Submitted by SAMARA SCHMIDT null (samaraschmidt@live.com) on 2016-03-23T19:10:34Z No. of bitstreams: 1 tese pronta.pdf: 3652767 bytes, checksum: 3e5bdda8a2ae7e09c685543f6e06c164 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-03-24T17:42:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 schmidt_s_dr_araiq.pdf: 3652767 bytes, checksum: 3e5bdda8a2ae7e09c685543f6e06c164 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-24T17:42:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 schmidt_s_dr_araiq.pdf: 3652767 bytes, checksum: 3e5bdda8a2ae7e09c685543f6e06c164 (MD5) Previous issue date: 2016-03-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo avaliou o efeito de um tratamento térmico assistido por pressão sobre as propriedades de fotoluminescência do óxido de bismuto (α-Bi2O3) sintetizado pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas (HAM). O α-Bi2O3 teve sua estrutura determinada através da técnica de Difração de raios X, e com o auxílio de refinamentos pelo método de Rietveld foi possível visualizar que a amostra tratada com pressão possui um ângulo entre os clusters [BiO6]-[BiO6] ligeiramente maior. As técnicas de microscopia eletrônica de varredura e transmissão possibilitaram a definição da morfologia acicular, tamanho e direção de crescimento dos cristais. A composição química dos materiais foi avaliada pelas espectroscopias Raman e de Fotoelétrons excitados por raios X, onde os espectros Raman mostraram um aumento da intensidade nos modos acima de 284cm-1 na amostra tratada com pressão, sugerindo uma alteração na densidade eletrônica. Os espectros XPS em ambas amostras não mostraram a presença de contaminantes, fase secundária ou íons Bi2+. Ambas as técnicas mostraram que as emissões PL do α-Bi2O3 na região de baixa energia (inferior a 2,1 eV) são atribuídas a lacunas de oxigênio que formam estados doadores. As propriedades óticas dos materiais foram avaliadas e comparadas com o auxílio da técnica de espectroscopia Uv-vis, onde não foi possível verificar nenhuma alteração significativa nas amostras. As propriedades fotoluminescentes das amostras também foram medidas e comparadas. Foi possível verificar que o tratamento térmico assistido por pressão causou um aumento angular entre os clusters [BiO6] - [BiO6] do α-Bi2O3, resultando num aumento significativo da intensidade da emissão PL na amostra tratada com pressão. Cálculos teóricos foram utilizados para simular as bandas de valência e condução dos materiais assim como a densidade eletrônica média nessas bandas. Através dos cálculos foi possível visualizar como a distorção dos clusters altera a polarização dos estados O 2p, e consequentemente a densidade eletrônica dos cristais. / This research evaluated the effect of a pressure-assisted heat treatment (PAHT) on the photoluminescent (PL) properties of bismuth oxide (α-Bi2O3), which was synthesized by a microwave-assisted hydrothermal (MAH) method. α-Bi2O3 crystal structure was characterized X-ray diffraction, and Rietveld refinements showed the pressure-assisted heat treatment caused an angular increase between the [BiO6]– [BiO6] clusters of α-Bi2O3. Scanning and transmission electron microscopies allowed defining the morphology (acicular), size and crystal growth direction of crystals. Chemical composition of samples was evaluated by Raman and X-ray photoelectron (XPS) spectroscopies. Raman spectra showed an increase in the spectrum intensity for frequencies higher than 284 cm-1 for PAHT samples, which suggests an alteration in the electronic density of crystals. XPS spectra of samples did not show the presence of contaminants, secondary phases and Bi2+ ions. Both Raman and XPS spectra also showed that the α-Bi2O3 PL emissions in the low-energy region (below 2.1 eV) are attributed to oxygen vacancies that form defect donor states. UV–vis absorption spectra showed no significant difference between samples. The angular increase between [BiO6]–[BiO6] clusters of α-Bi2O3 promoted a significant rise in the electronic density of the material, which was considered as the cause for the increase in PL emission intensity in PAHT samples. First-principles total-energy calculations were carried out within the periodic density-functional-theory (DFT) to simulate valence and conduction bands, and the average electronic density in these bands. Theoretical results showed how cluster distortion alters the polarization of O 2p states, and consequently, the electronic density of crystals.

De modo geral, os ciclos de cura para resina epóxi demandam algumas horas e elevadas temperaturas. Em busca de novas soluções para a otimização de processos sem perda de qualidade, bem como a economia de energia, diversos processos de cura de resina epóxi não convencionais foram desenvolvidos ao longo dos anos. O uso de irradiação de micro-ondas teve início após a Segunda Guerra Mundial, com a invenção do RADAR. A radiação de micro-ondas é uma radiação não-ionizante, com bom poder de penetração e boa transferência de calor em materiais absorvedores, ou materiais com cargas absorvedoras. A frequência usualmente utilizada em trabalhos de pesquisa e desenvolvimento é de 2,45GHz, a mesma disponível nos equipamentos comerciais e industriais existentes. Para a cura de resinas epóxi não são necessárias alterações no sistema reativo, com iniciadores específicos sensíveis a micro-ondas. O \"efeito micro-ondas\" proporciona um aumento da velocidade de colisão entre os reagentes que, associada à energia absorvida pelo sistema reacional, acelera a reação de cura, possibilitando a cura de resinas de tempo de uso longo (superior a 24 horas, em temperatura ambiente) em questão de minutos. Neste estudo foi utilizado inicialmente um sistema epóxi do tipo DGEBA, com endurecedor à base de anidrido e acelerador à base de amina, nas mesmas condições comerciais indicadas pelo fabricante. Testes iniciais com os fornos de micro-ondas selecionados foram realizados previamente a operação com sistemas epóxi. A cura do sistema já catalisado foi realizada em dois diferentes fornos de micro-ondas adaptados para uso em laboratório. A temperatura de degradação, e a temperatura de transição vítrea, foram avaliadas por técnicas de análise térmica. Cargas, pigmentos e aditivos também foram avaliados, no sentido de determinar suas influências em misturas com o sistema epóxi escolhido. Após estudos preliminares com o sistema epóxi puro, foram realizados testes em compósitos reforçados com fibra de vidro. Os resultados indicam que o processo é promissor, correspondendo ao observado em diversos artigos na literatura. / Generally, the cure cycles epoxy resin demand for few hours, and elevated temperatures. In search of new solutions for process optimization without loss of quality as well as energy saving, various processes of curing epoxy resin unconventional were developed over the years. The use of microwave irradiation began after World War II, with the invention of RADAR. The microwave radiation is non-ionizing radiation, with good power of penetration and good heat transfer in absorbing materials, or materials with absorbing fillers. The frequency usually used in research and development is of 2.45 GHz, the same is available in commercial equipment. For curing epoxy resins are not necessary changes in the system reactive with specific initiators sensitive to microwaves. The \"microwave effect\" provides increased on collision velocity between the reactants, which combined with energy absorbed by the reaction system, its accelerates the reaction curing, allowing the resin to cure long pot-life (times greater than 24 hours) in minutes. In this study, a DGEBA epoxy resin with an anhydride based hardener, and an initiator based on amine was used under the same conditions indicated by the manufacturer. Preliminary tests with the microwave ovens selected were executed before the operation with epoxy systems. The curing of the catalyzed system was performed in two different adapted microwave ovens for use in laboratory. The degradation temperature and the glass transition temperature were evaluated by thermal analysis techniques. Fillers, pigments and additives also were evaluated to determinate the influences with and without the epoxy system. After previous tests with the epoxy system alone, it was realized tests in composites form with glass fiber. The initial results indicate that the curing process by microwave irradiation is promising, and corresponding with the literature.

De modo geral, os ciclos de cura para resina epóxi demandam algumas horas e elevadas temperaturas. Em busca de novas soluções para a otimização de processos sem perda de qualidade, bem como a economia de energia, diversos processos de cura de resina epóxi não convencionais foram desenvolvidos ao longo dos anos. O uso de irradiação de micro-ondas teve início após a Segunda Guerra Mundial, com a invenção do RADAR. A radiação de micro-ondas é uma radiação não-ionizante, com bom poder de penetração e boa transferência de calor em materiais absorvedores, ou materiais com cargas absorvedoras. A frequência usualmente utilizada em trabalhos de pesquisa e desenvolvimento é de 2,45GHz, a mesma disponível nos equipamentos comerciais e industriais existentes. Para a cura de resinas epóxi não são necessárias alterações no sistema reativo, com iniciadores específicos sensíveis a micro-ondas. O \"efeito micro-ondas\" proporciona um aumento da velocidade de colisão entre os reagentes que, associada à energia absorvida pelo sistema reacional, acelera a reação de cura, possibilitando a cura de resinas de tempo de uso longo (superior a 24 horas, em temperatura ambiente) em questão de minutos. Neste estudo foi utilizado inicialmente um sistema epóxi do tipo DGEBA, com endurecedor à base de anidrido e acelerador à base de amina, nas mesmas condições comerciais indicadas pelo fabricante. Testes iniciais com os fornos de micro-ondas selecionados foram realizados previamente a operação com sistemas epóxi. A cura do sistema já catalisado foi realizada em dois diferentes fornos de micro-ondas adaptados para uso em laboratório. A temperatura de degradação, e a temperatura de transição vítrea, foram avaliadas por técnicas de análise térmica. Cargas, pigmentos e aditivos também foram avaliados, no sentido de determinar suas influências em misturas com o sistema epóxi escolhido. Após estudos preliminares com o sistema epóxi puro, foram realizados testes em compósitos reforçados com fibra de vidro. Os resultados indicam que o processo é promissor, correspondendo ao observado em diversos artigos na literatura. / Generally, the cure cycles epoxy resin demand for few hours, and elevated temperatures. In search of new solutions for process optimization without loss of quality as well as energy saving, various processes of curing epoxy resin unconventional were developed over the years. The use of microwave irradiation began after World War II, with the invention of RADAR. The microwave radiation is non-ionizing radiation, with good power of penetration and good heat transfer in absorbing materials, or materials with absorbing fillers. The frequency usually used in research and development is of 2.45 GHz, the same is available in commercial equipment. For curing epoxy resins are not necessary changes in the system reactive with specific initiators sensitive to microwaves. The \"microwave effect\" provides increased on collision velocity between the reactants, which combined with energy absorbed by the reaction system, its accelerates the reaction curing, allowing the resin to cure long pot-life (times greater than 24 hours) in minutes. In this study, a DGEBA epoxy resin with an anhydride based hardener, and an initiator based on amine was used under the same conditions indicated by the manufacturer. Preliminary tests with the microwave ovens selected were executed before the operation with epoxy systems. The curing of the catalyzed system was performed in two different adapted microwave ovens for use in laboratory. The degradation temperature and the glass transition temperature were evaluated by thermal analysis techniques. Fillers, pigments and additives also were evaluated to determinate the influences with and without the epoxy system. After previous tests with the epoxy system alone, it was realized tests in composites form with glass fiber. The initial results indicate that the curing process by microwave irradiation is promising, and corresponding with the literature.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-05-23T23:17:13Z No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-24T11:15:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-24T11:16:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-24T11:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) Previous issue date: 2016-06-02 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / With the increasing demand of oil products, the need arises to seek more and more new extraction techniques to increase the production of barrels at the lowest possible cost. With this also comes the concern for the environment and the entire ecosystem near the mining fields. Techniques to increase the recovery factor of these wells has been developed and refined over the past few years. The heating method by microwave is a process where the electromagnetic energy at high frequency is transformed into thermal energy dielectric loss and / or electromagnetic absorption. Research using as a basis the increase of technical electromagnetic heating recovery factor is still poorly developed. The present work aim is to develop a pipeline model filled by brackish water and heavy oil, the main components present in oil wells the Northeast, and heating it using microwaves to reduce its viscosity. This process is intended to prevent the extraction system is blocked by paraffin buildup. Five models were developed for the realization of studies heating by electromagnetic radiation and potential were varied in three steps. The simulations were all developed using multifísico software COMSOL. The simulation results are plotted in graphs in one and two dimensions, in order to compare the performance of each model used to describe the energy conversion efficiency in the system and analyzing the propagation and absorption of electromagnetic radiation in the dielectric / Com a crescente demanda dos produtos derivados do petróleo, surge a necessidade de buscar cada vez mais novas técnicas de extração que aumente a produção de barris com o menor custo possível. Com isso, surge também a preocupação com o meio ambiente e todo o eco sistema próximo aos campos de extração. Técnicas para aumentar o fator de recuperação desses poços vem sendo desenvolvidas e aperfeiçoadas ao longo dos últimos anos. O método de aquecimento por micro-ondas é um processo onde a energia eletromagnética em alta frequência é transformada em energia térmica por perdas dielétricas e/ou absorção eletromagnética. As pesquisas usando como base as técnicas de aumento do fator de recuperação por aquecimento eletromagnético ainda são pouco desenvolvidas. O intuito do presente trabalho é o de desenvolver um modelo de duto totalmente preenchido por água salobra e óleo pesado, principais componentes presentes em poços de petróleo da região nordeste, e aquecer o mesmo usando micro-ondas para diminuir sua viscosidade. Esse processo tem por finalidade evitar que o sistema de extração seja obstruído por acúmulo de parafina. Cinco modelos foram desenvolvidos para a realização dos estudos de aquecimento por radiação eletromagnética e as potencias foram variadas em três etapas. As simulações foram todas desenvolvidas usando o software multifísico COMSOL. Os resultados das simulações foram plotados em gráficos em uma e duas dimensões, com o intuito de comparar o desempenho de cada modelo adotado, descrever a eficiência de conversão de energia no sistema e analisar a propagação e absorção da radiação eletromagnética no dielétrico / 2017-05-23

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:33:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MagnoMA_DISSERT.pdf: 2362994 bytes, checksum: 76e766a8ab7d1f6010a083adf3877530 (MD5) Previous issue date: 2015-01-21 / The microwave heating is largely used on industry, for treatment of ores and wood drying, and on food production. Besides this industry use, researches applied to cancer cells treatment, demonstrates that the microwave heating is more effective than regular procedures, such as, chemotherapy and radiotherapy, because it is a directional action and does not presents the same side effects amount. This work aims to develop a numeric model using FDTD in order relate the microwave spread, with the dielectric material heating on industry applications, standing as a base to future development of a software, which can study the microwave effects on these applications. Initially the basic issues involving the propagation of electromagnetic waves are discussed, as well as the equation that govern it. Then the mathematical treatment is performed, in order to related the known parameters to those obtained on the simulation. Lastly, experiments based in the simulated medium were performed, for the purpose of verify the error presented on the developed model. Those experiments allowed to conclude that the results numerically given, serve as a reference to situations where high precision is not necessary on the final temperature of the dielectric medium / O aquecimento por micro-ondas é amplamente utilizado nas indústrias, para o tratamento de minérios e secagem de madeira, e na produção de alimentos. Além disso, estudos aplicados ao tratamento de células cancerígenas demonstram que o aquecimento por micro-ondas é mais eficaz no combate do que os procedimentos convencionais, como quimioterapia e radioterapia, por ser de ação localizada e não apresentar a mesma quantidade de efeitos colaterais. Neste sentido, o presente trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo numérico utilizando FDTD que possa relacionar os parâmetros da cavidade e de sua alimentação com o aquecimento final de materiais dielétricos em aplicações industriais, servindo como base para o desenvolvimento de um software para estudo destas aplicações. Inicialmente são abordados os temas bases que envolvem a propagação das ondas eletromagnéticas e as equações que a regem e em seguida é feito o tratamento matemático para relacionar parâmetros conhecidos com os obtidos na simulação. Por fim, foram feitos experimentos baseados no ambiente simulado para verificar o erro do modelo desenvolvido que permitiram concluir que os resultados fornecidos numericamente estão de acordo e servem como referência para aplicações de baixa ou média precisão, mas a necessidade de um sistema em que as propriedades dielétricas variem com a temperatura é essencial para procedimentos que necessitam de maior precisão