[pt] Esta dissertação apresenta um desenvolvimento analítico que permite caracterizar as distorções produzidas na densidade espectral de potência de sinais OFDM devido à sua passagem através de sistemas não lineares. O processo estocástico que caracteriza a envoltória complexa de um sinal OFDM é odelado como um processo estocástico gaussiano complexo, próprio. A não linearidade do canal de transmissão é caracterizada pela expansão, em série de potências, de suas características de conversão AM/AM e AM/PM. Utilizando-se o Teorema dos Momentos para processos gaussianos complexos chega-se a expressões analíticas fechadas para a função autocorrelação e para a densidade espectral de potência do sinal produzido na saída da não- linearidade. As expressões obtidas são aplicadas a situações particulares nas quais 1, 2 e 3 sinais OFDM compartilham a não- linearidade permitindo quantificar, nestas situações específicas, as distorções correspondentes aos produtos de intermodulação de diferentes ordens e o efeito, nestas distorções, de variações no valor do back-off de entrada do sinal. / [en] This MSc dissertation presents a theoretical analysis that evaluates the distortion experienced by the power spectrum density of OFDM signals when they are transmitted through a non-linear channel. The complex envelope of the OFDM signals are modeled as a complex proper gaussian random process and the channel non-linearity is characterized through a power series expansion of its AM/AM and AM/PM distortion curves. Using the Moment Theorem for complex gaussian random processes, closed form expressions for the autocorrelation function and the power spectrum density of the signal produced at the non-linear channel output are obtained. These expressions are applied to specific situations in which 1, 2 and 3 OFDM signals share the nonlinear channel, producing results that quantify the distortions corresponding to intermodulation products of different orders and the effect of varying the signal input back-off value.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de verificar a viabilidade de obtenção de material cerâmico poroso de TiO2, com características de porosidade específicas para o emprego como biomaterial, através do método de conformação por consolidação com amido. Para tanto, foram confeccionados amostras com diferentes teores de sólidos e com teores de amido variando de 10 a 50%. A escolha do dióxido de titânio deve-se as suas já conhecidas propriedades de biocompatibilidade, pela sua similaridade estrutural com o tecido ósseo, baixo custo e capacidade de esterilização. Os corpos cerâmicos foram pré-sinterizados à 1200°C e sinterizados à 1400°C. A caracterização das peças cerâmicas foi feita por meio do ensaio baseado no princípio de Arquimedes, onde se obteve a densidade aparente, a porosidade e capacidade de absorção das peças. As densidades reais a as perdas de massa foram determinadas durante o processamento do material, ou seja, do corpo à verde, do corpo pré-sinterizado e do corpo sinterizado. A porosidade também foi avaliada por meio de microscopia eletrônica de varredura e por meio do ensaio de líquido penetrante. A caracterização de resistência mecânica foi realizada por meio do ensaio de flexão de três pontos com o objetivo de se nortear o uso do material obtido. O material obtido apresentou porosidade entre 17% a 48%, variando de acordo com o percentual de amido na suspensão. A retração na pré-sinterização à 1200°C ficou em torno de 11% e após a sinterização à 1400°C apresentou valores em torno de 20%. Os poros do material obtido apresentaram diâmetros entre 100цm e 400 цm. Também a interconectividade dos poros pode ser verificada. Sendo assim, a técnica de obtenção adotada se mostrou eficiente na obtenção da porosidade específica para fins biomédicos. / This work was carried out in order to verify the feasibility of obtaining TiO2 porous ceramic material with specific characteristics of porosity for employment as a biomaterial, through the method of shaping by starch consolidation. Thus samples with different solids and starch contents ranging from 10 to 50% were fabricated. The choice of titanium dioxide is due to its well known properties of biocompatibility, due to its structural similarity with bone tissue, low cost and ability to sterilization. The ceramic bodies were pre-sintered at 1200 ° C and sintered at 1400 ° C. The characterization of the ceramic pieces was taken by the essay based on Archimedes' principle, where we got the bulk density, porosity and absorption capacity of the pieces. The actual densities of the mass losses were determined during processing of the material, ie the green body, the pre-sintered body and the sintered body. The porosity was also evaluated by scanning electron microscopy and by means of liquid piercing testing. The characterization of mechanical resistance was performed using the assay of three points in order to guide the use of the material obtained. The material presented porosity from 17 % to 48 %, varying according to the percentage of starch in the suspension. The decrease in pre-sintering at 1200 ° C was around 11 % and after sintering at 1400 ° C showed values ​​around 20 %. The pores of the material obtained had diameters from 100 to 400 цm. Also the pore interconnectivity can be verified. Thus, the technique adopted for obtaining proved effective in obtaining specific porosity for biomedical purposes.

A preocupação com o desenvolvimento de técnicas menos agressivas em termos ambientais contribuindo para o desenvolvimento sustentável, levou a utilização de tecnologia enzimática e materiais biodegradáveis como uma rota alternativa. A quitosana é um polímero atóxico, biodegradável e biocompatível proveniente da desacetilação da quitina, subproduto da indústria pesqueira. Uma de suas aplicações é como suporte para a imobilização de biocatalisadores com o intuito de melhorar algumas características, como estabilidade e reutilização. A imobilização pode ocorrer por diversas técnicas, não existindo um método único que abrange todo e qualquer caso. Neste contexto, esse trabalho estudou a viabilidade da utilização de um hidrogel à base de quitosana para imobilização da lipase de Rhizopus oryzae (L036P). Para isso foi realizada a imobilização da lipase por adsorção física e por ligação covalente em hidrogel de quitosana ativado com glutaraldeido. A fim de verificar modificações químicas significativas e a perda de massa das amostras em função da temperatura, os materiais foram submetidos às técnicas de termogravimetria (TG) e espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A massa residual foi de 30% para a enzima livre e de 45% para as enzimas imobilizadas e os espectros de FTIR comprovaram a imobilização devido a mudanças ocorridas em algumas bandas de absorção. A análise da morfologia da superfície do suporte foi realizada através de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura que evidenciaram uma estrutura mais densa e menos porosa após a reticulação do hidrogel. A atividade hidrolítica da lipase imobilizada foi de 406,30 U/g para a imobilização por adsorção física; 439,82 U/g para a imobilização por ligação covalente. Os parâmetros cinéticos km e Vmáx foram determinados e não houve diferença significativa no valor de km para a ambas as lipase imobilizada já o valor de Vmáx sofreu uma queda para ambas as imobilizações indicando uma possível inibição não competitiva. A estabilidade térmica e de estocagem foram avaliadas e foi observada uma melhora na estabilidade térmica após 150 minutos e a atividade hidrolítica de todos os materiais não apresentaram perda significativa após 120 dias. Os biocatalisadores foram ainda caracterizados quanto a atividade ótima de atuação em função da temperatura e pH utilizando a técnica de planejamento de experimentos ( delineamento composto rotacional 2² com três repetições no ponto central). Os resultados encontrados mostraram que há uma variação na temperatura e pH ótimo após a imobilização, sendo encontrado valores máximos de 839,76 U/g para a lipase livre (pH 7,5 a 36°C), 574,18 U/g para a lipase imobilizada por adsorção física (pH 7,5 a 50°C) e 3572,44 U/g para a lipase imobilizada por ligação covalente (pH 8,5 60°C). A partir dos resultados obtidos, verificou-se a potencialidade da utilização de hidrogel como suporte de imobilização da lipase. / The concern with the development of less aggressive techniques for the environment contributing to sustainable development, has led to use of enzyme technology and biodegradable materials as an alternative route. Chitosan is a polymer nontoxic, biodegradable and biocompatible obtained from the deacetylation of chitin by-product of the fishing industry. One of the applications of chitosan is as a support for the immobilization of biocatalysts in order to improve certain characteristics, such as stability and reusability. Immobilization may occur for several ways, with no single method that covers every case. In this context, this study investigated the viability of using a chitosan-based hydrogel to immobilization of lipase Rhizopus oryzae (L036P). To do this was made lipase immobilization by physical adsorption and covalent linking of chitosan hydrogel activated with glutaraldehyde. In order to verify significant chemical modifications and the mass loss of samples as a function of temperature, the materials were subjected to thermogravimetric analysis (TG), and infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR). The residual mass was 30% for the free enzyme and 45% for immobilized enzymes and the infrared spectra confirmed the immobilization due to changes in absorption in certain bands. The analysis of the support surface morphology was performed by images obtained by scanning electron microscopy which showed a denser and less porous structure after crosslinking of the hydrogel. The hydrolytic activity of the immobilized lipase was 406.30 U / g for the immobilization by physical adsorption and 439.82 U / g for the immobilization by covalent attachment. Kinetic parameters (km and Vmáx) were determined and there was no difference difference in the amount of km for both immobilized lipase. The Vmáx value has fallen for both immobilizations indicating a possible non competitive inhibition. The thermal stability and storage were evaluated and it was observed an improvement in thermal stability after 150 minutes and the hydrolytic activity of all the materials showed no significant loss after 120 days. The biocatalysts were further characterized as the optimal activity of action as function of temperature and pH using the experimental design technique through rotational composite design with three replications 2² the center point. The results showed that there is a variation in optimal temperature and pH after immobilization being found maximum values of 839.76 U / g for the free lipase (pH 7.5 and 36 °C), 574.18 U / g for lipase immobilized by physical adsorption (pH 7.5 and 50 °C) and 3572.44 U / g to covalently immobilized lipase (pH 8.5 and 60 °C). From the results obtained, it was verified the potential use of hydrogel as lipase immobilization support. / Programa Institucional de Bolsas de Pós-Graduação - PIB-PÓS

O objetivo principal deste trabalho consistiu na preparação de amostras vítreas à base de polifosfato de sódio e óxido de tungstênio contendo altos teores (60%) de fluoreto de chumbo PbF2, para posterior dopagem com íons terras raras e avaliação das propriedades luminescentes dos vidros e vitrocerâmicas contendo a fase cristalina β-PbF2. As condições de síntese como temperatura e tempo de fusão foram estudadas e otimizadas com o intuito de promover a formação de amostras homogêneas, transparentes e com baixa perda de fluoretos devido à sublimação durante o processo de fusão. Foram obtidas amostras vítreas no sistema ternário (40-x)NaPO3-xWO3-60PbF2 com x variando entre 14 e 34 % em mol. Posteriormente essas amostras foram caracterizadas por DSC para determinação das temperaturas características e estabilidade térmica. Além disso verificou-se que há uma relação linear da Tg com a quantidade de WO3 presente nas amostras. A análise de difração de raios X permitiu verificar o caráter não cristalino das amostras. Um estudo de cristalização indicou a cristalização preferencial da fase cristalina β- PbF2 com mecanismo de cristalização predominantemente volumétrico e crescimento bidimensional. As medidas de absorção no infravermelho confirmaram a remoção de grupos OH com aumento do teor de PbF2 enquanto a análise estrutural por espectroscopia Raman permitiu determinar a formação de ligações de ponte W-O-W com aumento do teor de WO3, além da possibilidade de conversão dos octaedros WO6 em tetraedros WO4, responsáveis da formação vítrea. Medidas de luminescência do Eu3+ em vidros e vitrocerâmicas obtidas por tratamento térmico sugerem a migração do Eu3+ para a fase cristalina de β-PbF2 apenas para as amostras mais concentradas em óxido de tungstênio com diminuição da intensidade da emissão hipersensível 5D0 7F2 em 612 nm e aumento dos tempos de vida. Medidas preliminares de luminescência do Er3+ em amostras vítreas codopadas Er3+/Yb3+ permitiram determinar uma variação nas propriedades de luminescência do íon com o grau de cristalinidade das amostras. / The main goal of this work has been the preparation of glass samples based on sodium polyphosphate NaPO3 and tungsten oxide WO3 with high contents (60%) of lead fluoride PbF2 and doped with rare earth ions in order of obtaining transparent glass-ceramics containing lead fluoride nanocrystallites. Synthesis conditions such as melting time and melting temperature were improved for the formation of transparent, homogeneous and stable glasses with low fluorine loss during the melting process. Glass samples were obtained in this ternary system (40-x) NaPO3-xWO3-60PbF2 varying x of 14 to 34. Subsequently, these samples were characterized by DSC, in order to determine the characteristic temperatures and thermal stabilities. Furthermore, it was found that there is a linear relationship between the Tg and WO3 content in the sample. The XRD analyzes prove the non-crystalline state of the samples. A crystallization study identified the preferential crystallization of the cubic phase β- PbF2 with dominant volumetric crystallization and two-dimensional growth. The absorption measurements in the infrared confirmed the removal of OH groups with increasing PbF2 contents while the structural analysis by Raman spectroscopy allowed to determine the formation of W-O-W bridge connections with increasing WO3 content and the possibility of converting the WO6 octahedra in tetrahedrons WO4, responsible for glass formation. Luminescence measurements of Eu3+ in glasses and glass-ceramics obtained by heat treatment suggest migration of Eu3+ to the crystalline phase of β-PbF2 only for the most WO3 concentrated samples with a decreasing intensity of the hypersensitive emission 5D0  7F2 at 612 nm and increased lifetimes. Preliminary measurements of luminescence of Er3+ in vitreous samples doped Er3+/ Yb3+ enabled to determine a variation in ion luminescence properties with the degree of crystallinity of the samples. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O objetivo principal deste trabalho foi preparar catalisadores suportados em γ-Al2O3, a partir da conformação do hidróxido de alumínio comercial Versal, utilizando como precursores das fases ativas sais comerciais dos metais Ni, Nb e Mo, resultando nos catalisadores: NbMo/γ-Al2O3, NiNb/γ-Al2O3 e NiMo/γ-Al2O3. Estes foram avaliados quanto ao seu desempenho catalítico na reação de Hidrodessulfurização (HDS), principal processo no refino do óleo diesel. O objetivo específico do trabalho foi avaliar a influência nas propriedades dos suportes e dos catalisadores, ao variar alguns parâmetros nas etapas de peptização e calcinação. As variáveis estudadas foram: o tipo de agente peptizante (ácido acético, ácido oxálico e hidróxido de amônio), a concentração do agente peptizante (2% e 3%) e a temperatura de calcinação (550°C e 650°C). Combinando-se esses diferentes parâmetros, foram produzidos nove suportes com características diferentes. Inicialmente, utilizando Difratometria de Raios X, foi avaliada a influência da peptização, da concentração do agente peptizante e da temperatura de calcinação na estrutura cristalina dos suportes. Os resultados demonstraram que as amostras que foram submetidas à peptização e com maior concentração de peptizante, apresentaram um maior grau de cristalinidade. Os suportes foram submetidos às análises de Volumetria de N2, que determina as propriedades texturais (área superficial específica, volume específico de poros e diâmetro médio de poros) e de Resistência Mecânica. Os resultados permitiram selecionar três suportes (ácido acético 3%/650°C, ácido oxálico 3%/650°C e hidróxido de amônio 3%/650°C) para a impregnação. Foi feita impregnação incipiente, em combinações de dois a dois (NbMo, NiNb e NiMo), e os catalisadores finais também foram avaliados com os mesmos testes anteriormente feitos nos suportes, e como resultado, apenas os três catalisadores com suportes peptizados com ácido acético 3%/650°C, foram selecionados para a avaliação catalítica. As hidrodessulfurizações foram realizadas em uma unidade de alta pressão de H2 (30 bar) e alta temperatura (280°C), simulando as condições na refinaria industrial, utilizando como composto sulfurado de partida o Dibenzotiofeno (DBT). Os resultados indicaram que o catalisador NiMo/γ-Al2O3 foi o único que apresentou bom desempenho. / The more important purpose of this work was prepare supported γ-Al2O3 catalysts, by conformation of the aluminum hydroxide Versal, using as active phases precursors, commercial salts of the metals Ni, Nb e Mo, resulting in the catalysts NbMo/γ-Al2O3, NiNb/γ-Al2O3 e NiMo/γ-Al2O3. This were evaluated about the catalytic performance in the Hydrodessulfurization (HDS), principal process in the oil diesel refining. The work specific purpose was evaluated the influence in the properties of the supports and catalysts, diversified some parameters in peptizer and calcination. The studied variables were: the type of peptizer agente (acetic acid, oxalic acid and ammonium hydroxide), the peptizer agent concentration (2% e 3%) and the calcinations temperature (550°C e 650°C). Matching up this different parameters, were make nine supports with different characteristics. Initially, using X-Ray Diffraction, was evaluated the influence of the peptization, the concentration of peptizer agent and the calcination temperature in the supports crystalline structure. The results demonstrated that the peptizated samples with the superior peptizer concentration, show more crystalline. The supports were analyzed by Nitrogen Adsorption, that determine the textural properties (superficial specific area, specific volume of pore and medium diameter of pore) and Mechanical Resistance. The results allowed to select three supports (acetic acid 3%/650°C, oxalic acid 3%/650°C and ammonium hydroxide 3%/650°C) to impregnation. Was made incipient impregnation, in two to two combinations (NbMo, NiNb e NiMo) and the final catalysts were also evaluated with the supports tests, as result, just the three catalysts by supports peptizated with acetic acid 3%/650°C, were selected to catalytic tests. The Hydrodessulfuruzations were made in a high pressure unit of H2 (30 bar) and high temperature (280°C), simulating the industrial refining conditions, using as initial sufured compost the Dibenzothiophene (DBT). The results indicated that the catalysts NiMo/γ-Al2O3 was the only one to had a good performance.

Essa dissertação teve como objetivo desenvolver catalisadores suportados em gama alumina para o refino do óleo diesel. Avaliou-se o efeito do tipo de hidróxido de alumínio comercial utilizado, da quantidade do teor de nióbio adicionado ao suporte e do agente peptizante na conformação. Os pós comerciais de alumina e ácido nióbico foram peptizados, conformados por extrusão, secados e calcinados a 600°C para a obtenção de “pellets" cilíndricos com altura entre 4 e 6 mm e diâmetro entre 2 e 3 mm. O metal Mo, responsável pela fase ativa do catalisador, foi adicionado por impregnação incipiente ao suporte. Analisou-se as propriedades texturais, a resistência mecânica e a estrutura cristalina dos suportes. A partir dessas análises, o suporte que apresentou o melhor conjunto de resultados foi produzido a partir do hidróxido de alumínio Versal + 5% ácido nióbico peptizado com ácido acético 1%, e este foi impregnado com molibdênio. Foram também realizadas as mesmas análises nos catalisadores para avaliar a influência das fases ativas nas propriedades finais do material. / The purpose of this dissertation was develop supported gamma alumina catalysts for diesel oil refining. Were evaluated the effect of the type to commercial aluminum hydroxide used, the content of niobium added to the support and the peptizer agent, in the conformation. The commercial dust alumina and niobic acid were peptizated shaped by extrusion, dried and calcined in 600°C to obtain cylindrical pellets with height between 4 and 6mm and diameter between 2 and 3 mm. The Mo metal, responsable by the active phase of the catalysts, was added to the support by incipient impregnation. Were analyzed the textural properties, the mechanical resistance and the crystalline  structure of the supports. With this analysis the support with the better results was aluminum hydroxide Versal + 5% niobic acid with acetic acid 1%, and this was selected and impregnated with molibdenium. Were made the same analysis in the catalysts.

Muitos materiais cerâmicos são de grande importância tecnológica, como é o caso da tialita (β-Al2TiO5). Essa cerâmica possui excelente resistência ao choque térmico, elevado ponto de fusão, baixa condutividade térmica e elétrica, baixo coeficiente de expansão térmica e baixa molhabilidade com metais não-ferrosos fundidos, o que permite seu emprego em diversas aplicações, sobretudo no setor refratário. Contudo, esse material pode apresentar instabilidade estrutural e formação de microtrincas após a sinterização. A proposta desse trabalho envolveu o emprego de moagem de alta energia (MAE) dos pós precursores de tialita (Al2O3 e TiO2), com adição de MgO, visando à obtenção de pós nanométricos, o que pode melhorar a reatividade entre esses dois óxidos, devido ao aumento da área superficial, sendo que a adição de MgO ao sistema teve como objetivo a estabilização da fase β-Al2TiO5 à temperatura ambiente. Assim, alumina (Al2O3) e titânia (TiO2) foram moídas, por 4 e por 8 horas, nas proporções molares de 45:45, 55:35 e 35:55, com 10% em mol de MgO. Os pós moídos foram sinterizados em forno resistivo (sinterização convencional) e por sinterização assistida por corrente elétrica (SPS – Spark Plasma Sintering). A caracterização dos pós moídos se deu por difração de raios X (DRX), evidenciando que as condições de moagem adotadas não foram suficientes para a formação de tialita nessa etapa, formação essa anteriormente especulada; no entanto, através da equação de Scherrer, foram detectados tamanhos de cristalito nanométricos para todas as composições investigadas. Após compactação via prensagem uniaxial, secagem e sinterização, os corpos de prova foram caracterizados por DRX, evidenciando a formação de tialita em todas as condições investigadas, além da presença de precursores não reagidos e dos espinélios Al2MgO4 e Mg2TiO4. Foram realizadas também medidas de porosidade aparente e densidade aparente e os resultados indicaram que a técnica SPS promoveu uma sinterização mais eficiente, obtendo-se em todas as composições níveis de densificação superiores àqueles obtidos para as amostras sinterizadas convencionalmente. As medidas de microdureza Vickers das amostras evidenciaram também a influência da técnica de sinterização nessa propriedade, onde novamente a técnica SPS proporcionou valores mais elevados. Contudo todas as técnicas apresentaram valores de microdureza próximos ao observado na literatura (5 GPa). Em todas as medidas e análises feitas nesse estudo foi possível observar a influência da composição e do tempo de moagem, onde o excesso de alumina e o maior tempo de moagem proporcionaram em todos os casos resultados superiores em termos de propriedades físicas e mecânicas, assim como menores tamanhos de cristalito. As micrografias obtidas por MEV-FEG confirmaram os resultados obtidos, evidenciando menor crescimento de grão nas amostras sinterizadas por SPS e maior porosidade nas amostras sinterizadas convencionalmente. Apesar da técnica SPS proporcionar corpos com propriedades superiores, a sinterização convencional também apresentou bons resultados para as propriedades estudadas, na maioria dos casos, próximos à SPS, principalmente de densidade aparente e microdureza. Assim, ambas técnicas demonstram grande potencial para estudos dentro da área de refratários, associadas à moagem de alta energia, a qual propicia a obtenção de nanopós. / Many ceramic materials have great technological importance, such as tialite (β-Al2TiO5). This ceramic has excellent thermal shock resistance, high melting point, low thermal and electrical conductivity, low coefficient of thermal expansion and low wettability with molten non-ferrous metals, which allows its use in many applications, particularly in the refractory sector. However, this material may present structural instability and formation of microcracks after sintering. The purpose of this work includes the use of mechanical alloying (MA) of the tialite precursor powders (Al2O3 and TiO2), with addition of MgO, in order to obtain nanometric powders, which can improve the reactivity between these two oxides due the increase of surface área, whereas the addition of MgO to the system aimed at the stabilization of β-Al2TiO5 phase at room temperature. Thus, alumina (Al2O3) and titania (TiO2) were milled for four and eight hours in molar ratios of 45:45, 55:35 and 35:55, with 10 mol% of MgO. The milled powders were sintered in resistive oven (conventional sintering) and by sintering assisted by electric current (SPS – Spark Plasma Sintering). The characterization of milled powders was made by X-ray diffraction (XRD), showing that the adopted milling conditions were not sufficient for the formation of tialite at this stage, formation previously speculated; however, by the Scherrer equation were detected nanometric crystallite sizes for all investigated compositions. After compression by uniaxial pressing, drying and sintering, the samples were characterized by XRD, showing the formation of tialite for all investigated conditions, and the presence of unreacted precursors and spinels Al2MgO4 and Mg2TiO4. Also were conducted apparent porosity and apparent density measurements and the results indicated that the SPS technique promoted more efficient sintering, yielding in all compositions, densification levels higher than those obtained for the samples sintered conventionally. The Vickers microhardness measurements of the samples also showed the influence of sintering technique in this property, so that again the SPS technique provided higher values. However all the techniques presented microhardness values close to those observed in the literature (5 GPa). In all measurements and analyzes in this study it was possible to notice the influence of the composition and milling time, so that the alumina excess and the largest milling time provided superior results in terms of physical and mechanical properties in all cases, as well as lower crystallite sizes. The SEM-FEG micrographs confirmed the obtained results, showing a lower grain growth in the samples sintered by SPS and greater porosity in the samples sintered conventionally. Although the SPS technique to provide bodies with superior properties, conventional sintering also showed good results for the studied properties; in most cases with values close to SPS, especially in apparent density and microhardness. Thus, both techniques show great potential for studies in the refractory area, associated with mechanical alloying, which provides nanopowders. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O trabalho consistiu na preparação de amostras vítreas à base de polifosfato de potássio e óxido de nióbio, dopadas com íons terras raras luminescentes para a obtenção de novas composições vítreas com possíveis aplicações fotônicas. O sistema binário investigado foi o KPO3-Nb2O5, dopado com 0,5% de Eu3+. Foram obtidas amostras vítreas nesse sistema com concentrações molares de Nb2O5 variando de 20, 30, 40, 45 e 50% molar. As diferentes condições de síntese como temperatura, tempo e atmosfera de fusão foram determinadas e otimizadas. As amostras vítreas obtidas foram caracterizadas por DSC afim de determinar o comportamento térmico em função da concentração de Nb2O5 e permitiram identificar suas temperaturas características Tg, Tx, Tc, e Tf. Notou-se que, a medida em que se aumenta a concentração de Nb2O5 na composição, ocorre o aumento da temperatura de transição vítrea e consequentemente a redução da estabilidade térmica contra devitrificação. A amostra com 50% molar de Nb2O5 exclusivamente apresentou dois eventos de cristalização, sendo o primeiro relacionado a fase cristalina óxido de nióbio hexagonal, de interesse tecnológico, e o segundo a fase cristalina fosfato de potássio-nióbio (K3Nb6P4O26). O estudo do mecanismo de nucleação permitiu identificar que na amostra com 50% molar de Nb2O5 tem-se a nucleação volumétrica da fase óxido de nióbio hexagonal. Através do estudo do mecanismo de cristalização foi possível obter uma vitrocerâmica transparente, codopada com Er3+ e Yb3+. Os testes de fotoluminescência da amostra vítrea e da vitrocerâmica, codopadas com Er3+ e Yb3+, demonstraram que a amostra vítrea apresentou uma significativa emissão em torno de 1550nm quando excitada em 980nm. Os resultados provenientes da vitrocerâmica apresentaram uma intensidade de emissão significativamente maior que os da amostra vítrea. Os dados de fotoluminescência do Eu3+ nos vidros demostraram uma redução da simetria ao redor do Eu3+ e aparente aumento da intensidade de determinadas propriedades luminescentes com aumento do teor de Nb2O5, assim como menores valores de tempos de vida com maiores concentrações de Nb2O5, devido ao aumento do índice de refração local. Além disso, desvios entre tempos de vida obtidos por ajuste de função exponencial e tempos de vida médios sugerem a presença de vários sítios distintos para os íons lantanídeos nesses materiais. / This research consists of preparing vitreous samples based on potassium polyphosphate and niobium oxide doped with luminescent rare earth ions in order to obtain new vitreous compositions with possible photonic applications. The binary system investigated was KPO3-Nb2O5, doped with 0.5% Eu3+. Vitreous samples were obtained in this system with molar concentrations of Nb2O5 ranging from 20, 30, 40, 45 and 50 mol%. The different synthesis conditions such as temperature, time and atmosphere of fusion were determined and optimized. The vitreous samples obtained were characterized by DSC in order to determine the thermal behavior as a function of concentration of Nb2O5 and allowed to identify their characteristics temperatures Tg, Tx, Tc, and Tf. It was possible to notice which the increasing of the Nb2O5 concentration, the glass transition temperature also increases consequently reducing the thermal stability against devitrification. Exclusively, the sample with 50 mol% of Nb2O5 showed two crystallization events being the first one related to the crystalline phase niobium hexagonal oxide and the second one phosphate potassium-niobium crystalline phase (K3Nb6P4O26). From the results of the DSC and X-ray diffraction, it was identified that the sample with 50 mol% Nb2O5 has a volumetric crystallization of the niobium oxide hexagonal phase. By studying the crystallization mechanism was possible to obtain a glass ceramic, co-doped with Er3+ and Yb3+. The luminescence test showed that the glass and glass ceramic samples, codoped with Er3+ and Yb3+, had a significant emission around 1550nm when excited at 980nm. The results from the glass ceramic had a significantly higher emission intensity than those of the glassy sample. The luminescence data of Eu3+ in glasses showed a decreasing symmetry around the Eu3+ and apparent increase in the intensity of certain luminescent properties as the concentration of Nb2O5 increased. The lifetimes also decreases with the increasing of Nb2O5 due to the increase of the index local refraction. Furthermore, deviations between life times obtained by the exponential function fitting and average lifetimes suggest the presence of several distinct sites for the lanthanide ions in these materials.

A abordagem modulacional fornece uma estrutura simplificada para descrever a interação não-linear de três ondas (tripleto) em regimes onde a freqüência dos portadores é muito maior do que a freqüência modulacional. No primeira parte deste trabalho investigamos a quebra da tradicional aproximação modulacional na interação de tripleto, que é precisa quando o acoplamento das três ondas é fraco. Examinamos os tipos de dinâmicas decorrentes quando o acoplamento se incrementa desde valores muito pequenos até valores grandes e detectamos uma transição abrupta para valores grandes onde as excursões de amplitude limitada do regime modulacional alcançam regiões muito maiores do espaço de fases. Na segunda parte, estudamos uma extensão multi modo da interação não-linear de três ondas e vemos que os limites da aproximação modulacional podem ser de fato muito restritivos. Para acoplamentos muito pequenos mostramos que todos os modos exibem modulações lentas na amplitude, porém a medida que incrementamos o acoplamento uma transição acontece e os modos mudam para um novo regime dinâmico onde nenhum deles pode mais ser visto como portadores harmônicos de alta freqüência lentamente modulados. As estimativas para o acoplamento crítico e para os tempos de relaxação foram obtidos baseados em uma análise apropriada do tripleto mais instável. / The modulational approach provides a simplified structure to describe the nonlinear interaction of three waves (triplet) in regimes where the carriers frequencies are much larger than the modulational frequency. In the first part of this work we investigate the breakdown of the traditional modulational approximation in the triplet interaction, which is accurate when the coupling between the three waves is weak. We examine the types of dynamics arising when the coupling is increased from very small values to larger values and we detect an abrupt transition for large values where the excursions of the limited amplitude of the modulational regime reach larger regions of the phase space. In the second part, we study a multimode extension of the non-linear interaction of three waves and we see that the limits of the modulational approximation can be indeed very restrictive. For very small couplings we show that all modes display slow amplitude modulations, but as we increase the coupling a transition happens and the modes change to a new dynamical regime where none of them can be seen as a slowly modulated high-frequency harmonic carrier. Estimates for the critical coupling and relax times have been obtained based on proper analysis of the most unstable triplet.

Made available in DSpace on 2016-04-27T16:58:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Esther Wajskop Terdiman.pdf: 6034547 bytes, checksum: 0f8a98944513fb5f72fb5bc761c1cdc1 (MD5) Previous issue date: 1989-09-15 / Históricamente, sabemos que as tentativas infrutíferas da demonstração do Postulado das Paralelas de Euclides levaram à conclusão da independência desse axioma. O trabalho de Saccheri, nesse sentido, partindo da demonstração por absurdo da famosa proposição, resultou no aparecimento dos primeiros teoremas básicos da Geometria não-Euclidiana. Nosso propósito é fazer uma exposição axiomática da Geometria Hiperbólica, com demonstração de todos teoremas necessários a esse estudo. A seguir, verificamos a consistência do sistema axiomático relativamente a um plano Euclidiano, utilizando para isso a inversão em relação à circunferência, bem como introduzindo os conceitos de razão dupla, quádruplas harmônicas e perspectividade, para justificar a construção das paralelas-limite de Janos Bolyai. A consistência esta apresentada por meio do primeiro modelo de Poincaré, por isomorfismo.