Al aumentar el dopaje este estado se vuelve inestable dando lugar a nuevas fases. En este límite el sistema suele estar descrito por un modelo de Heisenberg antiferromagnético como teoría efectiva de bajas energías. En esta tesis se investigaron estos dos límites en el ámbito de los sistemas altamente correlacionados. Por un lado, se estudiaron las condiciones por las cuales se producen rupturas en la descripción del líquido de Fermi y las simetrías de las posibles fases más allá de esta inestabilidad. Desarrollamos para esto un método que puede aplicarse en forma sistemática a un amplio espectro de modelos de electrones sobre redes bidimensionales. Por otro lado se estudió el límite opuesto donde se desea entender cuales son los factores que desestabilizan el orden antiferromagnético del sistema. En este régimen, los modelos antiferromagnéticos en dos dimensiones han cobrado un interés a causa de su conexión con los superconductores de alta temperatura. En particular, es necesario comprender los factores que hacen que fases ordenadas se desestabilicen dando lugar a fases exóticas como los llamados líquidos de espín. Esta tesis se divide en tres partes: en la primera se presentan las motivaciones y algunos de los modelos y técnicas que se usarán a lo largo del resto de la tesis. La segunda parte esta centrada en el estudio de las posibles inestabilidades del líquido de Fermi en redes bidimensionales. Dando primero una introducción simple a la teoría de Landau del líquido de Fermi, luego desarrollamos un método que permite detectar inestabilidades del mismo en una gran cantidad de modelos. Aunque se describen aplicaciones del mismo a diferentes modelos en la red, la presentación del método se hace independientemente del modelo en cuestión de manera de que pueda ser utilizado de forma sistemática en otros contextos. En la tercera parte de la tesis se presenta el estudio realizado sobre un antiferromagneto frustrado en dos dimensiones sobre la red hexagonal en 2 dimensiones (o panal de abejas). Usando una teoría de campo medio basada en la representación de los operadores de espín en términos de bosones de Schwinger, se estudia la estabilidad del estado de Néel a medida que se incrementa la frustración del sistema.

El objetivo principal del presente trabajo es la obtención de recubrimientos con una composición optimizada para aplicaciones de elevada resistencia a alta temperatura y al desgaste, proyectados térmicamente sobre acero al carbono AISI 1110, mediante la técnica de oxifuel, basados en el sistema NiCrAlY/Al2O3. Estos recubrimientos deben ser capaces de proteger adecuadamente a un material de escasa resistencia mecánica y térmica para el rango de temperaturas analizado, que se sitúa entre 850 – 1150º C, con intervalos de 150º C. Otro de los objetivos fundamentales es la supresión de la necesidad de utilizar capas intermedias entre el recubrimiento y el material base, a modo de favorecer el anclaje posterior entre ambos, con el consiguiente ahorro económico y en el tiempo de operación. Además, se pretende mejorar los recubrimientos obtenidos mediante dos vías diferentes: la adición de distintos porcentajes de elementos reactivos y la utilización de Al2O3 nanoestructurada en sustitución de la alúmina convencional micrométrica. Las técnicas de caracterización que se utilizarán son: análisis termogravimétrico (TGA), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), así como ensayos mecánicos tales como desgaste abrasivo “pin-on-disk" y microdureza Vickers.

Submitted by FERNANDO JOÃO BISPO BRANDÃO (fernandojbb@gmail.com) on 2018-10-10T19:53:16Z No. of bitstreams: 1 Tese FERNANDO J B B 03 10 18 (1).pdf: 2794023 bytes, checksum: 49ac5182bd1d3bc28cf646fec365b81f (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-10-11T12:54:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brandao_fjb_dr_botfca.pdf: 2778717 bytes, checksum: 841f54fe1785181fe548f31ae88cd5fe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-11T12:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brandao_fjb_dr_botfca.pdf: 2778717 bytes, checksum: 841f54fe1785181fe548f31ae88cd5fe (MD5) Previous issue date: 2018-07-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A secagem é considerada a etapa de maior gasto energético na produção de grãos, sendo normalmente efetuada com a queima de biomassa, como a lenha, por exemplo. Do ponto de vista financeiro, a secagem de grãos continua sendo dispendiosa e inviável para pequenos agricultores. O objetivo deste trabalho foi projetar, construir e avaliar a viabilidade técnica e econômica de um coletor solar de tubo de polietileno em espiral, destinado à secagem de grãos de milho, em leito fixo, para pequenas propriedades rurais. O coletor foi testado em três condições distintas: sem cobertura, com cobertura de plástico de estufa e com cobertura de vidro. A área do coletor é 4,18 m2 . A caracterização do coletor foi feita com o levantamento do rendimento térmico, sua curva de eficiência e da perda de carga no coletor. O desempenho do sistema de secagem foi avaliado com a determinação do consumo específico de energia, tempo de secagem, temperatura da massa de grãos e plenum e custo de secagem. Foi realizada também uma simulação do tempo e custo de secagem em comparação com secador comercial. O coletor com cobertura de vidro obteve os melhores resultados com temperatura média na saída do coletor de 69,87°C, entrada de 35°C e eficiência térmica de 19%. Os coeficientes de absortividade e perdas registrados foram FR(τα)=0,150, FRUL=1,101, respectivamente. O vidro proporcionou acréscimo de 21% na eficiência em relação ao plástico de estufa e 150% em relação a configuração sem cobertura. A perda de carga para todas as configurações foi em torno de 40 mmca. O tempo de secagem foi de 4,5 horas, sendo o consumo específico de energia de 280,96 KJ/kg e a eficiência do sistema de secagem de 11,6%. O custo de confecção do equipamento foi de R$ 1.296,00 e na simulação de secagem foi verificado que para secar 20 sacos de milho o custo é de R$ 3,56 por saco, sendo necessários 3 coletores e um tempo total de 24 horas. / Drying is considered the greater energy expenditure stage in the grains production, being usually carried out with biomass burning, such as firewood. Financially, grains drying process continues to be costly and infeasible for small farmers. The objective of this study was to design, build and evaluate the technical and economic feasibility of a solar collector with a spiral polyethylene tube for grain drying process in a fixed plate for small farms. The collector was tested in three different conditions: without cover, with greenhouse plastic cover and with glass cover. The collector area is 4,18m2. The collector characterization was done measuring the thermal yield, its efficiency curve and collector load losses. The drying system performance was determined by the specific energy consumption, drying time, grain and plenum temperature and drying cost. A simulation of drying time and cost was also performed in comparison to commercial dryer. The collector with glass coverage obtained the best results with average temperature at the collector outlet of 69,87 °C, 35° C inlet and 19% of thermal efficiency. The coefficients of absorbance and losses were FR(τα) = 0.150; FR UL 1,101, respectively The glass provided 21% increase in efficiency compared to the plastic cover and 150% relative to the configuration without cover. The pressure drop for all configurations was around 40 mmca. The drying time was 4,5 hours, the specific energy consumption was 280,96 KJ/kg and the drying system efficiency was 11,6%. The cost of manufacture of the equipment was R$ 1.296,00 and in the drying simulation was found that to dry 20 bags of corn the cost was R$ 3,56 per bag, requiring 3 collectors and a total time of 24 hours. / 165981/2014-4

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:16:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3055.pdf: 3703935 bytes, checksum: d7f11870d9b2b1a502cecb80f512a920 (MD5) Previous issue date: 2009-04-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / The Praseodymium is known to have a singular behavior in the family of cuprate superconductors of high critical temperature of the type RE-123. When these cuprates are doped with Praseodymium apparently critical temperature decreases, with a metalinsulator transition. The origin of this behavior is of fundamental interest, and it may provide an explanation for the mechanism of superconductivity at high temperatures, since any reasonable theory for this mechanism must explain the behavior of the system Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ, also called YPr-123. Through the experience gained by the research group to which we belong, and where this research project was developed, we continue the work begun by the PhD students Cecilia Stari and Alexandre Lanfredi. These two students have developed studies of polycrystalline YPr-123 family, and single crystals of YBa2Cu3O7-δ (Y-123) obtained by the method of Sol-Gel grown in crucibles of SnO2, respectively. None of them worked with the collection and characterization of single-crystalline samples of the system YPr-123, with special emphasis on Pr-rich samples, and that pure one, or PrBa2Cu3O7-δ (Pr-123). Studying to obtain and characterize samples of single-crystalline superconducting Pr-123 is the main goal of our Project Master. Besides obtaining samples of single-crystalline YPr-123 samples, in this master's work was studied the influence of cation doping in single crystals of composition Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ (YPr123) for 0 ≤ x ≤ 1. Doping were performed with the elements Ga, Zn, Fe and Ni to study the behavior of superconductivity in these types of crystals. To obtain samples with a high degree of purity necessary for the study of their basic properties, were made our own SnO2 crucibles with high resistance to corrosion caused by self-flow used in the growth of crystals. Were also used Al2O3 and ZrO2CeO crucibles. The chemical composition and structural quality of these samples were analyzed by x-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) associated with the techniques of micro-analysis by energy dispersive X-ray (EDX). Also, we have used measures of the magnetic susceptibility for the characterization of superconducting properties of all samples. The results indicated that the whole YPr-123 family shows superconductivity, which is still very controversial in the literature. Specifically about the compound PrBa2Cu3O7-δ we verified that the sample is a superconductor, with critical temperature around 98K. This important result allows us to conclude that the relevant factor to observe the presence of superconductivity in this family is the Argon atmosphere during the growth of single crystal, as has been pointed out by previous publications of our research group. The results found here characterize this work as unique in the study of single crystal samples of the family YPr-123. / O Praseodímio é conhecido por ter um comportamento singular na família dos cupratos supercondutores de alta temperatura crítica do tipo RE-123. Quando esses cupratos são dopados com Praseodímio a temperatura crítica aparentemente diminui, ocorrendo uma transição metal-isolante. A origem deste comportamento, sendo de interesse fundamental, pode fornecer uma explicação para o mecanismo da supercondutividade em altas temperaturas, uma vez que qualquer teoria razoável para este mecanismo deve explicar o comportamento do sistema Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ, também denominado YPr-123. Através da experiência adquirida pelo grupo de pesquisa do qual fazemos parte, e onde este projeto de pesquisa foi desenvolvido, continuamos os trabalhos iniciados pelos alunos de doutorado Cecilia Stari e Alexandre Lanfredi. Esses dois alunos desenvolveram estudos em policristais da família YPr-123, e em monocristais de YBa2Cu3O7- δ (Y-123) obtidos pelo método de Sol-Gel crescidos em cadinhos de SnO2, respectivamente. Nenhum deles trabalhou com a obtenção e caracterização de amostras monocristalinas do sistema YPr-123, com especial ênfase nas amostras ricas em Pr, e naquela pura, ou seja, PrBa2Cu3O7-δ (Pr-123). Estudar a obtenção e caracterizar amostras monocristalinas de Pr-123 supercondutor é o objetivo principal do nosso Projeto de Mestrado. Além da obtenção de amostras monocristalinas do sistema YPr-123, neste trabalho de mestrado foi estudada a influência da dopagem catiônica nos monocristais de composição Y1-xPrxBa2Cu3O7-δ para 0 ≤ x ≤ 1 acima mencionados. Foram realizadas dopagens com os elementos Ga, Zn, Fe e Ni para se estudar o comportamento da supercondutividade nesses tipos de cristais. Para a obtenção das amostras com o alto grau de pureza necessário para o estudo de suas propriedades fundamentais, foram confeccionados cadinhos de SnO2 com alta resistência à corrosão causada pelo auto-fluxo utilizados no crescimento dos cristais. Também foram utilizados cadinhos de Al2O3 e ZrO2CeO. A composição química e qualidade estrutural dessas amostras foram analisadas através de difração de raios-x (DRX) e de microscopia eletrônica de varredura (MEV) associada às técnicas de micro análise por energia dispersiva por raios-x (EDX). Também foram realizadas medidas de suscetibilidade magnética, para a caracterização das propriedades supercondutoras. Os resultados obtidos indicaram que toda a família YPr-123 apresenta supercondutividade, o que ainda é muito controverso na literatura. Especificamente para o composto PrBa2Cu3O7-δ além de termos verificado que a amostra é supercondutora, a sua temperatura crítica foi encontrada acima de 98K. Este importante resultado nos permite concluir que o fator relevante a presença de supercondutividade nesta família é a presença da atmosfera de Argônio durante o crescimento dos monocristais, como já foi apontado por publicações prévias do nosso grupo de pesquisa. Os resultados aqui encontrados caracterizam este trabalho como inédito no estudo de monocristais da família YPr-123.

Componentes estruturais de fornos de pirólise utilizados para craqueamento de petróleo são fabricados a partir de aços inox fundidos utilizados para aplicações em alta temperatura, sendo necessária a adição de elementos químicos para a formação de fases que melhoram as propriedades mecânicas do material neste tipo de ambiente. O presente trabalho estuda os efeitos da adição de nióbio nas propriedades mecânicas e no comportamento elastoplástico/viscoelástico aos 927°C do aço inox fundido ASTM A297 grau HP na condição bruto de fusão, condição esta similar a de trabalho do forno.Para analisar as variação de propriedades mecânicas do material, foram realizados ensaios de tração em distintas temperaturas, calorimetria exploratória de varredura (DSC), ensaios de relaxação, fadiga de ciclos contínuos sob o formato de onda triangular e fadiga com formato de onda trapezoidal do tipo \"dwell\" com tempos de permanência de 120 e 300 segundos conforme especifica a norma E2714-13 e ensaios de torção a quente. O intuito da realização deste trabalho reside no fato de que equipamentos como os fornos de pirólise não mantém os parâmetros operacionais constantes, podendo variar temperatura, cargas de trabalho e também gerar cargas cíclicas com tempos de permanência em ciclos de partida, operação e parada de equipamento, sendo importante o conhecimento da resposta fenomenológica que o material oferece sob estes tipos de solicitações. Os resultados dos ensaios mecânicos e estudos da evolução microestrutural, bem como de suas posteriores análises forneceram dados, não somente sob a forma de \"data sheet\'s\" para aplicação dos valores obtidos em projetos, mas concomitantemente após a comparação de propriedade e microestrutura, aprofundar na fenomenologia do comportamento mecânico de tensão versus deformação monotônico e cíclicos, mecanismos de deformação em alta temperatura, recuperação dinâmica, do tipo de microestrutura resultante após a realização dos ensaios e também dos mecanismos de fratura associados aos tipos de solicitações mecânicas impostas ao material, obtidos por meio dos ensaios mecânicos mencionados anteriormente. / Structural components pyrolysis furnaces used for oil cracking are made from cast stainless steel used for applications at high temperature, requiring the addition of chemicals to the formation of phases which improves the mechanical properties of the material in such an environment. This work studies the effects of adding niobium in the mechanical properties and elastoplastic/viscoelastic behavior to 927°C cast stainless steel ASTM A297 grade HP in as cast condition, at condition similar to the work of furnace. For study of the variation of mechanical properties, tensile tests were conducted at different temperatures, differential scanning calorimetry (DSC), relaxation tests, fatigue continuous cycles under triangular waveform and fatigue with trapezoid type waveform format \"dwell\" with residence times of 120 and 300 seconds as reflected by the E2714-13 standard and hot torsion tests. The purpose of this work lies in the fact that equipment such as pyrolysis furnaces do not maintain the constant operating parameters, varying temperature, workloads and also generate cyclic loading with residence times in starting cycles, operation and equipment stop It is important the knowledge of the phenomenological response that the material offers under these types of requests. The results of mechanical tests and micorestrutural evolution studies, as well as its further analysis provided data, not only in the form of \"data sheet\'s\" for application of the values obtained in projects, but co-after comparison of property and microstructure, deepen the phenomenology of the mechanical behavior of tension versus monotonic and cyclic deformation, deformation mechanisms at high temperature, dynamic recovery, the type of resulting microstructure after the tests and also the fracture mechanisms related to types of mechanical stresses imposed on the material, obtained by through the mechanical tests mentioned above.

Nesta tese investigamos o estado normal (T > Tc) dos Yba2Cu3O6+x supercondutores de alto Tc. As técnicas da RMN e RQN foram empregadas para estudar as respostas estática e dinâmica do sistema de spins eletrônicos em função da temperatura, para diversas concentrações de oxigênio: x = 0.5 (cristal 1), 0.92 (cristal 2), 0.94 (cristal 3) e 1.0 (cristais 4 e 5). Focalizando diferentes sítios nucleares a RMN pode fornecer uma informação mais rica da susceptibilidade dinâmica, X (q.w), abrangendo diferentes regiões da Zona de Brillouin (ZB). Com os sítios do 17O(2,3) e do 89Y sensoreamos a região próxima ao centro do ZB, q == 0, enquanto que com o sitio do Cu(2) exploramos o extremo do ZB, (q == QAF). Foi realizado um estudo comparativo da RMN dos sítios do Cu(2), do O(2,3) e do Y sobre o cristal 1. Da comparação entre os deslocamentos hiperfinos magnéticos do Y e do O(2,3) extraímos as contribuições orbitais e as constantes de acoplamento hiperfino do Y. A razão entre as relaxações spin-rede do O(2,3) e do Y mostrou-se independente da temperatura, e próxima do esperado teoricamente a partir das constantes hiperfinas no cenário do hamiltoniano de Mila e Rice. Questões como a dependência da taxa de relaxação spin-rede (T1-1) com a intensidade do campo e a anisotropia da susceptibilidade estática de spin foram estudadas sobre o cristal 2. Acima de Tc, para o Cu(2), não foi encontrada nenhuma dependência de T1 com a intensidade do campo. Os resultados sobre o Y indicam uma anisotropia da susceptibilidade e do tensor de acoplamento hiperfino. Uma extensa comparação entre os resultados da RMN e da Difusão Inelástica de Nêutrons (DIN) foi realizada sobre as mesmas amostras (cristais 4 e 5), fato inédito ate então. Propõe-se um modelo gaussiano para X\"~q,o», compatível com as experiências de nêutrons, no qual o comprimento de correlação ~ foi fixado pelos resultados da DIN sobre o cristal 2. Analisando a relaxação spin-spin do Cu(2), 63(T2g)-1, em função deste modelo, extraímos a susceptibilidade estática X\'(q=QAF) em unidades absolutas e encontramos um fator de Stoner X\'(q=QAF) / X\'(q=O) ~ 10. Da análise conjunta de 63(T1T)-1 e 63 (T2g)-1 obtivemos a energia característica das flutuações AF, rAF::::3:0meV, em excelente acordo com a DIN. Estes mesmos resultados permitiram evidenciar, exclusivamente através do RMN, quando ocorre a abertura de um gap de spin. Neste trabalho mostramos que resultados da DIN são compatíveis com a RMN para o sitio do Cu(2), porem, sérias dificuldades são encontradas para explicar os resultados sobre os sítios do Y e, principalmente, do O(2,3). As alternativas para este problema são discutidas. Os resultados obtidos nesta tese levaram ao estabelecimento de um diagrama de fase, segundo a RMN, do estado normal dos Yba2Cu3O6+x supercondutores, cobrindo do regime sub-dopado ao regime sobre-dopado, passando pela composição de dopagem ótima. / The normal state(T > Tc) of the high Te superconducting Yba2Cu3O6+x was studied. The NMR and NQR techniques were employed in order to investigate the static and dynamic responses of the electronic spin system as function of temperature, for the following oxygen contents: x = 0.5 (crystal 1), 0.92 (crystal 2), 0.94 (crystal 3) e 1.0 (crystals 4 and 5). Focusing various nuclear sites the NMR could give a more rich information of the dynamical susceptibility, X(q,ffi), probing different regions of the Brillouin Zone (ZB). With 17O(2,3) and 89Y sites the BZ center, q:: 0, was studied, while with the Cu(2) site it was the BZ extreme, (q:: QAF) that was investigated. In crystal 1 we have compared the NMR of the Cu(2), O(2,3) and Y sites. From the comparison between the Y and O(2,3) magnetic hyperfine shift we have extracted the orbital contributions and the Y hyperfine coupling tensor. The ratio between the O(2,3) and Y nuclear spin lattice relaxation rate was found to be temperature independent, and its value was in fair agreement with what it was expected theoretically from the coupling constants within the picture of the Mila-Rice Hamiltonian. Problems such as the field intensity dependence of the spin-lattice -relaxation rate (T1-1) and the anisotropy of the static susceptibility where investigated in crystal 2. Above Tc, for the Cu(2) site, we have not found any field dependence of T1. Our results on the Y site indicate an anisotropy of both the static susceptibility and the Y coupling tensor. An extensive comparison between the NMR and the Inelastic Neutron Diffusion (IND) results was done in the very same samples, crystals 2 and 4. In accordance to neutron data a Gaussian model for X\"AF( q,ro) is proposed, in which the coherence length ~ was fixed by the IND results in crystal 2. Analyzing the Cu(2) nuclear spin-spin relaxation rate, 63(T2g)-1, as function of this model, we have extracted the staggered susceptibility X\'(q=QAF) in absolute units, finding a Stoner factor X \'( q=QAF) / X\'( q=O) ~ 10. From the analysis of 63(T1T)-1 together with 63(T2g)-1 we have obtained the AF characteristic energy, rAF ::::l 30meV, in excellent agreement with IND. These results provided us a powerful method to evidence the opening of a spin pseudo gap, exclusively from the NMR results. A consistent picture arise from the comparison between IND and the Cu(2) NMR. In contrast, it is hard to explain the Y and, specially, the O(2,3) results within this same picture. The theoretical alternatives to this puzzle are discussed. The whole set of results we have obtained led us to propose a NMR based phenomenological phase diagram for the normal state of the superconducting Yba2Cu3O6+x, covering from the under doped regime to the over doped regime, passing through the optimal doping.

Orientadores: Ernesto Ruppert Filho, Carlos Alberto Baldan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:37:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Freitas_RafaelCassiolatode_M.pdf: 4732668 bytes, checksum: 0819e8d6aca546a3c44b407acd86b0a9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O crescimento da demanda de energia elétrica nos centros urbanos e industriais tem levado à necessidade de expansão dos sistemas de energia elétrica o que tem causado aumento nos níveis de curto-circuito, atingindo o limite da capacidade dos sistemas de proteção existentes exigindo sua substituição por outros de maior capacidade. Nessa situação nem sempre a recapacitação dos sistemas de proteção resolve o problema sendo necessário duplicar circuitos. Para postergar investimentos ou para funcionar na rede juntamente com o disjuntor ou ainda, para proteger os circuitos existentes quando conectados a geradores distribuídos, os limitadores de corrente instalados em série com os disjuntores atuais permitem limitar a corrente de falta, principalmente nos primeiros 100ms até a atuação do sistema de proteção. Dentre os diversos tipos de dispositivos limitadores de corrente elétrica existentes no mercado e também ainda em pesquisa atualmente, os construídos a partir de materiais supercondutores possuem a vantagem de proporcionar limitação de corrente elétrica praticamente instantânea causando mínima interferência no funcionamento normal dos sistemas de energia elétrica. Neste trabalho foram estudadas diversas configurações de limitadores de corrente elétrica utilizando fitas de materiais cerâmicos supercondutores de alta temperatura crítica (HTS), de modo especial os limitadores resistivos em forma de bobinas helicoidais enroladas com fita supercondutora BSCCO. Foi desenvolvida metodologia para o cálculo eletromagnético, projeto, construção e ensaio das bobinas supercondutoras do limitador de corrente, bem como se procurou caracterizar eletricamente a fita HTS sob influência de campo magnético externo com o objetivo de determinar as condições de corrente elétrica e de campo magnético sobre ela aplicado para a transição do estado supercondutor para o estado condutor normal do material ("quench"). Ao final do trabalho foram construídos e ensaiados dois protótipos limitadores de corrente elétrica supercondutores mostrando que, apesar da fita HTS de BSCCO ainda não possuir características adequadas para aplicação em limitadores de corrente, com a esperada evolução destes materiais já existe disponível a técnica para projetá-los e construí-los. / Abstract: The growth in demand of electric energy in urban and industrial centers has lead to the need of expansion of the electrical systems which has caused increase in short circuit levels, reaching the limit capacity of the existing protection systems requiring its replacement by others of greater capacity. In these situations the upgrade of protection systems does not always solve the problem being necessary the circuit's duplication. To postpone investments, to operate together in the electrical system with the circuit breakers or even to protect the existing circuits when connected to distributed generators, fault current limiters should be installed in series with the circuit breakers allowing to limit fault currents, specially in the first 100m until the protection system is triggered. Among the many different types of fault current limiter devices existing in the market and which are under development, the ones made of superconducting materials have the advantage of providing practically instantaneous fault current limitation causing minimum interference in the normal operation of the electrical systems. In this work many configurations of electric fault current limiters were studied using superconducting ceramic materials of high transition temperature (HTS), specially the resistive superconducting fault current limiters in form of helical coils with BSCCO superconducting tapes. The methodology for the electromagnetic calculation, project, construction and tests of the superconducting coils of the fault current limiter was carried out along with the HTS tape characterization under external magnetic field influence in order to determine the conditions of electric current and magnetic field for the transition from superconducting state to normal conducting state (quench). At the end of this work two fault current limiters were built and tested showing that, although BSCCO HTS tapes yet do not have good characteristics for fault current limiters application, when these materials which tend to be developed reach applicability level, the technique to design and built them is already available. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Neste trabalho foram estudados os efeitos do tratamento térmico e da adição de zircônio, vanádio, titânio e manganês nas propriedades mecânicas em alta temperatura de uma liga AlSi12CuMgNi, comumente utilizada em pistões automotivos. Os resultados de tração a 300°C mostram que a adição de elementos de liga reduz o alongamento sem aumentar o limite de escoamento. Os ensaios de fadiga a 300°C mostram que a aplicação de um tratamento de solubilização a 525°C por 15 minutos é duas vezes melhor que a aplicação de um tratamento de solubilização a 500°C por uma hora. Estes resultados foram atribuídos ao arredondamento das partículas de silício que, por serem partículas frágeis, quando arredondadas ocupam menor área por volume, reduzindo a velocidade de propagação de trincas. Os ensaios de fadiga a 300°C mostram também que a adição de elementos de liga combinados a um tratamento de solubilização a 525°C por 15 minutos é cerca de 30% pior que o mesmo tratamento aplicado a uma liga sem a adição destes elementos de liga. Este fenômeno foi atribuído à fragilização dos intermetálicos que, por consequência, aumentam a velocidade de propagação das trincas de fadiga. / The effects of heat treatment and the addition of zirconium, vanadium, titanium and manganese on the high temperature properties of an AlSi12CuMgSi alloy, usually applied to cast automotive pistons, were studied. The tensile test results at 300°C show that the addition of alloying elements decreases the elongation without significantly increasing the yield strength. The fatigue tests at 300°C show that a solution heat treatment at 525°C for 15 minutes is two times better than a solution heat treatment at 500°C for one hour. These results are due to the spheroidization of the silicone particles that are brittle and, when spheroidized, have a smaller area/volume ratio, slowing the crack propagation speed. The fatigue tests at 300°C also show that the addition of alloying elements combined with a solutionizing treatment at 525°C for 15 minutes is 30% worse than the same treatment applied to an alloy without these alloying elements. This behavior is due to the embrittlement of the intermetallic particles containing these alloying elements, increasing the fatigue crack propagation speed.

A necessidade de trabalhos em altas temperaturas exige o desenvolvimento de materiais com elevada resistência química e mecânica em temperaturas que podem chegar próximas ao seu ponto de fusão. Em especial, os materiais empregados devem apresentar bom comportamento em fluência, de modo a suportar a combinação de altas tensões e altas temperaturas com o mínimo de deformação. O presente trabalho visa caracterizar a superliga MAR-M247, fornecida pela empresa Açotécnica, em condições de fluência para a produção de rotores empregados em turbocompressores automotivos. Os trabalhos são divididos em duas etapas. Na primeira estuda-se a melhor combinação de tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento, chegando à condição de solubilização por 5 horas a 1250?C e envelhecimento por 20 horas a 980?C. Um trabalho de outro aluno (SILVA, 2011) realiza o mesmo estudo para uma variação da superliga MAR-M247 em que o tântalo é totalmente substituído por nióbio. Neste caso, a melhor condição de tratamento é solubilização a 1260?C por 8 h seguida de envelhecimento duplo por 5 h a 880?C e 20 h a 780?C. Na segunda etapa, os materiais dos dois trabalhos, nas melhores condições de tratamento para cada um, são testados em condições de fluência a 850?C a 370, 390, 410 e 430 MPa. A superliga convencional apresenta os maiores valores de vida em fluência enquanto a modificada apresenta os maiores valores de ductilidade. A análise de fratura dos materiais ensaiados a 390 e 430 MPa mostra a presença massiva de carbonetos em toda a extensão da microestrutura, apresentando, em muitos casos, uma morfologia de \"escrita chinesa\". Apesar disso, todas as amostras apresentam grande quantidade de vazios, indicando que sua nucleação e crescimento são os responsáveis pela fratura do material. / The needing for high temperature work claim for new materials capable of maintain high strength and good corrosion resistance at temperatures that could reach values near their melting point. Such materials must be creep resistant to withstand high levels of tension and temperature. The aim of this work is the characterization of MAR-M247 under creep conditions for the production of automotive turbocharger rotors made by Açotécnica. The work is split in two steps. In the first one, the material is studied to find the best conditions for solution and ageing heat treatments. The result is a solution treatment at 1250?C for 5 h followed by aging at 980?C for 20 h. A work made by another student (SILVA, 2011) makes the same with a modification of MAR-M247 in which tantalum is completely substituted for niobium. The best condition for this case is a solution treatment at 1260?C for 8 h and a double aging treatment at 880?C for 5 h and 780?C for 20 h. At the second part of the work, both the materials are tested under creep conditions at 850?C with 370, 390, 410 and 430 MPa. The conventional superalloy shows the highest values for creep strength and the modified superalloy shows the highest ductility. Fracture surfaces for 390 and 430 MPa showed brittle carbides with \"chinese script\" morphology. Conversely, holes are present on all four materials what shall mean that its nucleation and growth was the most probably fracture path.