O uso do cálculo termodinâmico e consequentemente base de dados desenvolvidas para esse propósito é hoje uma das ferramentas fundamentais para o aprimoramento e desenvolvimento de superligas a base de níquel. A proposta deste trabalho foi avaliar a confiabilidade de uma base de dados comercial, específica para superligas a base de níquel, utilizada em softwares de cálculos termodinâmicos computacionais. Comparou-se os dados experimentais da superliga Inconel 713LC com informações obtidas através do calculo termodinâmico para a composição química específica da superliga estudada. As amostras da superliga comercial Inconel 713LC foram retiradas de barras da liga fundida a vácuo (VIM). Os tratamentos térmicos foram realizados sob atmosfera de argônio em cápsulas de quartzo nas temperaturas de 600?C, 900?C e 1250 ?C nos tempos de 10h, 24h, 50h, 100h, 250h, 500h, 1000h e 2000 horas, de acordo com a temperatura de tratamento utilizada, visando acompanhar o desenvolvimento microestrutural até alcançar a condição de equilíbrio termodinâmico. Previamente, a amostra no estado bruto de fusão e as amostras após os tratamentos de equilíbrio foram caracterizadas microestruturalmente via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição das fases medidas por microanálise de energia dispersiva (EDS). As temperaturas das transformações de fases foram medidas por analise térmica diferencial (DTA). Nas amostras também foram realizadas medidas de microdureza para acompanhar indiretamente a evolução microestrutural da fase gama prime. Para os cálculos termodinâmicos foram utilizados o software Thermo-Calc® e a base de dados TTNi8 da empresa Thermotech Ltd®. / The computational thermodynamic simulation and the databases designed for this purpose are today one the most important tools to develop new nickel based superalloys. The aim of this work was to check the reliability of a commercial database, designed specifically for Ni-based superalloys. The experimental phase diagram data of Inconel 713LC, such as, liquidus and solidus temperatures as well as chemical phase compositions were compared with thermodynamic information extracted from computational simulations. Samples of a commercial superalloy Inconel 713LC were extracted from an ingot produced by Vacuum Induction Melting (VIM) and heat treated under argon in quartz capsules at 600?C, 900 ?C and 1250?C for 10h, 24h, 50h, 100h, 250h, 500h, 1000h and 2000h, according to the treatment temperature used, aiming at reaching the thermodynamic equilibrium conditions. The as-cast and all heat-treated samples were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and the chemical compositions of the phases were measured via Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). Temperatures of phase transformations were determined by Differential Thermal Analysis (DTA). Microhardness measurements were performed to indirectly follow the microstructural evolution of gamma prime. The Thermo-Calc® software and the TTNi8 database from Thermotech Ltd® were used for thermodynamic calculations.

Neste trabalho, o objetivo geral é investigar os processos sinóticos, dinâmicos e termodinâmicos de dois ciclones subtropicais ocorridos no Atlântico Sul. Utilizou-se um algoritmo de rastreamento de máximos de vorticidade ciclônica e o algoritmo Cyclone Phase Space (CPS), que permite classificar o ciclo de vida dos ciclones. Desenvolveu-se um processo de automatização destes algoritmos, que possibilitou a análise dos diagramas de fase de todos os ciclones ocorridos no Atlântico Subtropical durante 2008, 2009 e março de 2010. As condições sinóticas para dois eventos foram analisadas desde o período prévio à formação até o decaimento dos sistemas, e as equações do balanço de vorticidade e de calor foram utilizadas para investigar os processos dinâmicos e termodinâmicos. Embora com fraca intensidade em termos de pressão central, os ciclones tiveram impacto importante nas condições de tempo sobre suas regiões de atuação, e os ventos máximos superaram 15 m/s em 925 hPa por várias horas. Ambos os ciclones apresentaram, ao menos em algum tempo de sua fase subtropical, um pico de advecção horizontal quente em altos níveis, enquanto a advecção horizontal quente em baixos níveis apresentou fraca intensidade. Nos estágios de fase híbrida, o termo diabático foi responsável pelas tendências de aquecimento em baixos níveis. Já durante a fase de transição extratropical ocorrida em um dos ciclones, o sentido dos fluxos turbulentos em superfície se inverteu e o termo diabático passou a contribuir para tendências de resfriamento em baixos níveis. Em altos níveis, foram encontradas regiões em que altos valores positivos do termo diabático da equação da termodinâmica correspondem a regiões de intenso resíduo negativo da equação da vorticidade. Nestas regiões, os processos convectivos podem explicar os imbalanços de vorticidade. Nas demais regiões e níveis em que esta relação não ocorreu, sugere-se que a convecção influencia as variações locais de vorticidade de uma forma mais distribuída na coluna atmosférica, assim como a divergência associada aos movimentos verticais pode ocorrer de forma distribuída ao longo da troposfera. / This work aims to investigate the synoptic and dynamic processes of a sample of subtropical cyclones that occurred near the east coast of South America. A cyclonic vorticity maximum tracking algorithm and the Cyclone Phase Space (CPS) algorithm are used to track and to classify the life cycle evolution of the cyclones. By automating these algorithms, it was possible to perform the analysis of the phase diagrams of all the cyclones occurred in the Subtropical Atlantic during 2008, 2009 and March 2010. The synoptic conditions for two events were analyzed from the period prior to the genesis until the decay of the systems, and the heat and vorticity balance equations were used to investigate the thermodynamic and dynamic processes. Although with low intensity in terms of central pressure, the cyclones had a major impact on the weather conditions in their regions of occurrence, and the 925 hPa maximum sustained winds exceeded 15 m/s for several hours. Both selected cyclones, at least at a time of its subtropical phase, had a peak of warm horizontal advection at higher levels, whilst the warm horizontal advection at lower levels showed weak intensity. In the hybrid stages of both cyclones, the diabatic term was responsible for warming trends at low levels. However, during the extratropical transition in one of the cyclones, the direction of the near-surface turbulent fluxes reversed and the diabatic term began to contribute to cooling trends at low levels. In the upper troposphere, it was found that in some regions that featured large positive values of the thermodynamic equation diabatic term, there was also a significant negative residual of the vorticity equation. In these regions, the convective processes can explain the observed vorticity imbalances. For other regions and levels, at which there was no direct relationship between the residual fields, it is suggested here that convection influences the local variations of vorticity in a more distributed way in the atmospheric column, as well as the divergence associated with the vertical velocities can be more distributed throughout the troposphere, without being concentrated at only some levels.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FernandoFGF.pdf: 1543921 bytes, checksum: 28fee7b00926ff19375c7b0098bc6b3d (MD5) Previous issue date: 2009-12-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / With the increase of asphalt milling services was also a significant increase in recycling services pavements. The techniques used today are basically physical processes in which the milled material is incorporated into new asphalt mixtures or executed on site, with the addition of virgin asphalt and rejuvenating agent. In this paper seeks to analyze the efficiency of extraction of CAP (Petroleum Asphalt Cement) mixtures from asphalt milling, using commercial solvents and microemulsions. The solvents were evaluated for their ability to solubilize asphalt using an extractor reflux-type apparatus. Pseudoternary diagrams were developed for the preparation of microemulsion O/W surfactant using a low-cost coconut oil saponified (OCS). Microemulsions were used to extract the CAP of asphalt through physicochemical process cold. Analysis was performed concentration of CAP in solution by spectroscopy. The data provided in the analysis of concentration by the absorbance of the solution as the basis for calculating the percentage of extraction and the mass flow of the CAP in the solution. The results showed that microemulsions prepared with low concentration of kerosene and butanol/OCS binary has high extraction power of CAP and its efficiency was higher than pure kerosene, reaching 95% rate of extraction / Com o aumento dos servi?os de fresagem asf?ltica houve tamb?m um incremento significativo nos servi?os de reciclagem de pavimentos asf?lticos. As t?cnicas hoje empregadas s?o basicamente processos f?sicos nas quais o material fresado ? incorporado a novas misturas asf?lticas ou executado in loco , com a incorpora??o de asfalto virgem e agente rejuvenecedor. Nesse trabalho prop?e-se analisar a efici?ncia na extra??o do CAP (Cimento Asf?ltico de Petr?leo) de misturas proveniente de fresagem asf?ltica, utilizando solventes comerciais e microemuls?es. Os solventes foram avaliados quanto a sua capacidade de solubilizar asfalto utilizando um extrator por refluxo do tipo Soxhlet. Foram desenvolvidos diagramas pseudotern?rios para elabora??o de microemuls?o O/A utilizando tensoativo de baixo custo como o ?leo de coco saponificado (OCS). As microemuls?es foram utilizadas para extrair o CAP da mistura betuminosa atrav?s de processo f?sico-qu?mico a frio. Foi realizada an?lise de concentra??o de CAP na solu??o atrav?s de espectroscopia. Os dados fornecidos na an?lise da concentra??o atrav?s da absorb?ncia da solu??o serviram de base para o c?lculo do percentual de extra??o e do fluxo m?ssico do CAP na solu??o. Os resultados mostraram que microemuls?es elaboradas com baixa concentra??o de querosene e do bin?rio butanol/OCS tem grande poder de extra??o de CAP, sua efici?ncia foi maior do que o querosene puro, alcan?ando taxa de 95% de extra??o

The magnetic properties of materials are primarily dictated by its ion ordering which occurs by means of electrostatic exchange interaction. Many other factors are also involved such as the lattice geometry, non-magnetic ions, anisotropy, external fields, and so forth. In this work, we investigate the ferromagnetic spin 1=2 Heisenberg model within the mean field approximation as well as in the effective field framework in two distinct structures, namely, the kagome and simple cubic lattices. For the kagome structure, we applied the mean field approximation including Dzyaloshinkii-Moriya (DM) anisotropy and an external field. Then, we worked out its phase diagram on the temperature-interaction manifold and analyzed some fundamental thermodynamics properties such as magnetization and magnetic susceptibility for varying (exchange interaction parameter), anisotropy (DM), and temperature. For the simple cubic lattice, we rely on the effective-field approximation by means of the differential operator technique. In this case, we assumed the external field to follow a trimodal distribution and also added a term that accounts for the bond distribution. We then explored the resulting behavior of the phase diagrams. Our findings provide an accurate description of the magnetic behavior of real systems featuring anisotropy and similar topologies. / O magnetismo exibido pelos materiais tem como um dos requisitos físicos o ordenamento dos seus íons magnéticos que ocorre por meio de uma interação denominada de interação de troca de origem eletrostática. Muitos outros fatores influenciam fortemente no surgimento do magnetismo como a geometria da rede, presença de íons não magnéticos no cristal, presença de anisotropia, fatores externos ao material, como campos aplicados ao mesmo. Neste trabalho, obtivemos propriedades magnéticas do modelo de Heisenberg ferromagnético de spin 1=2 nas aproximações de campo médio, e de campo efetivo via operador diferencial em duas redes distintas: kagomé e cúbica simples. Para a rede tipo kagomé, a aproximação utilizada foi a de campo médio e adicionamos os termos de anisotropia de Dzyaloshinkii-Moriya (DM) e de campo externo. Nessa parte foi analisado o diagrama de fases no plano Temperatura versus interação (DM) e o comportamento das grandezas termodinâmicas como magnetização e susceptibilidade magnética sob a flutuação dos parâmetros (definido como parâmetro de troca), do termo de anisotropia (DM) e da temperatura. Para a rede cúbica simples, a abordagem foi realizada na aproximação de campo efetivo por meio da técnica do operador diferencial. Nesse contexto, adicionamos ao formalismo um termo de distribuição das ligações e uma distribuição trimodal para o campo externo e estudamos os efeitos dessas distribuições nos diagramas de fases temperatura versus campo externo e temperatura versus ligação. Com isso, obtivemos resultados que podemos considerá-los como uma boa estimativa do comportamento magnético de sistemas reais, ao quais possuem os tipos de redes considerados e que estão sob a influência dos parâmetros anisotrópicos e das distribuições consideradas.

O uso do cálculo termodinâmico e consequentemente base de dados desenvolvidas para esse propósito é hoje uma das ferramentas fundamentais para o aprimoramento e desenvolvimento de superligas a base de níquel. A proposta deste trabalho foi avaliar a confiabilidade de uma base de dados comercial, específica para superligas a base de níquel, utilizada em softwares de cálculos termodinâmicos computacionais. Comparou-se os dados experimentais da superliga Inconel 713LC com informações obtidas através do calculo termodinâmico para a composição química específica da superliga estudada. As amostras da superliga comercial Inconel 713LC foram retiradas de barras da liga fundida a vácuo (VIM). Os tratamentos térmicos foram realizados sob atmosfera de argônio em cápsulas de quartzo nas temperaturas de 600?C, 900?C e 1250 ?C nos tempos de 10h, 24h, 50h, 100h, 250h, 500h, 1000h e 2000 horas, de acordo com a temperatura de tratamento utilizada, visando acompanhar o desenvolvimento microestrutural até alcançar a condição de equilíbrio termodinâmico. Previamente, a amostra no estado bruto de fusão e as amostras após os tratamentos de equilíbrio foram caracterizadas microestruturalmente via microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição das fases medidas por microanálise de energia dispersiva (EDS). As temperaturas das transformações de fases foram medidas por analise térmica diferencial (DTA). Nas amostras também foram realizadas medidas de microdureza para acompanhar indiretamente a evolução microestrutural da fase gama prime. Para os cálculos termodinâmicos foram utilizados o software Thermo-Calc® e a base de dados TTNi8 da empresa Thermotech Ltd®. / The computational thermodynamic simulation and the databases designed for this purpose are today one the most important tools to develop new nickel based superalloys. The aim of this work was to check the reliability of a commercial database, designed specifically for Ni-based superalloys. The experimental phase diagram data of Inconel 713LC, such as, liquidus and solidus temperatures as well as chemical phase compositions were compared with thermodynamic information extracted from computational simulations. Samples of a commercial superalloy Inconel 713LC were extracted from an ingot produced by Vacuum Induction Melting (VIM) and heat treated under argon in quartz capsules at 600?C, 900 ?C and 1250?C for 10h, 24h, 50h, 100h, 250h, 500h, 1000h and 2000h, according to the treatment temperature used, aiming at reaching the thermodynamic equilibrium conditions. The as-cast and all heat-treated samples were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM) and the chemical compositions of the phases were measured via Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). Temperatures of phase transformations were determined by Differential Thermal Analysis (DTA). Microhardness measurements were performed to indirectly follow the microstructural evolution of gamma prime. The Thermo-Calc® software and the TTNi8 database from Thermotech Ltd® were used for thermodynamic calculations.

Neste trabalho, o objetivo geral é investigar os processos sinóticos, dinâmicos e termodinâmicos de dois ciclones subtropicais ocorridos no Atlântico Sul. Utilizou-se um algoritmo de rastreamento de máximos de vorticidade ciclônica e o algoritmo Cyclone Phase Space (CPS), que permite classificar o ciclo de vida dos ciclones. Desenvolveu-se um processo de automatização destes algoritmos, que possibilitou a análise dos diagramas de fase de todos os ciclones ocorridos no Atlântico Subtropical durante 2008, 2009 e março de 2010. As condições sinóticas para dois eventos foram analisadas desde o período prévio à formação até o decaimento dos sistemas, e as equações do balanço de vorticidade e de calor foram utilizadas para investigar os processos dinâmicos e termodinâmicos. Embora com fraca intensidade em termos de pressão central, os ciclones tiveram impacto importante nas condições de tempo sobre suas regiões de atuação, e os ventos máximos superaram 15 m/s em 925 hPa por várias horas. Ambos os ciclones apresentaram, ao menos em algum tempo de sua fase subtropical, um pico de advecção horizontal quente em altos níveis, enquanto a advecção horizontal quente em baixos níveis apresentou fraca intensidade. Nos estágios de fase híbrida, o termo diabático foi responsável pelas tendências de aquecimento em baixos níveis. Já durante a fase de transição extratropical ocorrida em um dos ciclones, o sentido dos fluxos turbulentos em superfície se inverteu e o termo diabático passou a contribuir para tendências de resfriamento em baixos níveis. Em altos níveis, foram encontradas regiões em que altos valores positivos do termo diabático da equação da termodinâmica correspondem a regiões de intenso resíduo negativo da equação da vorticidade. Nestas regiões, os processos convectivos podem explicar os imbalanços de vorticidade. Nas demais regiões e níveis em que esta relação não ocorreu, sugere-se que a convecção influencia as variações locais de vorticidade de uma forma mais distribuída na coluna atmosférica, assim como a divergência associada aos movimentos verticais pode ocorrer de forma distribuída ao longo da troposfera. / This work aims to investigate the synoptic and dynamic processes of a sample of subtropical cyclones that occurred near the east coast of South America. A cyclonic vorticity maximum tracking algorithm and the Cyclone Phase Space (CPS) algorithm are used to track and to classify the life cycle evolution of the cyclones. By automating these algorithms, it was possible to perform the analysis of the phase diagrams of all the cyclones occurred in the Subtropical Atlantic during 2008, 2009 and March 2010. The synoptic conditions for two events were analyzed from the period prior to the genesis until the decay of the systems, and the heat and vorticity balance equations were used to investigate the thermodynamic and dynamic processes. Although with low intensity in terms of central pressure, the cyclones had a major impact on the weather conditions in their regions of occurrence, and the 925 hPa maximum sustained winds exceeded 15 m/s for several hours. Both selected cyclones, at least at a time of its subtropical phase, had a peak of warm horizontal advection at higher levels, whilst the warm horizontal advection at lower levels showed weak intensity. In the hybrid stages of both cyclones, the diabatic term was responsible for warming trends at low levels. However, during the extratropical transition in one of the cyclones, the direction of the near-surface turbulent fluxes reversed and the diabatic term began to contribute to cooling trends at low levels. In the upper troposphere, it was found that in some regions that featured large positive values of the thermodynamic equation diabatic term, there was also a significant negative residual of the vorticity equation. In these regions, the convective processes can explain the observed vorticity imbalances. For other regions and levels, at which there was no direct relationship between the residual fields, it is suggested here that convection influences the local variations of vorticity in a more distributed way in the atmospheric column, as well as the divergence associated with the vertical velocities can be more distributed throughout the troposphere, without being concentrated at only some levels.