Made available in DSpace on 2014-10-09T12:26:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:45:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:10:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07158.pdf: 11508502 bytes, checksum: 98450a4e95ed9ee46e9cd94023b1502e (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2014-11-10T12:35:45Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-11-10T12:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3810453 bytes, checksum: f423186e582c85555cd8c1d3ea6cddcb (MD5) Previous issue date: 2014-08-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The work consisted in the synthesis of ferrites of composition Ni0,5-xNdxZn0,5Fe2O4 varying the concentration of neodymium ions (Nd3+) for 0 ≤ x ≤ 0.3, the method being chosen as the citrate precursor method or route of synthesis. After synthesis, the samples were calcined at 350°C and then pressed into discs and toroids. Subsequently these samples were sintered at 1000°C for 3 hours, the rate being controlled heating and cooling. The calcined materials were characterized by XRD, SEM and vibrating sample magnetometry (MAV) and sintered samples by XRD, SEM, MAV, and measures of permeability and magnetic losses. The method of the precursor citrate has been demonstrated to be an effective method because obtained structural materials with desirable features. From XRD and the Rietveld refinement, it was found that the synthesized samples and treated at 350°C showed 100% formation of the single phase of spinel type and treated at 1000°C showed besides the ferrite phase, secondary phase confirmed by refinement as NdFeO3. The samples treated at 1000°C for 3 hours have passed the dimensions in micrometers due to the diffusion effect between the crystals, which increases at higher temperatures. The synthesized and treated at 350 and 1000°C for 3 hours ferrites behave as magnetically "soft" or "soft" and intensity of saturation magnetization decreases with the increase in the samples of neodymium (Nd3+) materials. The proof of this decrease was demonstrated by the study of positioning of cations in the spinel network using the Rietveld refinement method, and the influence of these changes in the magnetic properties, from the comparative relationship between the magnetization values in terms of the Bohr magneton theoretical (MBTeórico) and experimental Bohr (MBExp.). The results of electrical tests of the synthesized samples showed that the materials developed have potential for miniaturization for applications in electronic devices such as inductive microwave in telecom cores / O trabalho consistiu na síntese de ferritas de composição Ni0,5-xNdxZn0,5Fe2O4 variando a concentração dos íons neodímio (Nd3+) de 0 ≤ x ≤ 0,3, sendo escolhido o método do citrato precursor como método ou rota de síntese. Após a síntese, as amostras obtidas foram calcinadas na temperatura de 350°C e depois prensadas em forma de pastilhas e toróides. Posteriormente estas amostras foram sinterizadas a 1000ºC durante 3 horas, sendo controlado a velocidade de aquecimento e de resfriamento. Os materiais calcinados obtidos foram caracterizados por DRX, MEV e magnetometria de amostra vibrante (MAV) e as amostras sinterizadas por DRX, MEV, MAV, e medidas de permeabilidade e perdas magnéticas. O método do citrato precursor demonstrou-se ser um método eficiente, pois obtivemos materiais com aspectos estruturais desejáveis. A partir das análises de DRX e do refinamento pelo método de Rietveld, verificou-se que as amostras sintetizadas e tratadas a 350ºC apresentaram formação de 100% de fase única do tipo espinélio e as tratadas a 1000ºC apresentaram além da fase ferrita, uma fase secundária, confirmada pelo refinamento como sendo NdFeO3. As amostras tratadas a 1000ºC por 3 horas passaram a possuir dimensões em micrômetros, devido ao efeito de difusão entre os cristais, que aumenta em altas temperaturas. As ferritas sintetizadas e tratadas a 350 e 1000ºC por 3 horas comportaram-se como materiais magneticamente macios ou moles e com intensidade da magnetização de saturação diminuindo nas amostras com o incremento de neodímio (Nd3+). A comprovação desta diminuição foi demonstrada pelo estudo de posicionamento dos cátions na rede espinélio, utilizando o refinamento do método de Rietveld, e da influência destas mudanças nas propriedades magnéticas, a partir da relação comparativa entre os valores de magnetização em termos de magnéton de Bohr teórico (MBTeórico) e de Bohr experimental (MBExp.). Os resultados das análises elétricas das amostras sintetizadas apresentaram que os materiais obtidos possuem potencialidades de miniaturização para aplicações como núcleos indutivos em dispositivos eletrônicos de micro-ondas na área de telecomunicações

O elemento químico neodímio (Nd) atualmente está em evidência pois é parte fundamental em aplicações produzidas por empresas ligadas a tecnologias limpas e de ponta. Porém, é classificado como crítico pelo departamento de energia dos EUA em função do monopólio chinês atuante em sua exploração e comercialização. Devido à crescente demanda frente à restrita disponibilidade, a recuperação deste metal está em ascensão. Uma das aplicações do neodímio é o ímã permanente de neodímio-ferro-boro, utilizado em hard disk drives (HDs) de computadores. Desta forma, este estudo visou caracterizar os ímãs provenientes de HDs de computadores e estabelecer uma rota de recuperação do neodímio por meio de processos mecânicos e hidrometalúrgicos. Por meio da pesagem dos HDs e seus ímãs obteve-se massa média de 3,04 g e 7,91 g para laptop e desktop, respectivamente, representando menos de 3% da massa total do HD. A desmagnetização foi atingida por meio de aquecimento até a temperatura de Curie, em torno de 312 °C, e a cominuição realizada em moinho de facas, onde foram obtidas três granulometrias classificadas em frações A, B e C. Qualitativamente as amostras, foram analisados por meio de difração de raios-X (DRX), onde a fase tetragonal Nd2Fe14B foi o constituinte dominante, e por meio de análise em microscópio eletrônico de varredura (MEV). Semi-quantitativamente os ímãs, seus revestimentos e o precipitado final foram avaliados por meio de espectrometria de fluorescência de raios-X (FRX). A composição média de 21,5% de neodímio e 65,1% de ferro em massa, além de outros elementos químicos, obtida por meio de espectrometria de emissão óptica com plasma (ICP-OES), mostrou teor de neodímio superior aos minérios explorados, tornando este resíduo interessante em relação à recuperação deste metal. O procedimento hidrometalúrgico adotado envolveu a lixiviação das amostras em ácido sulfúrico 2M e a variação de três parâmetros: razão sólido/líquido, temperatura e tempo, em dois níveis. Posteriormente foi realizada a precipitação seletiva por meio de NaOH, formando o duplo sal NaNd(SO4)2.nH2O. Os resultados mostraram que a lixiviação de neodímio atingiu eficiência média acima de 94%, porém todos os experimentos apresentaram material não lixiviado, majoritariamente composto por níquel e cobre. / The chemical element neodymium (Nd) currently is in evidence as it is a fundamental part in applications manufactured by clean and advanced technology companies. However, it is classified as critical by the United States Department of Energy due to Chinese monopoly in its exploration and commercialization. Due to increasing demand in contrast with scarce supply, the recovery of neodymium is growing. One of the applications of this metal is the neodymium-iron-boron permanent magnet, used in hard disk drives (HDDs) of computers. Therefore, this study aimed magnets characterizing from HDDs of computers and then establishing a recovery route for neodymium by mechanical and hydrometallurgical processes. By weighing the HDDs and their magnets it was obtained the average weight of 3.04 g and 7.91 g for laptop and desktop, respectively, representing less than 3% of the HDDs total mass. Demagnetizing was achieved by heating up to Curie temperature of around 312 °C, and the comminution in knives mill resulted in three granulometries classified into fractions A, B and C. Qualitatively, magnets were analyzed by X-ray diffraction (XRD), where the tetragonal phase Nd2Fe14B was the dominant constituent of the sample, and through analysis in a scanning electron microscope (SEM). Semi-quantitatively, the magnets, its covers, and the final precipitate were evaluated by X-ray fluorescence spectrometry (XRF). The average composition of neodymium and iron showed 21.5% and 65.1% by weight, respectively, among other chemical elements. This results were obtained by optical emission spectrometry (ICP-OES), representing a higher neodymium content compared to the ores content, which makes this waste interesting from a neodymium recovery point of view. The procedure adopted involved hydrometallurgical leaching of the samples in 2M sulfuric acid varying three parameters: liquid/solid ratio, temperature and time, each one on two levels. Subsequently, the selective precipitation by NaOH was performed to form the double salt NaNd(SO4)2.nH2O. The results showed that neodymium leaching efficiency reached above 94%, but the experiments showed as well some material left, mainly composed of nickel and copper.

abstract: This dissertation presents a new hybrid fault current limiter (FCL) topology that is primarily intended to protect single-phase power equipment. It can however be extended to protect three phase systems but would need three devices to protect each individual phase. In comparison against the existing fault current limiter technology, the salient fea-tures of the proposed topology are: a) provides variable impedance that provides a 50% reduction in prospective fault current; b) near instantaneous response time which is with-in the first half cycle (1-4 ms); c) the use of semiconductor switches as the commutating switch which produces reduced leakage current, reduced losses, improved reliability, and a faster switch time (ns-µs); d) zero losses in steady-state operation; e) use of a Neodym-ium (NdFeB) permanent magnet as the limiting impedance which reduces size, cost, weight, eliminates DC biasing and cooling costs; f) use of Pulse Width Modulation (PWM) to control the magnitude of the fault current to a user's desired level. g) experi-mental test system is developed and tested to prove the concepts of the proposed FCL. This dissertation presents the proposed topology and its working principle backed up with numerical verifications, simulation results, and hardware implementation results. Conclu-sions and future work are also presented. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Electrical Engineering 2013

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / No presente trabalho realizamos uma sÃrie de experimentos acerca do processo de injeÃÃo de um fio magÃtico no interior de uma cavidade circular rı́gida com o objetivo de obter uma melhor compreensÃo sobre as caracterı́sticas das morfologias geradas dependendo das condiÃÃes inici- ais. Nossos resultados indicam a possibilidade de formaÃÃo de duas morfologias que apresentam caracterı́sticas bastante distintas. Quando os dois fios injetados em posiÃÃes diametralmente opostos na cavidade apresentam dipolos magnÃticos que apontam na mesma direÃÃo, porÃm em sentidos opostos, observamos a formaÃÃo do padrÃo tipo Espiral. Jà no caso dos dois fios apre- sentarem dipolos que apontam na mesma direÃÃo e sentido, os padrÃes de empacotamentos sÃo do tipo Loop. Em seguida, realizamos uma sÃrie de anÃlises estatı́sticas com bases nas imagens das estruturas formadas durante a injeÃÃo do fio na cavidade. Como resultados destas anÃlises observamos que a morfologia da estrutura no caso do empacotamento tipo Loop apresentava uma distribuiÃÃo de tamanhos de laÃos que exibe um comportamento em lei de potÃncia quanto a quantidade de laÃos formados em funÃÃo da fraÃÃo de ocupaÃÃo da cavidade φ do tipo N l ∝ φ α . O expoente α que governa o comportamento em lei de potÃncia à bastante diferente dos expoen- tes encontrados para o caso de empacotamento de fios. Acreditamos que esta diferenÃa se deve a presenÃa de forÃas de longo alcance que estÃo presentes em sistemas magnÃticos. / In this work we created some experiments concerning about injection process of magnetic wire into a rigid circular cavity in order to get a better understanding about characteristics of the morphologies generate under certain initial conditions. Our results implies the possibility of formation of two morphologies that have dierent characteristics. When the two wires injected diametrically opposite, but have magnetic dipoles in opposite direction we achieve spiral morphology. In the case of the two wires injected diametrically opposite, but have magnetic dipoles in same direction we achieve loop morphology. So we make a series of statistical analysis based on the image structures, form during the injection of the wire in the cavity. As a result these analyzes we found that the loop morphology showed a size ties distribution like power law in function of the packing fraction , behaving as Nl / . The exponent rules the behavior of a power law is quite dierent from those found in other works about packing wires. We believe the dierence comes from to the presence of long-range forces present in magnetic systems.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04373.pdf: 5945321 bytes, checksum: 2ab6ce764052bcd601cde1fffb3f7feb (MD5) / Disserta‡ao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11302.pdf: 6104294 bytes, checksum: 2f6603857241226128098a3cdc3f54ff (MD5) / Dissertacao (Mestrado Profissionalizante em Lasers em Odontologia) / IPEN/D-MPLO / Intituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares, IPEN/CNEN-SP; Faculdade de Odontologia, Universidade de Sao Paulo

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado Profissionalizante em Lasers em Odontologia) / IPEN/D-MPLO / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP; Faculdade de Odontologia, Universidade de Sao Paulo, Sao Paulo