Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09303.pdf: 5478849 bytes, checksum: 91eea1ce1127d155b27d04ee87ec86c7 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

This thesis presents work done on the calculation of the effects of anharmonic nuclear motion on the properties of solid materials from first principles. Such anharmonic effects can be significant in many cases. A vibrational self-consistent field (VSCF) method is used as the basis for these calculations, which is then improved and applied to a variety of solid state systems. Firstly, work done to improve the efficiency of the VSCF method is presented. The standard VSCF method involves using density functional theory (DFT) to map the Born-Oppenheimer (BO) energy surface that the nuclei move in, a computationally expensive process. It is shown that the accurate forces available in plane-wave basis DFT can be used to help map the BO surface more accurately and reduce the computational cost. This improved VSCF+f method is tested on molecular and solid hydrogen, as well as lithium and zirconium, and is found to give a speed-up of up to 40%. The VSCF method is then applied to two different systems of physical interest. It is first applied to the case of the neutral vacancy in diamond, in order to resolve a known discrepancy between harmonic ab initio calculations and experiment -- the former predict a static Jahn-Teller distortion, whilst the latter leads to a dynamic Jahn-Teller effect. By including anharmonic corrections to the energy and nuclear wavefunction, we show that the inclusion of these effects results in agreement between first-principles calculations and experiment for the first time. Lastly, the VSCF method is applied to barium titanate, a prototypical ferroelectric material which undergoes a series of phase transitions from around 400 K downwards. The nature of these phase transitions is still unclear, and understanding them is an active area of research. We describe the physics of the phase transitions of barium titanate, including both anharmonicity and the effect of polarisation caused by long wavelength vibrations, to help understand the important physics from first principles.

Submitted by Rafael Innocenti Vieira da Silva null (rivs83@ibb.unesp.br) on 2016-05-02T14:50:37Z No. of bitstreams: 1 TESE Rafael I V da Silva.pdf: 3134322 bytes, checksum: bde81f0826ba0df023c61849b0d46861 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-04T14:06:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_riv_dr_bot.pdf: 3134322 bytes, checksum: bde81f0826ba0df023c61849b0d46861 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T14:06:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_riv_dr_bot.pdf: 3134322 bytes, checksum: bde81f0826ba0df023c61849b0d46861 (MD5) Previous issue date: 2016-04-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho teve por objetivo preparar a cerâmica de BaZr0,1Ce0,7Y0,1Yb0,1O3-δ considerando a aplicação como eletrólito de Células a Combustível de Cerâmicas Protônicas (PCFCs). A cerâmica foi preparada pelo Método do EDTA-Citrato e avaliou-se a influência do pH na estrutura, após a calcinação. Avaliou-se também sua influência na densificação, condutividade elétrica e estabilidade química em atmosfera de CO2. Os resultados de caracterização físico-química do material em pó indicaram a formação da fase perovskita sob sistema monoclínico em temperaturas de 700ºC-1000ºC, mas que contem resíduos de carbonatos, independente da faixa de pH da síntese. Em temperaturas de calcinação de maiores que 1200ºC/3h, os materiais sintetizados em 5≤pH≤6 mantiveram sob estrutura cristalina perovskita do sistema monoclínico (menos simétrico), porém, os materiais sintetizados em 8≤pH≤9 organizaram-se sob estrutura cristalina perovskita no sistema ortorrômbico (mais simétrico). Para ambas as faixas de pH de síntese, resíduos de carbonatos estáveis foram encontrados até uma temperatura de 1200ºC. Os materiais obtidos em ambas as faixas de pH apresentaram alto grau de densificação (densidades relativas >97%), requerendo temperaturas de 1450oC. Os resultados de espectroscopia de impedância elétrica na faixa de 400ºC-600ºC mostraram que o material sintetizado em 8≤pH≤9 apresentou altos valores de condutividade protônica (0,601-4,17 mS/cm) em atmosfera de 20%O2/N2 e 20%H2/N2 umidificadas. Os resultados de estabilidade térmica em atmosfera de 10% em mol de CO2 mostraram que o material possui adequada estabilidade química em temperaturas de 500ºC, podendo ser utilizado como eletrólito de PCFC sob esta condição. / This work aimed to prepare the BaZr0,1Ce0,7Y0,1Yb0,1O3-δ ceramic for the application as electrolyte of Protonic Ceramic Fuel Cell (PCFCs). The ceramic was synthesized by EDTA-Citrate Method and the pH influence (5≤pH≤6 and 8≤pH≤9) was evaluated. After, densification, electrical conductivity and chemical stability (in CO2 10mol% atmosphere) were studied. Concerning to physicochemical characterization results of powder, it was observed the formation of perovskite phase with monoclinic system when treated at 700ºC-1000ºC and it was observed the presence of stable carbonates up to 1200ºC/3h for both pH synthesis conditions. At 1200ºC/3h, the materials synthesized at 5≤pH≤6 range maintained under perovskite monoclinic system (less symmetrical). On the other hand, the materials synthesized at 8≤pH≤9 range structured under perovskite orthorhombic system (more symmetrical). After the densification process at 1450ºC/3h the materials maintained the previous crystalline structures. The materials showed high level of the densification (relatives densities >97%) for the both pH range. The electric impedance spectroscopy analysis of the materials synthesized at 8≤pH≤9 range showed high protonic conductivity (0,601-4,17 mS/cm) at humidified atmosphere of 20%O2/N2 and 20%H2/N2, at 400ºC-600ºC range. The chemical stability results (in CO2 10mol% atmosphere) showed that the material has adequate chemical stability in temperatures of 400-500ºC and that it can be used as PCFCs electrolyte in this temperature range. / CNPq: 141413/2015-8

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-11-21Bitstream added on 2014-06-13T20:42:55Z : No. of bitstreams: 1 gimenes_r_dr_araiq.pdf: 2947108 bytes, checksum: f3c4ec92aee4a4b292c3bf0d47a82b2e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, foi conduzido um estudo sistemático da síntese de compósitos poli(fluoreto de vinilideno-trifluoretileno)/titanato de bário - P(VDF-TrFE)/BT - para uso em Regeneração Tecidual Guiada (GTR). Esta técnica osteopromotiva tem sido amplamente empregada em tratamentos do periodonto. A GTR emprega uma barreira física (membrana) para promover a formação de osso pela migração de células ósseas na região isolada. Desta forma, estas células são capazes de regenerar o defeito ósseo pela exclusão da competição com células não-osteogênicas na reabsorção do coágulo. Desta forma, membranas de compósitos polímero-cerâmica piezoelétrica podem promover osteogênese por meio de potenciais elétricos produzidos e prover proteção mecânica a região isolada. Membranas deste tipo podem ser consideradas como barreiras alternativas para GTR. Nesta direção, as propriedades estruturais e elétricas dos compósitos P(VDF-TrFE)/BT foram avaliadas, bem como, sua biocompatibilidade in vitro. Os compósitos foram preparados pela mistura de pós de titanato de bário e poli(fluoreto de vinilideno-trifluoretileno) (VDF = 80mol%) em meio de dimetilformamida (DMF0). As membranas de compósitos foram obtidos utilizando os seguintes métodos: espalhamento de solução sobre substrato (SC), deposição em spincoating (SP) e precipitação em água seguido de prensagem a quente (WHP). Compósitos obtidos por precipitação em água apresentaram microestrutura heterogênea e superfícies adequadas. Compósitos com fração volumétrica de 0,55 apresentaram os melhores valores de polarização remanescente e constante dielétrica relativa (33,1mC/cm2 e 78, respectivamente). Compósitos com fração volumétrica de 0,10 e 0,50 apresentaram coeficiente piezoelétrico d33 igual a 15,5 e ~0 pC/N respectivamente. P(VDF-TrFE)/BT demonstraram melhor biocompatibilidade in vitro... / In this work, a systematic study on synthesis of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene)/barium titanate - P(VDF-TrFE)/BT - composites for used in Guided Tissue Regeneration (GTR) was carried out. This osteopromotive technique has been widely employed on periodontal treatment. GTR utilizes a physical barrier (membrane) to promote bone-forming cell to migrate into secluded space. Hereby, these cells are able to regenerate the osseous defect, by the exclusion of competing non-osteogenic soft tissue cells on reabsorption. The osteogenic process also can be enhanced by application of electrical energy (direct current or pulsed electromagnetic field). Thereby, membranes of polymer-ceramic piezoelectric composites can promote the osteogenesis by means of electrics potentials produced and to provide mechanical protection to the secluded space. This kind of membrane can be considered an alternative barrier to GTR. In this way, the structural and electrical properties of P(VDF-TrFE)/BT composites were evaluated, as well as, their in vitro biocompatibility. The composites were prepared by mixing Barium Titanate powders and P(VDF-TrFE) (VDF=80mol%) on dimethylformamide medium (DMF). Composites membranes were made by following methods: solvent casting (SC), spincoating (SP), and precipitation on water followed by hot pressing (WHP). Composites obtained by WHP showed heterogeneous microstructure and adequate surfaces. The composite of ceramic fraction of 0.55 presented the best values of remanent polarization and relative dielectric constant (33.1mC/cm2 and 78, respectively). The piezoelectric coefficient d33 was 15,5 and ~0 pC/N for composites with volumetric fraction of 0.10 and 0.50 respectively. P(VDF-TrFE)/BT presented better in vitro biocompatibility when compared to commercial e-PTFE GTR barrier. Therefore, P(VDF-TrFE)/BT membrane developed could be an alternative to be used in GTR.

Submitted by Sâmia Momesso Marques (samia.momesso@gmail.com) on 2018-09-21T01:41:34Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇAO SAMIA M M.pdf: 12893060 bytes, checksum: e9d3e3f4d9f4802da4626e938b74a01e (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-09-21T12:34:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marques_sm_me_ilha.pdf: 12893060 bytes, checksum: e9d3e3f4d9f4802da4626e938b74a01e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T12:34:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marques_sm_me_ilha.pdf: 12893060 bytes, checksum: e9d3e3f4d9f4802da4626e938b74a01e (MD5) Previous issue date: 2018-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A água exerce influência direta no desenvolvimento de sociedades. Por sua vez, as águas subterrâneas apresentam um papel fundamental para o abastecimento humano por constituírem aproximadamente dois terços da fonte de água doce no mundo. A Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) controla e monitora atividades que possam ser fontes de poluição e avalia periodicamente os parâmetros de qualidade das águas. Sua rede conta com 75 pontos de monitoramento até 2012, dificultando um panorama amplo da qualidade das águas no Sistema Aquífero Bauru. O objetivo do trabalho foi estudar a variabilidade espacial e temporal dos parâmetros de qualidade das águas subterrâneas do SAB no Estado de São Paulo. Foram avaliados os parâmetros: Alcalinidade Bicarbonato, Bário, Cálcio, Condutividade Elétrica, Dureza, Magnésio, Nitrato, Potássio, pH, Sódio, Sólidos Totais Dissolvidos e Temperatura. Para tanto foi realizada a análise descritiva, de correlação e a análise geoestatística por meio do cálculo de variogramas experimentais para avaliação da dependência espacial e interpolações por krigagem ordinária. Os resultados indicaram que à exceção do pH e da Temperatura, todos os parâmetros possuíam elevada variabilidade dos dados, com Coeficientes de Variação (CV) elevados, em sua maior parte. As correlações significativas do ponto de vista prático de determinação laboratorial foram de Sólido Total Dissolvido com Cálcio (r = 0,770) e com Magnésio (r = 0,700), além da Dureza com Cálcio (r = 0,910). Do ponto de vista espacial, à exceção da Temperatura no primeiro semestre de 2012, os demais parâmetros apresentaram dependência espacial com apreciáveis ajustes variográficos e mapas de krigagens bem definidos. Os valores de pH estiveram dentro do permitido para consumo humano, à exceção de alguns dados pontuais. Em relação ao NO3-, algumas amostras superaram o Valor Máximo Permitido de 10 mg/L, indicando toxicidade para consumo humano. A influência da variação sazonal foi sutil, em períodos de cheia alguns parâmetros apresentam concentrações ligeiramente inferiores devido ao maior volume de água. As aproximações espaciais e temporais mostraram-se funcionais para extensas áreas e os parâmetros apresentam elevada correlação entre si. / Water is essential for the life maintenance. It influences directly the society development over the centuries. Currently, groundwater resources have a crucial role for supply. These resources constitute around two thirds of the global freshwater sources. The Sao Paulo Environmental Company (CETESB) is responsible for manage activities which can be source of contamination and periodically assess water parameters. However, the CETESB system had 75 monitoring points until 2012, hindering area overview. This study aims evaluate variability and temporal-spatial dependency of water parameters for groundwater quality in the Bauru Aquifer System (BAS), in the State of Sao Paulo, using geostatistical techniques. The parameters were: Bicarbonate Alkalinity, Barium, Hardness, Calcium, Magnesium, Nitrate, Potassium, pH, Sodium, Total Dissolved Solids and Temperature. It has been done at first descriptive analysis and then spatial dependency for which parameter by semivariogram analyzes. The results showed that the parameters have a high variability, except by pH and Temperature, the coefficient variation were very high for the parameters. The significant correlations were Total Dissolved Solids with Calcium (r = 0.770) and Magnesium (r = 0.700) on a laboratorial practice. Besides Hardness and Calcium with r = 0.910. All parameters showed spatial dependency with appreciable semivariographic adjustments and kriging maps defined. The pH values were allowed for human consumption, except by some punctual wells. The pH averages point to neutral waters. The NO3- had some samples values over the maximum permitted (10 mg/L), toxic water for consumption. Existing correlation between parameters and realizing spatial and temporal approaches to find values of not sampled points is possible. It works well even for large areas with non-uniform distribution of the sampling points as Bauru Aquifer System.

O presente trabalho descreve os processos de preparação do aluminato de bário e cálcio, material emissor de elétrons, empregados nos catodos do tipo impregnado para utilização em uma válvula de microondas do tipo TWT. Os catodos investigados constituem-se de uma pastilha de tungstênio porosa impregnada com aluminato de bário e cálcio com proporção molar 5:3:2. Para a síntese do aluminato, utilizaram-se três diferentes métodos: reação em estado sólido, precipitação e cristalização. A termogravimetria auxiliou na consolidação dos procedimentos de preparação dos aluminatos de modo a definir os parâmetros de pirólise/calcinação. Verificou-se que a técnica que apresentou melhores características de síntese foi o método da cristalização, pois esta apresentou uma menor temperatura de formação do aluminato (800ºC) em atmosfera oxidante (O2), quando comparada às técnicas de reação em estado sólido e de precipitação (temperatura de 1000ºC em atmosfera redutora – H2). Utilizou-se o conceito da distribuição da função trabalho prática (PWFD) de Miram para a caracterização termiônica dos catodos impregnados. Empregando-se este método, foi possível traçar o perfil termiônico do catodo com aluminato de bário e cálcio. As curvas PWFD apresentaram a função trabalho média do catodo aluminato de, aproximadamente, 2,00 eV. / In the present work it is described the barium calcium aluminate manufacture processes employed to produce impregnated cathodes to be used in a traveling-wave tube (TWT). The cathodes were developed using a tungsten body impregnated with barium and calcium aluminate with a 5:3:2 proportion (molar). Three different processes were investigated to obtain this material: solid-state reaction, precipitation and crystallization. Thermal analysis, thermogravimetry specifically, supported to determine an adequate preparation procedure (taking into account temperature, time and pirolisys atmosphere). It was verified that the crystallization showed a better result when compared to those investigated (solid-state reaction and precipitation techniques – formation temperature is about 1000ºC in hydrogen atmosphere), whereas it presented the lower formation temperature (800ºC) in oxidizing atmosphere (O2). It was used the practical work function distribution theory (PWFD) of Miram to characterize thermionic impregnated cathode. The PWFD curves were used to characterize the barium-calcium aluminate cathode. PWFD curves shown that the aluminate cathode work function is about 2,00 eV.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06444.pdf: 11587450 bytes, checksum: c6dc7c542bc99d2c882eb508cb25673a (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07531.pdf: 3726046 bytes, checksum: b6529bbc772b1dbd5d07980b9fc50ca0 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:46:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07973.pdf: 3168450 bytes, checksum: 8bf87743d796e20893798cadfbfad208 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP