CAPES / No presente trabalho foi estudado a influência do pH final de precipitação, tempo e modo de agitação, onde foi avaliado o modo de agitação mecânico e por ultrassom na obtenção do dióxido de cério. Para a otimização do processo, fez-se o uso de uma ferramenta chamada Planejamento Fatorial, na qual, a partir dos dados experimentais fornece uma estimativa para melhores condições levando em consideração uma variável resposta. As variáveis resposta adotadas no trabalho foram Temperatura Final de Decomposição e Tamanho médio de Partícula. O dióxido de cério foi obtido a partir da decomposição térmica do complexo tris(8-hidroxiquinolinato)cério(III), que foi sintetizado por meio da técnica de precipitação química, empregando o quelante 8-hidroxiquinolina e caracterizado por meio de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), foi também realizado o estudo do comportamento térmico do complexo, com auxílio da térmogravimetria (TG), térmogravimetria derivada (DTG) e análise térmica diferencial (DTA); o dióxido de cério foi caracterizado por meio de FTIR e difratometria de raios X (DRX), a partir dos dados de DRX foi calculado o tamanho médio de partículas com o auxílio da fórmula de Scherrer. O Planejamento Fatorial indicou para variável resposta Temperatura Final de Decomposição, que para ambos modos de agitação as melhores condições de síntese são para maiores valores de pH´s finais de precipitação, o tempo de agitação não teve influência significativa a 95% de significância, dentro da faixa estudada. Para variável resposta Tamanho Médio de Partícula, o teste mostrou para os dois modos de agitação, que nenhuma das variáveis teve influência significativa a 95% de significância, dentro da faixa estudada, atribuindo então o tamanho médio de partículas somente ao método de síntese. Não houve diferença significativa entre os modos de agitação também. / In the present work, it was investigated the influence of the final pH of precipitation, agitation time and mode of agitation, which assessed the mechanical agitation mode and ultrasound to obtain the cerium dioxide. For process optimization, it was used a tool called Planning Factor, which provides an estimative of better conditions, considering a response variable from the experimental data. The responsible variable adopted in this work was Decomposition Final Temperature and Particle Average Size. The cerium dioxide was obtained from the thermal decomposition of the complex tris (8-hydroxyquinolinate) cerium (III), synthesized by chemical precipitation using 8-hydroxyquinolinechelator and characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electronic microscopy (SEM). In addition, it was performed the study of the complex thermal behavior with assistance of thermogravimetry (TG), derivative thermogravimetry (DTG) and differential thermal analysis (DTA); The cerium dioxide was characterized by FTIR and X-ray diffraction (XRD), in which it was based to the determination of the particle average size using Scherrer's formula. The Factorial design pointed out to response variable Decomposition Final temperature that, for both modes of agitation, the best synthesis conditions are for higher values of final pH's precipitation. Also, the stirring time had no significant influence when used the 95% significance studied range. For response variable Average Size, the test pointed out to both ways of stirring, when none of the variables had significant influence at 95% significance within the studied range, assigning the average particle size only to the method of synthesis. Thereby, there was no significant difference between the stirring modes.

Complexos de caulinita intercalada com acetato de potássio estão em destaque em diversos estudos devido a sua variada aplicação na indústria. A facilidade com que ocorre o processo de intercalação do acetato de potássio na matriz da caulinita corrobora na utilização do material em muitas outras reações e produtos. Duas metodologias de intercalação foram comparadas nesse trabalho, processos mecanoquímico e por imersão. Técnicas de caracterização como Difração de Raios X de pó (DRX), Infravermelho com Transformada de Fourier (IVTF), Espectroscopia Eletrônica por Reflectância Difusa em amostras sólidas (DRUV-Vis) foram utilizadas para a verificação do material preparado. Com o intuito de obter um material possível de ser usado como um fertilizante de liberação controlada de potássio foi realizado o estudo do comportamento térmico por meio de análises térmicas de DSC/TGA/DTG e a avaliação do material após ensaio de lixiviação. Além dos métodos de intercalação, porcentagens diferentes dos reagentes foram comparadas, levando a um resultado de melhor índice de retenção antes e depois da lixiviação juntamente com a estabilidade térmica do produto de intercalação, o material obtido na metodologia de intercalação do KAc foi de 20%, em imersão em solução. / Kaolinite complexes interspersed with potassium acetate are highlighted in several studies due to its wide application in industry. The ease with which occurs intercalation process of potassium acetate kaolinite matrix from the material supports the use of many other reactions and products. Merge two procedures were compared in this work, mechanochemical reaction and the wet. Characterization techniques as X-ray powder diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared (FTIR), Diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopic on solid samples (DRUV-Vis) were used for the verification of the material prepared. In order to obtain a material can be used as a potassium fertilizer controlled release was carried out to study the thermal behavior by thermal analysis DSC / TGA / DTG and evaluation of the material after leaching test. In addition to interleaving different methods, percentages of reactants were compared, leading to a better result of the reaction rate before and after leaching along with the thermal stability of the material collating product obtained in KAc the intercalation retention at the best index was 20% by immersion in solution.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06481.pdf: 5013180 bytes, checksum: 7fd69f45c605162fe74bdcf0decbd24d (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 02301.pdf: 3265642 bytes, checksum: ef5be621c56bae7b751bf5bc812f0c07 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Clóvis Augusto Ribeiro / Banca: Jorge Manuel Vieira Capela / Banca: Diógenes dos Santos Dias / Resumo: O presente projeto de mestrado teve como objetivo a extração de ácidos graxos insaturados do óleo de girassol e a partir desses ácidos foram formados adutos com a meglumina, esses adutos foram caracterizados visando o estudo da reação ácido-base de formação desses compostos carboxilato-meglumina. Inicialmente foi realizada a extração e purificação dos ácidos graxos presentes no óleo de girassol, seguido de caracterizações por meio de técnicas de Espectroscopia Vibracional na Região do Infravermelho (IV) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN), bem como o estudo do comportamento térmico dessa substância a partir das técnicas termoanalíticas Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Termogravimetria (TG). Após a caracterização dos ácidos extraídos deu-se a formação dos adutos com a meglumina seguida também de caracterizações utilizando as mesmas técnicas usadas para caracterização dos ácidos. A caracterização estrutural dos adutos confirmou que a transferência de próton mediante reação ácido-base é primordial para o processo de formação dos mesmos. A caracterização térmica mostrou o processo de decomposição das amostras em estudo. Por fim, a análise de sistemas adutos-água através de microscopia de luz polarizada demonstrou diferentes tipos de arranjos microestruturais dependendo da composição do sistema e evidenciou mesofases liquido-cristalinas hexagonal e lamelar para os sistemas estudados. / Abstract: This project had as objective the extraction of unsaturated fatty acids from sunflower oil and from these acids were formed adducts with meglumine, these adducts were characterized for the study of acid-base reaction formation of these carboxylate-meglumine compounds. It was initially performed the extraction and purification of fatty acids present in sunflower oil, followed by characterization by means of Vibrational Spectroscopy techniques in the infrared (IR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) as well as to study the thermal behavior of this substance from thermoanalytical techniques Differential Scanning Calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG). After the characterization of the extracted acid gave the formation of adducts with meglumine also followed characterizations using the same techniques used for characterization of the acids. Structural characterization of adducts confirmed that the proton transfer through acid-base reaction is key to the process of forming the same. The thermal characterization showed the decomposition process of the samples under study. Finally, analysis of adducts - water systems using polarized light microscopy showed different microstructural arrangements depending on the system composition and showed hexagonal liquid -crystalline and lamellar mesophases in the studied systems. / Mestre

Orientador: Victor Ciro Solano Reynoso / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Silvio Rainho Teixeira / Resumo: Os vidros preparados para diversas aplicações têm um ponto em comum: a possibilidade de nuclear e cristalizar novas fases, quando preparados a partir de uma massa fundida ou através de um tratamento térmico acima da temperatura de transição vítrea. Neste trabalho são apresentadas de forma sucinta as formulações teóricas de formação de vidros incidindo principalmente nos processos de nucleação e crescimento de fases. O estudo da cristalização de vidros pode ser feito através de métodos cinéticos baseados na descrição teórica formulada por Johnson-Mehl- Avrami (JMA). Estes métodos descrevem os processos de nucleação e cristalização utilizando dados provenientes das curvas de DTA/DSC. Uma delas é aquela proposta por Kurajica, que determina os parâmetros cinéticos utilizando um modelo para a resolução da sobreposição dos picos de cristalização. Para a aplicação deste modelo, foram utilizados vidros teluretos, de composição 80TeO2 - 10Nb2O5 - 8Li2O - 2V2O5 (mol%) denominados TNLV, e vidros fosfatos, de composição 50P2O5 - 36Na2O - 10CdO - 4La2O3 (mol%), dopados com 20 e 60mg de CeO2 denominados PNCL20 e PNCL60. O estudo cinético teve início com a identificação das fases cristalinas formadas, utilizando a difratometria de raios X (DRX). Considerando a formação de três fases cristalinas para cada sistema vítreo, a equação proposta por Kurajica foi aplicada, utilizando o software Origin 7.0, para determinação dos parâmetros cinéticos, a partir dos ajustes dos dados de DSC. Os coeficientes de Avrami (n) determinados mostraram que para o sistema TNLV o crescimento se dá em três dimensões com mecanismos diferentes, enquanto que para os sistemas PNCL20 e PNCL60, o crescimento ocorre em três dimensões com reação de interface. Foi observado que... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The glasses prepared for various applications have one common point: the possibility of new phases nucleation and crystallization, when prepared from a melt or through a heat treatment above the glass transition temperature. In this work are presented briefly the theoretical formulations of formation of glass focusing mainly in the processes of phases nucleation and growth. The study of glass crystallization can be done by kinetic methods based on the theoretical description formulated by Johnson- Mehl-Avrami (JMA). These methods describe the processes of nucleation and crystallization using data from DTA/DSC curves. One model is that proposed by Kurajica which determine the kinetic parameters resolving overlapping peaks of crystallization. To apply this model were used a tellurite glass, with composition 80TeO2 - 10Nb2O5 - 8Li2O - 2V2O5 (mol%) denominated TNLV, and two phosphate glasses of composition 50P2O5 - 36Na2O - 10CdO - 4La2O3 (mol%) doped with 20 and 60mg of CeO2 denominated PNCL20 and PNCL60. The kinetic study started us with the identification of crystalline phase, using the X-ray diffraction (XRD). Considering that three crystalline phases are formed for each glassy system, the Kurajica equation was applied using the Origin 7.0 software, for determining the kinetic parameters. The calculated Avrami coefficients (n) shown that for the TNLV system the growth occurs in three dimensions with different mechanisms, while for the PNCL20 and PNCL60 systems the growth occurs in three dimensions with an interface reaction. It was observed that the PNCL20 system has higher activation energy that the PNCL60 system and XRD patterns showed that the characteristic peaks of the phases containing CeO2, become higher and thinner in the system PNCL60. These results show that the cerium may favors the glass crystallization. / Mestre

Temperature is one of the parameters that limits the output torque and reduces the lifespan of electrical machines. Models that can provide accurate estimation of the temperature field in the most critical components (e.g. windings) at lower computational effort can be useful to improve the design process and reduce the time to market. Depending on the application, engineers usually rely on hi-fidelity models, e.g. based on the finite elements method (FEM), or lower order models, e.g. thermal equivalent circuits (TECs). The aim of the present work is to provide new tools and methodologies to obtain the temperature distribution within the windings using reduced order hi-fidelity models or improved TEC that could account for any working condition, including AC effects. A new methodology, based on the multiple scales method (MSM), is introduced which homogenises the complex windings domain and allows for the estimation of its effective thermal properties. The homogenisation through the MSM is performed solving a single elementary cell. The MSM also allows for the reconstruction of the actual thermal field. Extensive numerical and experimental validation is provided, in particular for the case of electrical windings encapsulated with epoxy. The thermal homogenisation is then combined with an electromagnetic homogenisation technique to estimate winding losses including AC effects, such as proximity and skin effects. The coupled analysis is validated numerically on reference test problems, and experimentally, on a suitably built "motorette". The method is proven to correctly predict losses including thermal effects and to estimate magnitude and location of the temperature hotspot within the winding domain. This work also introduces a new approach for building thermal equivalent circuits that represents the most commonly employed modelling technique for electrical machine thermal analysis. Here the TEC approaches are thoroughly analysed, highlighting limitations. The proposed new technique extends the range of numerical accuracy, accounting for high Biot numbers (up to Bi = 2) and internal heat generation. The result of this approach is higher spatial resolution about the temperature field within the winding domain and thus enables improved information on hotspot location and magnitude. The method is experimentally validated and also applied to model an electrical machine for full-electric in-wheel vehicle propulsion.

A produção de fundidos com baixo nível de defeitos e com propriedades mecânicas adequadas é facilmente alcançada com a previsão do comportamento do metal durante a solidificação. A transferência de calor entre o metal-líquido e o molde, nos primeiros instantes de contato, compromete definitivamente as propriedades mecânicas e a qualidade do produto final. O comportamento da transferência de calor entre o metal e o molde foi explorado através da análise térmica experimental e confrontado com o Modelo de Schwarz Modificado (MSM). Para comprovar experimentalmente os fenômenos previstos no MSM tais como: superesfriamento aparente, posição das interfaces líquido-superaquecido/líquido- superesfriado e da sólido/líquido durante a solidificação foram realizados experimentos com alumínio puro, gálio puro e estanho. Para a análise térmica foram utilizados dois sistemas de solidificação vertical descendente (Griffiths et al., 1993; Jinho et al., 1996; Jamgotchian et al., 1987). O sistema A e o sistema B, sendo que o sistema B também permitia a solidificação vertical ascendente. Em ambos os casos, o fluxo de calor foi direcionado através de uma barra de alumínio (na temperatura ambiente) que foi inserida verticalmente no banho (técnica do “dedo frio”). A barra extrai calor do líquido em função da diferença de temperatura entre a massa líquida e a massa sólida e simula o choque térmico do metal líquido com as paredes de um molde. Os resultados experimentais e os obtidos pela simulação foram confrontados. Apresenta-se a relação experimental entre o superesfriamento e a taxa de solidificação. Discute-se o redimensionamento da Ti (temperatura de interface) na solução de Schwarz e a comprovação experimental da solução do MSM. / The production of casting with low level of defects and adjusted mechanical properties can be obtained with the previous knowledge of the metal solidification behavior. The transference of heat between the metal-liquid and the mold, in the first instants of the contact, compromises definitively the mechanical properties and the final product quality. The behavior of the transference of heat between the metal and the mold was carried out through the experimental thermal analysis and the results were compared with the Modified Schwarz Model (MSM). To experimentally prove, the cooled phenomena in the MSM such as: apparent supercooling, liquid superheated/liquid supercooled interfaces position and of the liquid/solid during the solidification experiments had been carried out with pure aluminum, pure gallium and tins. Two systems A and B, one of descending vertical solidification and another one of descending and ascending solidification, had been used for the thermal analysis. In both systems, the heat flow was directed through a bar of aluminum (in the ambient temperature) that was inserted vertically in the bath (“cold finger” technique). The bar extracts heat of the liquid, had the difference of temperature between the liquid mass and the solid mass, and simulates the thermal shock of the metal with the mold walls. The experimental results were compared with simulated data. In this work are presented experimental relation between the supercooling and the rate of solidification. The new dimension of the Ti (temperature of interface) in the Schwarz equation and the experimental evidence of MSM solution, are considered.

Orientador: Massao Ionashiro / Coorientador: Flávio Junior Caires / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Banca: Gilbert Bannach / Banca: Salvador Claro Neto / Banca: Adriano Buzutti de Siqueira / Resumo: O estudo da interação de compostos orgânicos e íons metálicos se apresenta como ferramenta importante para a confecção de novos compostos. Uma vez preparados, as propriedades físico-químicas desses compostos são diversas e devem ser conhecidas, portanto, é importante que se realize uma pesquisa básica destes complexos. Neste contexto, foram realizadas as sínteses, caracterizações e estudos termoanalíticos dos compostos sólidos obtidos através da coordenação do ácido p-aminobenzoico com os íons lantanídeos trivalentes e ítrio (III), exceto promécio. Tal estudo teve o intuito de adquirir conhecimento das propriedades físico-químicas e estruturais dos produtos obtidos. Os compostos sólidos foram preparados por meio de duas vias de síntese diferentes. Do La ao Gd os compostos foram obtidos reagindo os respectivos cloretos ou nitratos destes metais com uma solução de p-aminobenzoato de sódio previamente preparada pela neutralização do ácido p-aminobenzoico com NaOH. Enquanto que, os compostos do Tb ao Lu e Y foram obtidos reagindo o ácido p-aminobenzoico com os respectivos carbonatos desses metais. Após serem filtrados, lavados e secos os compostos foram caracterizados por espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria-análise térmica diferencial simultânea (TG-DTA), análise dos gases liberados (EGA por TG-FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), calorimetria exploratória diferencial acoplada a sistema foto-vis... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study of the interaction of organic compounds and metallic ions is an important tool for making new compounds. Once the prepared, the physicochemical properties of these compounds are diverse and must be known should be known, therefore is important to carry out a basic research of these complexes. In this context, the syntheses, characterizations and thermoanalytical studies of the solid compounds obtained by the coordination of p - aminobenzoic acid with trivale nt lanthanides and yttrium (III), except promethium, was performed. This study aimed to acquire knowledge of the physical - chemical and structural properties of the products obtained. Solid compounds were prepared by two different synthetic routes. From La to Gd the compounds were obtained by reacting the respective chlorides or nitrates of these metals with a solution of sodium p - aminobenzoate previously prepared for the neutralization of p - aminobenzoic acid with NaOH. While the compounds of Tb to Lu and Y were obtained by reacting p - aminobenzoic acid with the respective carbonates of these metals. After being filtered, washed and dried the compounds were characterized by Infrared absorption spectroscopy (FTIR), simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis (TG - DTA), evolved gas analysis (EGA) by TG/DSC - FTIR, differential scanning calorimetry (DSC), DSC - photovisual system (DSC - Photo v is ual ), X - ray powder diffractometry ( X R P D) and complexometry with EDTA . From the resul... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O objetivo principal desse trabalho é estudar o processo de solidificação e da formação de fases de uma liga de magnésio contendo elemento Terras Raras (Mg-6Al-3La-1Ca), submetida a diferentes níveis de superaquecimento. Para isso, foi utilizado um sistema de solidificação unidirecional ascendente com atmosfera controlada. Termopares foram utilizados para monitorar a evolução térmica dos lingotes, que foram resfriados de forma lenta (convecção natural) e de forma rápida (convecção forçada com água refrigerando a base). Pôde-se, então, determinar as temperaturas de transformação da liga (temperaturas solidus e liquidus). Além disso, foram identificadas as formações da matriz α-Mg, dos compostos de forma acicular Al11La3, e dos eutéticos Mg2Ca e (Al,Mg)2Ca, além de uma fina estrutura dispersa pela matriz indicando ser provavelmente Al2Ca. O superaquecimento mostrou forte influência na morfologia quando aliado ao resfriamento rápido. Para maiores valores de superaquecimento a formação de fases contendo Lantânio foi majorada e a formação de estruturas eutéticas contendo Cálcio foi retardada. Equações correlacionando parâmetros struturais e térmicos foram geradas mostrando conformidade com a literatura. / This work aimed to study the solidification process and phase formation of a magnesium alloy containing rare earth elements (Mg-6Al-3La-1CA) subjected under different values of superheating. For this, it was used an unidirectional solidification system with a controlled atmosphere. Thermocouples were used to follow up the thermal evolution of the ingots, in both, slow cooling condition (using natural convection) and fast cooling condition (using water in the base to cooling the ingots). So it was then determined the transformation temperatures of the alloy (solidus and liquidus temperatures). Furthermore, it was identified the formations of α-Mg matrix, the compounds of Al11La3 (acicular form), and the eutectic Mg2Ca and (Al, Mg)2Ca, and a fine structure dispersed through the specimen indicating, probably, to be Al2Ca. Superheating has showed strong influence on morphology when combined with rapid cooling. For larger values of superheating the formation of phases containing lanthanum was increased and the formation of eutectic structures containing calcium was delayed. Correlation between thermal parameters and microstructure were made and the results agreement with the literature.