Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-08T12:10:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) v_final_assinaturas_branco.pdf: 10378086 bytes, checksum: 35e52eff52531ee36b6a5af5b2a20645 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-08T12:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) v_final_assinaturas_branco.pdf: 10378086 bytes, checksum: 35e52eff52531ee36b6a5af5b2a20645 (MD5) Previous issue date: 2016-03-03 / The increasing complexity of systems has led to increasing difficulty in design. Thestandard approach to development, based on trial and error, with testing used at later stages toidentify errors, is costly and leads to unpredictable delivery times. In addition, for critical systems,for which safety is a major concern, early verification and validation (V&V) is recognised asa valuable approach to promote dependability. In this context, we identify three important anddesirable features of a V&V technique: (i) a graphical modelling language; (ii) formal andrigorous reasoning, and (iii) automated support for modelling and reasoning. We address these points with a refinement technique for SysML supported by tools. SysML is a UML-based language for systems design; it has itself become a de facto standard in the area. There is wide availability of tool support from vendors like IBM, Atego, and Sparx Systems. Our work is distinctive in two ways: a semantics for refinement and for a representative collection of elements from the UML4SysML profile (blocks, state machines, activities, and interactions) used in combination. We provide a means to analyse design models specified using SysML. This facilitates the discovery of problems earlier in the system development lifecycle, reducing time and costs of production. In this work we describe our semantics, which is defined using a state-rich process algebra called CML and implemented in a tool for automatic generation of formal models. We also show how the semantics can be used for refinement-based analysis and development. Our case studies are a leadership-election protocol, a critical component of an industrial application, and a dwarf signal, a device used to control rail traffic. Our contributions are: a set of guidelines that provide meaning to the different modelling elements of SysML used during the design of systems; the individual formal semantics for SysML activities, blocks and interactions; an integrated semantics that combines these semantics with another defined for state machines; and a framework for reasoning using refinement about systems specified by collections of SysML diagrams. / O aumento da complexidade dos sistemas tem levado a um aumento na dificuldade da atividade de projeto. A abordagem padrão para desenvolvimento, baseada em tentativa e erro, com testes usados em estágios avançados para identificar erros, é custosa e leva a prazos de entrega imprevisíveis. Além disto, para sistemas críticos, para os quais segurança é um conceito chave, Verificação e Validação (V&V) com antecedência é reconhecida como uma abordagem valiosa para promover confiança. Neste contexto, nós identificamos três características importantes e desejáveis de uma técnica de V&V: (i) uma linguagem de modelagem gráfica; (ii) raciocínio formal e rigoroso, e (iii) suporte automático para modelagem e raciocínio. Nós tratamos estes pontos com uma técnica de refinamento para SysML apoiada por ferramentas. SysML é uma linguagem baseada na UML para o projeto de sistemas. Ela tem se tornado um padrão de facto na área. Há uma grande disponibilidade de ferramentas de fornecedores como IBM, Atego, e Sparx Systems. Nosso trabalho se destaca de duas maneiras: ao fornecer uma semântica para refinamento e considerar uma coleção representativa de elementos do perfil UML4SysML (blocos, máquina de estados, atividades, e interações) usados de forma combinada. Nós fornecemos uma estratégia para analisar modelos de projeto especificados em SysML. Isto facilita a descoberta de problemas mais cedo durante o ciclo de vida de desenvolvimento de sistemas, reduzindo tempo e custos de produção. Neste trabalho nós descrevemos nossa semântica a qual é definida usando uma álgebra de processo rica em estado chamada CML e implementada em uma ferramenta para geração automática de modelos formais. Nós também mostramos como esta semântica pode ser usada para análise baseada em refinamento. Nossos estudos de caso são um protocolo de eleição de líder, o qual é um componente crítico de uma aplicação industrial, e um sinal anão, o qual é um dispositivo para controlar tráfego em linhas férreas. Nossas contribuições são: um conjunto de orientações que fornecem significado para os diferentes elementos de modelagem de SysML usados durante o projeto de sistemas; as semânticas formais individuais para atividades, blocos e interações de SysML; uma semântica integrada que combina estas semânticas com outra definida para máquina de estados; e um arcabouço que usa refinamento para raciocínio de sistemas especificados por coleções de diagramas SysML.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A descoberta de correspondÃncias semÃnticas entre esquemas à uma importante tarefa para diversos domÃnios de aplicaÃÃes, tais como integraÃÃo de dados, data warehouse e mashup de dados. Na maioria dos casos, as fontes de dados envolvidas sÃo heterogÃneas e dinÃmicas, dificultando ainda mais a realizaÃÃo dessa tarefa. Ontologias vÃm sendo utilizadas no intuito de definir vocabulÃrios comuns usados para descrever os elementos dos esquemas envolvidos em uma determinada aplicaÃÃo. O problema de matching entre ontologias, ou ontology matching, consiste na descoberta de correspondÃncias entre os termos dos vocabulÃrios (representados por ontologias) usados entre as diversas aplicaÃÃes. As soluÃÃes propostas na literatura, apesar de serem totalmente automÃticas possuem natureza heurÃstica, podendo produzir resultados nÃo-satisfatÃrios. O problema se intensifica quando se lida com grandes fontes de dados. O objetivo deste trabalho à propor um mÃtodo para geraÃÃo e refinamento incremental de correspondÃncias entre ontologias. A abordagem proposta faz uso de tÃcnicas de filtragem de ontologias, bem como do feedback do usuÃrio para dar suporte à geraÃÃo e ao refinamento dessas correspondÃncias. Para fins de validaÃÃo, uma ferramenta foi desenvolvida e experimentos foram realizados. / The discovery of semantic correspondences between schemas is an important task for different fields of applications such as data integration, data warehousing and data mashup. In most cases, the data sources involved are heterogeneous and dynamic, making it even harder the performance of that task. Ontologies are being used in order to define common vocabulary used to describe the elements of the schemas involved in a particular application. The problem of matching between ontologies, or ontology matching, consists in the discovery of correspondences between terms of vocabularies (represented by ontologies) used between the various applications. The solutions proposed in the literature, despite being fully automatic have heuristic nature, and may produce non-satisfactory results. The problem intensifies when dealing with large data sources. The purpose of this paper is to propose a method for generation and incremental refinement of correspondences between ontologies. The proposed approach makes use of filtering techniques of ontologies, as well as user feedback to support the generation and refining these matches. For validation purposes, a tool was developed and experiments were conducted

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Modelar objetos e personagens virtuais pode ser uma tarefa tediosa e difÃcil em vÃrias situaÃÃes. Um sistema de modelagem ideal deve ser capaz de representar qualquer mudanÃa ou caracterÃstica desejada pelo usuÃrio da forma mais rÃpida e transparente possÃvel, abstraindo toda a complexidade topolÃgica e matemÃtica, permitindo ao modelador concentrar-se exclusivamente no ato de criar, em oposiÃÃo a ter de especificar a posiÃÃo de cada elemento de forma manual. Tal sistema, se por um lado pode oferecer menor controle na determinaÃÃo da posiÃÃo de cada vÃrtice, alÃm de poder ser mais caro computacionalmente em algumas situaÃÃes, por outro simplifica enormemente o trabalho do artista, tornando a modelagem acessÃvel a qualquer usuÃrio. O presente trabalho abordou o problema das tÃcnicas de sculpting tradicionais de adicionar detalhes em malhas triangulares, com resoluÃÃo adaptativa e de forma interativa, em regiÃes com baixa densidade de vÃrtices. O algoritmo proposto busca subdividir faces e arestas na regiÃo de interesse do artista de modo a garantir uma quantidade de vÃrtices suficiente para representar o detalhe pretendido, sem necessidade de qualquer informaÃÃo adicional por parte do usuÃrio. O sistema resultante à capaz de encurtar a distÃncia entre a modelagem tradicional e a virtual, superando alguns dos principais mÃtodos propostos no meio acadÃmico no que tange à localidade das subdivisÃes e a manutenÃÃo de uma malha de boa topologia e de boa qualidade geomÃtrica, com poucos vÃrtices de alta valÃncia, ainda que o modelo original seja fracamente refinado, tornando possÃvel a incorporaÃÃo de novos detalhes. / Modeling of virtual objects and characters can be tedious and difficult in many situations. A modeling system should be capable of representing any change or feature desired by the user as quickly and transparently as possible, allowing the modeler to focus on the act of creating, as opposed to having to specify the position of each vertex manually. Such a system, if on the one hand offers less control in determining the position of each vertex, being computationally more expensive in some situations, on the other hand greatly simplifies the work of the artist, allowing character modeling to be accessible to any user. This work addressed the problem of traditional sculpting techniques to add details on triangular meshes with adaptive resolution, in regions with low vertex density. The proposed algorithm splits faces and edges in the region of interest of the artist to ensure the existence of a sufficient number of vertices to represent the desired detail, without any additional input requested. The resulting system is capable of bridging the gap between traditional and virtual modeling, improving some of the main methods proposed in the literature regarding the location of the subdivisions. Moreover, it also helps to maintain a good mesh topology and geometric quality, with few vertices of high valence, even if the original mesh is poorly refined, allowing the incorporation of new details.

Os Ferros Fundidos de Alto Cromo (FFAC), por apresentarem excelentes propriedades tribológicas, têm sido amplamente utilizados em aplicações específicas envolvendo elevadas perdas de material por abrasão, especialmente no setor da mineração. Entretanto, a demanda por materiais com maior resistência ao desgaste aumenta continuamente, sendo necessárias novas pesquisas nesta área. Portanto, o presente trabalho objetiva avaliar a utilização do nióbio para aumentar, ainda mais, a resistência à abrasão dos FFAC\'s. Por outro lado, quando o FFAC é utilizado na fabricação de peças com geometrias irregulares (por exemplo, rotores de bombas), o componente pode apresentar diferentes níveis de refinamento da microestrutura, entre as regiões finas e espessas, devido às variações na taxa de resfriamento. No presente trabalho foi avaliado, o efeito do grau de refinamento da microestrutura, e a interação do refinamento com a adição de nióbio, na resistência ao desgaste abrasivo dos FFAC\'s. Para tanto, foram desenvolvidos quatro estudos principais: no primeiro estudo foram fabricados blocos de FFAC variando o grau de refinamento da microestrutura e foi mostrado que: grandes incrementos no grau de refinamento resultam em maiores perdas de massa por abrasão. Nas microestruturas menos refinadas, os carbonetos de cromo M7C3, de maior tamanho, são menos susceptíveis ao micro trincamento e podem, ocasionalmente, atuar como barreiras ante os eventos abrasivos. Em uma segunda série de experimentos, foi avaliada a interação do efeito do grau de refinamento da microestrutura com a adição de nióbio em teores baixos (1 %); mostrando que, para microestruturas com alto grau de refinamento, adições de nióbio reduzem as perdas de massa por abrasão em até 50 %. Em uma terceira série de experimentos foi avaliada a interação dos efeitos da adição de nióbio e de molibdênio. Quando comparado com a liga isenta de molibdênio, adições simultâneas de nióbio e molibdênio resultaram em microestruturas mais refinadas, com maior microdureza da matriz, e com carbonetos de nióbio (NbC) de maior dureza. Para condições de desgaste abrasivo por baixos esforços, onde o desgaste foi mais acentuado na matriz, adições simultâneas de nióbio e molibdênio resultaram em aumentos da resistência á abrasão dos FFAC estudados. Na última etapa do trabalho foi adicionado 3 % de nióbio em um liga de FFAC com composição química inicial hipereutética (25%Cr/3%C), a qual apresentaria carbonetos primários de cromo M7C3 de grande tamanho que induziriam comportamento frágil do material quando exposto ao desgaste. Porém, a adição de nióbio resultou em um FFAC com microestrutura mais refinada (eutética), contendo NbC\'s compactos e por conseguinte, mais resistente ao desgaste abrasivo. / High Chromium Cast Irons (HCCI\'s), because of their excellent tribological properties, have been widely used for specific applications involving high wear rates by abrasion, especially in the mining sector. However, the demand for materials with higher wear resistance is continuously growing and thus further research is needed in this area. For that reason, the current work purposes to assess the use of niobium to further increase the wear resistance of HCCI\'s. On the other hand, when HCCI is used for manufacturing components with irregular geometries (e.g. pump impellers), the components thin and thick regions can contain different levels of structure refinement due to variation in their cooling rates. In this work, the effect of structure refinement and the interaction between structure refinement and niobium addition on the abrasion resistance of HCCI\'s were evaluated. For that purpose, four systematic main studies were developed: in the first study, blocks of HCCI were manufactured varying the structure refinement and it was shown that large increases in the degree of structure refinement result in higher wear mass losses by abrasion. In less refined microstructures, the larger M7C3 chromium carbides are less susceptible to microcracking and can occasionally act as a barrier to abrasive particles. In the second series of experiments, the interaction between structure refinement and niobium addition in low concentrations (1 %) was evaluated; showing that for more refined microstructures, niobium additions reduce the mass losses by abrasion up to 50 %. In the third series of experiments, the interaction between niobium and molybdenum additions was evaluated. Compared to molybdenum-free alloy, simultaneous additions of niobium and molybdenum resulted in a more refined microstructure, higher hardness of the matrix and harder niobium carbides (NbC). For Low Stress Sliding Abrasion (LSSA) wear configuration, where wear was more pronounced in the matrix, simultaneous addition of niobium and molybdenum resulted in increase of abrasion resistance in the studied HCCI. In the last stage of this work, 3 % of niobium were added in an HCCI alloy with hypereutectic initial chemical composition (25%Cr/3%C), which presents primary large sized chromium carbides that induce a brittle behavior of the HCCI when subjected to wear. However, the niobium addition resulted in a more refined microstructure (eutectic) HCCI containing compact-shaped NbC carbides, and consequently in more resistance to abrasive wear.

Na obtenção de aproximações numéricas para Equações Diferenciais Parciais Elípticas utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) alguns problemas apresentam valores maiores para o erro somente em algumas determinadas regiões do domínio como, por exemplo, regiões onde existam singularidades na solução contínua do problema. Uma possível alternativa para reduzir o erro cometido nestas regiões é aumentar o número de elementos nos trechos onde o erro cometido foi considerado grande. A questão principal é como identificar essas regiões, dado que a solução do problema contínuo é desconhecida. Neste trabalho iremos apresentar a chamada estimativa residual, que fornece um estimador do erro cometido na aproximação utilizando apenas os valores conhecidos dos contornos e a aproximação obtida sobre uma dada partição de elementos. Vamos discutir a relação entre a estimativa residual e o erro cometido na aproximação, além de utilizar as estimativas na construção de um algoritmo adaptativo para as malhas em estudo. Utilizando o software FreeFem++ serão obtidas aproximações para a Equação de Poisson e para o sistema de equações associado à Elasticidade Linear e por meio do estimador residual será analisado o erro cometido nas aproximações e a necessidade do refinamento adaptativo das malhas. / In obtaining numerical approximations for solutions to Elliptic Partial Differential Equations using the Finite Element Method (FEM) one sees that some problems have higher values for the error only in certain domain regions such as, for example, regions where the solution of the continous problem is singular. A possible alternative to reduce the error in these regions is to increase the number of elements in the partions where the error was considered large. The main issue is how to identify these regions, since the solution of the continuous problem is unknown. In this work we present the so-called residual estimate, which provides an error estimation approach which uses only the known values on the contours and the obtained approximation on a given discretization. We will discuss the relationship between the residual estimate and the error, and how to use the estimate for adaptively refining the mesh. Solutions for the Poisson equation and the Linear elasticity system of equations, and the residual estimates for the analysis of mesh refinement will be computed using the FreeFem++ software.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a solução numérica da equação geral de advecção-difusão usando uma metodologia numérica conservativa. Para a discretização espacial, é usado o Método de Volumes Finitos devido à natureza conservativa da equação em questão. O método é configurado de modo a ter suas variáveis centradas em centro de célula e, para as variáveis, como a velocidade, centradas nas faces um método de interpolação de segunda ordem é utilizado para um ajuste numérico ao centro. Embora a implementação computacional tenha sido feita de forma paramétrica de maneira a acomodar outros esquemas numéricos, a discretização temporal dá ênfase ao Método de Crank-Nicolson. Tal método numérico, sendo ele implícito, dá origem a um sistema linear de equações que, aqui, é resolvido empregando-se o Método Multigrid-Multinível. A corretude do código implementado é verificada a partir de testes por soluções manufaturadas, de modo a checar se a ordem de convergência prevista em teoria é alcançada pelos métodos numéricos. Um jato laminar é simulado, com o acoplamento entre a equação de Navier-Stokes e a equação geral de advecção-difusão, em um domínio computacional tridimensional. O jato é uma forma de vericar se o algoritmo de geração de malhas adaptativas funciona corretamente. O módulo produzido neste trabalho é baseado no código computacional AMR3D-P desenvolvido pelos grupos de pesquisa do IME-USP e o MFLab/FEMEC-UFU (Laboratório de Dinâmica de Fluidos da Universidade Federal de Uberlândia). A linguagem FORTRAN é utilizada para o desenvolvimento da metodologia numérica e as simulações foram executadas nos computadores do LabMAP(Laboratório da Matemática Aplicada do IME-USP) e do MFLab/FEMEC-UFU. / This work presents a study about the numerical solution of variable coecients advectiondi usion equation, or simply, general advection-diusion equation using a conservative numerical methodology. The Finite Volume Method is choosen as discretisation of the spatial domain because the conservative nature of the focused equation. This method is set up to have the scalar variable in a cell centered scheme and the vector quantities, such velocity, are face centered and they need a second order interpolation to get adjusted to the cell center. The computational code is parametric, in which, any implicit temporal discretisation can be choosen, but the emphasis relies on Crank-Nicolson method, a well-known second order method. The implicit nature of aforementioned method gives a linear system of equations which is solved here by the Multilevel-Multigrid method. The correctness of the computational code is checked by manufactured solution method used to inspect if the theoretical order of convergence is attained by the numerical methods. A laminar jet is simulated, coupling the Navier-Stokes equation and the general advection-diusion equation in a 3D computational domain. The jet is a good way to check the corectness of adaptative mesh renement algorithm. The module designed here is based in a previous implemented code AMR3D-P designed by IME-USP and MFLab/FEMEC-UFU (Fluid Dynamics Laboratory, Federal University of Uberlândia). The programming language used is FORTRAN and the simulations were run in LabMAP(Applied Mathematics Laboratoy at IME-USP) and MFLab/FEMEC-UFU computers.

Orientador: Claudia Longo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T16:06:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_ReginaldodaSilva_D.pdf: 4843119 bytes, checksum: 3b7dd1f72628c75da40e0f76317b6cfa (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nanopartículas de TiO2 foram preparadas por método sol-gel a partir da hidrólise de isopropóxido de titânio, tratamento hidrotérmico (200 °C, 8 h) e calcinação (450 °C, 30 min); amostras de TiO2 dopado com ferro (Fe:TiO2) foram obtidas pela mesma metodologia incluindo nitrato férrico nos precursores (razão molar Fe/Ti de 1, 3 e 5%). Para comparação, investigou-se também uma mistura de a-Fe2O3/TiO2 (Fe/Ti = 4 %). O intervalo de banda proibida, de 3,2 eV para o TiO2, diminuiu de 3,0 para 2,7 eV com o aumento do teor de Fe. Análises por difração de raios X e refinamento Rietveld revelaram que o TiO2 é constituído por anatasa (82 %) e brookita (18 %); para Fe:TiO2, observou-se 30 % de brookita e identificou-se 0,5; 1,0 e 1,2 wt % de hematita nas amostras com Fe/Ti de 1; 3 e 5%. Filmes porosos, com espessura de 1,5 mm, foram depositados em eletrodos de vidro a partir de suspensões com polietilenoglicol e calcinação. Em solução aquosa, irradiados com um simulador solar, os eletrodos apresentaram comportamento de semicondutor tipo-n: para o TiO2, fotopotencial de -0,95 V em circuito aberto e fotocorrente de 0,34 mA cm em 0,8 V; valores muito menores foram observados para Fe:TiO2 e a-Fe2O3/TiO2. O TiO2 também apresentou maior atividade fotocatalítica para degradação de fenol e, quando utilizado como foto-anodo em célula de dois compartimentos, polarizado a + 0,7 V por 4 h, promoveu a oxidação de formiato e a produção de 18 mmol de H2 sobre contra-eletrodo de Pt. Os eletrodos de Fe:TiO2 e a-Fe2O3/TiO2 apresentaram valores menores de corrente, impossibilitando a obtenção de H2 no catodo. Embora as amostras de Fe:TiO2 tenham apresentado maior aproveitamento da luz visível, a inserção do ferro como dopante e a hematita segregada podem dificultar a separação das cargas fotogeradas e o transporte de elétrons através dos contornos de grãos, resultando em menor atividade fotocatalítica nas aplicações decorrentes da conversão de energia solar / Abstract: TiO2 nanoparticles were synthesized by sol-gel method from hydrolysis of titanium isopropoxide followed by hydrothermal treatment (200 °C, 8 h) and annealing (450 °C, 30 min). Fe doped TiO2 (Fe:TiO2) samples were synthesized by similar methodology adding ferric nitrate, with Fe/Ti atomic ratio corresponding to 1, 3 and 5 %. A mixture of a-Fe2O3/TiO2 (with Fe/Ti = 4 at %) was also investigated. The band gap energy, estimated as 3.2 eV for TiO2, gradually ranged from 3.0 to 2.7 eV with increasing iron content. Rietveld refinement of X ray diffraction data revealed that TiO2 consisted of 82 % anatase and 18 % brookite; for Fe:TiO2, brookite increased to 30 % and hematite was also identified (0.5; 1.0 and 1.2 wt % for samples prepared with 1; 3 and 5 % of Fe/Ti). Porous films, 1.5 mm thick, were deposited on transparent electrodes from aqueous suspension with polyethylene glycol and annealing. In aqueous solution, irradiated by a solar simulator, the electrodes exhibited n-type semiconductor behavior: for TiO2 electrode, -0,95 V of photo-potential at open circuit condition and 0,34 mA cm of photocurrent when biased at 0.8 V; much lower values were observed for Fe:TiO2 and a-Fe2O3/TiO2 electrodes. TiO2 film also exhibited higher photocatalytic activity for phenol oxidation than other samples. The electrodes were also used as photo-anodes in a two-compartment electrochemical cell with Pt counter-electrode and HCOONa as hole scavenger. The cell assembled with irradiated TiO2 anode biased at + 0.7 V for 4 h produced 18 mmol of H2 at the cathodic compartment. H2 evolution was not detected and very low currents were observed for Fe:TiO2 or a-Fe2O3/TiO2 photo- anodes. Although Fe:TiO2 samples exhibited higher sunlight harvesting, inserted iron and segregated hematite can hinder the separation of photogenerated charges, as well as the electron transport across the grain boundaries, resulting in lower photocatalytic activity for solar energy conversion / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Sem resumo / Sem abstract

Recentemente introduzida no mercado, a liga à base de titânio β-metaestável Ti-5Al-5V-5Mo3Cr-1Zr (Ti-55531) é um material estrutural para aplicações nos setores automotivo e aéreo, além de compor peças para centrífugas. A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo o estudo in situ das transformações de fase em estado sólido da liga Ti-55531 durante o envelhecimento a diferentes temperaturas e condições iniciais por meio de refinamento Rietveld. A ênfase do projeto será a análise qualitativa e quantitativa das principais fases presentes nesta liga, em especial aquelas β de estrutura cúbica de corpo centrado, alfa (α) e ômega (ω) de estrutura hexagonal e martensita (α\'\') de estrutura ortorrômbica. Os padrões de difração desta liga para os diferentes tempos de envelhecimento foram obtidas com o auxílio da técnica de difração de raio-X de alta energia in situ utilizando luz síncrotron, enquanto que as respectivas análises das imagens dos anéis de difração a partir destes experimentos foram realizadas com o auxílio do programa de integração e calibração instrumental FIT2D e do programa de análise de materiais usando difração (do inglês MAUD). / Recently introduced, the new Ti-55531 titanium based alloy has been developed aiming structural applications such as the automotive and aerospace ones. The present Thesis is focused on the assessment of Ti-55531 alloy in situ solid state transformations during ageing at diferente temperatures as well as initial conditions. In this sense, the study emphasis will deal with both quantitative and qualitative analysis of the main constitutive phases found in the alloy, namely the body-centered cubic β, both hexagonal α and ω and the martensitic α\'\', this one orthorhombic, by means of Rietveld refinement. Concerning the data, it was obtained by high energy X-ray diffraction (HEXRD) technique in a synchrotron light source facility. All the Debye-Scherrer rings resulting from these in situ experiments were analyzed by both FIT2D and MAUD software.

O projeto enfocou a aplicação da difração de raios-X (DRX) na caracterização e quantificação dos compostos cristalinos do clínquer de cimento Portland, através do método de Rietveld, constituindo-se em contribuição pioneira sobre o tema em âmbito nacional. Foram utilizadas 40 amostras de clínquer provenientes de cinco diferentes unidades fabris, visando ampla representatividade do material de estudo. O clínquer de cimento Portland é o material sinterizado e peletizado, resultante da calcinação de uma mistura adequada de calcário e argila e, eventualmente, de componentes corretivos. Os compostos metaestáveis do clínquer Portland podem ser subdivididos em três grupos distintos: os silicatos cálcicos (C3S e C2S), a fase intersticial (C4AF, C3A, C12A7), e o grupo dos componentes menos freqüentes como o periclásio, a cal livre e os sulfatos. As proporções destes compostos são parâmetros importantes no controle de processo industrial de clinquerização. O método de Rietveld tem por base a simulação de todo o perfil difratométrico a partir de parâmetros estruturais das fases constituintes, permitindo refinar parâmetros de natureza instrumental e cristalográfica. A comparação do difratograma calculado com o observado e redução das diferenças através do método de mínimos quadrados permitem a obtenção de resultados quantitativos. DRX-Rietveld apresentou-se como uma técnica de quantificação de elevada reprodutibilidade com vantagens de cunho técnico e logístico com relação aos dois métodos correntemente utilizados no Brasil (microscopia e cálculo potencial de Bogue). Técnicas analíticas adicionais permitiram comparar resultados quantitativos obtidos por DRX-Rietveld e também correlacionar características dos compostos com o seu perfil difratométrico. A microscopia óptica foi a técnica de maior importância para comparações tanto qualitativas como quantitativas. A microscopia eletrônica (MEV-EDS) permitiu a aferição de fases não identificadas por microscopia óptica, como o C12A7 e sulfatos. A técnica de dissolução seletiva, aplicada para a concentração da fase intersticial, deu suporte para a aferição quantitativa de teores de polimorfos do C3A. A técnica mostrou resultados coerentes com a microscopia e o cálculo potencial de Bogue, sendo que constituintes não quantificados nestes puderam ser introduzidos (C12A7 e sulfatos), bem como possibilitou a distinção entre polimorfos de um mesmo composto (C3A). A redução no tempo de análise e a diminuição da subjetividade das análises, face às metodologias usuais, constituem fatores importantes da técnica visando atender os interesses da indústria do cimento. / The project has focused on the application of X-ray diffraction (XRD) on the characterization and quantification of the Portland cement clinker crystalline compounds using the Rietveld method. The present research represents a pioneer scientific contribution on the theme in Brazil. Overall forty clinker samples from five distinct kiln lines were collected for analysis aiming to get a broad representativeness of various cement process parameters. Portland cement clinker is the sintered and pelletized product from calcination of an adequate mix of limestone and clay and minor corrective materials. The metastable Portland clinker compounds are subdivided into three main groups: calcium silicates (C3S and C2S), matrix (C4AF, C3A, C12A7) and minor components as periclase, free lime and sulfates. The proportioning of these phases are important parameters to the industry clinkering process. The Rietveld XRD method is based on the simulation of the whole diffraction spectrum from the components structural data, allowing for refining instrumental and crystallographic parameters. By comparing the calculated and actual diffractograms and minimizing differences mathematically through a least squares method quantitative values are obtained. The Rietveld XRD has shown to be a high reproducible quantification technique, with technical and logistics advantages in comparison to the more usual microscopy and Bogue potential calculation. Additional analytical techniques have given reference data to compare quantitative results obtained from Rietveld XRD and to correlate characteristics of the compounds with their diffractogram profile. Optical microscopy was the most relevant technique for comparison both qualitative and quantitatively. Scanning electronic microscopy - energy dispersive system has allowed recognition of phases that could not otherwise be identified by optical microscopy, like C12A7 and sulfates. Selective dissolution of silicates carried out in order to concentrate matrix compounds sustained the quantitative results of C3A polimorphs found by Rietveld XRD. Rietveld has shown coherent results with both microscopy and Bogue potential calculation, but additionnally made it possible quantifying other compounds like C12A7 and sulfates, as well as distinguishing C3A polimorphs. The significant time saving and subjectivity minimization it provides makes up key-factors for the cement industry needs.