Orientador: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Coorientador: / Banca: Silvio Alexandre de Araújo / Banca: Deisemara Ferreira / Resumo: A Matemática est a presente no nosso dia-a-dia seja pra dizer as horas, contar dinheiro, prever o tempo. Sob o aspecto empresarial ela também se faz presente na hora de tomar decisões, por exemplo. Muitas empresas de manufatura lidam com decisões diariamente no setor de produção, dimensionando lotes e sequenciando sua produção. Entretanto, o mais comum e tomar essas decisões de forma independente, sendo que poderiam ser tomadas simultaneamente, pois agregariam melhores resultados. Neste trabalho integramos essas decisões utilizando um modelo matemático que agrega ao problema de dimensionamento de lotes, o sequenciamento da produção modelando a exclusão de subsequências através das restrições do tipo MTZ e MCF. Também estudamos essas duas formulações considerando a variável de preparo explicitamente e implicitamente resultando em quatro formulações matemáticas diferentes para o problema integrado de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção. Concluimos que a formulação MCF com variável de preparo explícita é mais forte que as outras formulações estudadas e que as soluções das instâncias das formulações baseadas nas restrições do tipo MTZ são bastante influenciadas pelos planos de cortes e pré-processamento inclusos no solver CPLEX. Nosso objetivo é derivar limitantes primais e duais para o problema integrado de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção. Para a obtenção dos limitantes primais foi proposta uma heurística gulosa. Para obter os limites duais foram estudadas a relaxação Lagrangeana e a relaxação Lagrangeana/Surrogate e os métodos usados para resolução dos duais associados foram o Algoritmo de Subgradiente e Algoritmo de Volume. O método que obteve melhor desempenho foi o dual Lagrangeano/Surrogate resolvido pelo Algoritmo de Subgradiente para a formulação com restrições do tipo MTZ e variável explícita de preparo / Abstract: Mathematics is present in our daily routine to tell time, count money, predict the weather. Many manufacturing companies deal with daily decisions in the manufacturing sector, lot-sizing and sequencing their production. However, the most usual is to take these decisions considering two independent problems, and not simultaneously, as it adds better results. In this work we integrate these decisions through a mathematical model that adds to the problem of lot sizing, sequencing decisions using constraints of the type MTZ and MCF. We also study these two formulations, considering the set up decisions explicitly and implicitly resulting in four di erent mathematical formulations for the integrated problem. We conclude that the MCF formulation with the explicit set up variable is stronger than the other formulations studied and the solutions of the instances of formulations based on constraints of MTZ type are strongly in uenced by the cutting planes and pre-processing included in the solver CPLEX. We aimed to derive primal and dual bounds for the integrated problem of lot sizing and sequencing of production. To obtain the primal bound we proposed a greedy heuristic. The dual bounds were obtained studying the Lagrangean and the Lagrangean / Surrogate relaxation and the methods used to solve the dual associates were the subgradient algorithm and Volume algorithm. The method with better performance was the dual Lagrangian / Surrogate solved by subgradient Algorithm for formulation with constraints MTZ type and explicit set up variable / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T07:42:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 295134.pdf: 3300794 bytes, checksum: 2e4906157b9f1035162468e9714c55a6 (MD5) / Este trabalho propõe um modelo para o problema de alocação de unidades hidrelétricas, cujo objetivo consiste em determinar quais unidades devem operar, e os respectivos níveis de geração de usinas hidrelétricas em cascata, a cada hora, em um horizonte de um dia. Como uma contribuição apresenta-se uma nova modelagem para a função de produção das unidades geradoras, com destaque para as perdas mecânicas e elétricas presentes nos conjuntos turbina gerador. Para levar em consideração as complexidades inerentes deste problema de maneira condizente com as necessidades do caso brasileiro, o modelo da alocação é representado matematicamente como um problema de programação não linear binário-misto. Com o objetivo de resolver este problema eficientemente este trabalho faz uso de uma estratégia de decomposição baseada nos métodos da Relaxação Lagrangeana e do Lagrangeano Aumentado. Diferentes análises em torno da modelagem e da estratégia de solução propostas neste trabalho são realizadas mediante o uso de um sistema composto por quatro usinas hidrelétricas em cascata, cuja capacidade de potência instalada é de 4.170 MW.

DIAS, Fábio Carlos Sousa. Algoritmos para o problema de localização simples baseados nas formulações clássica e canônica. 2008. 89 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2008. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-11T15:12:03Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_fcsdias.pdf: 533140 bytes, checksum: 547c9cf8d771e2646884c423f5a39936 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-15T15:32:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_fcsdias.pdf: 533140 bytes, checksum: 547c9cf8d771e2646884c423f5a39936 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T15:32:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_fcsdias.pdf: 533140 bytes, checksum: 547c9cf8d771e2646884c423f5a39936 (MD5) Previous issue date: 2008 / In this work, we study the Simple Plant Location Problem (SPLP). Using its classical mathematical programming formulation and another recently proposed formulation, we develop several algorithms to …nd lower and upper bounds for the problem as well as branch-and-bound algorithms. With the classical formulation, such bounds are obtained via the data correction method and dominance criteria between …xed and transportation costs. We propose a projection of this formulation that has shown to be computationally atractive. Using the new formulation, we propose and prove the correctness of several iterative procedures that attempt to …nd an optimal solution to the problem by solving a sequence of parametric sub-problems, each one obtained by removing some variables and constraints of the original formulation. At each iteration of this process, we can obtain lower and upper bounds. We also apply Lagrangean relaxation to this new formulation in order to get other bounds. We consider several possibilities of relaxing the constraints. In addition, we develop branch-and-bound algorithms based on both formulations and the obtained bounds. We evaluate the computational e¢ ciency of all proposed algorithms with hard test instances from the literature. Computational results are reported and comparisons with other algorithms from the literature are carried out. / Neste trabalho, estudamos o problema de localização simples (SPLP - Simple Plant Location Problem). Usando a formulação matemática clássica e uma outra formulação proposta recentemente, desenvolvemos vários algoritmos para encontrar limites inferiores e superiores, bem como algoritmos tipo branch-and-bound. Com a formulação clássica, tais limites são obtidos utilizando o método de correção de dados e critérios de dominância entre os custos …xos e de transporte. Propomos uma projeção dessa formulação, que se mostrou computacionalmente atrativa. Usando a nova formulação propomos e mostramos a corretude de vários procedimentos iterativos que procuram encontrar uma solução para o problema, resolvendo uma seqüência de subproblemas paramétricos obtidos com a remoção de variáveis e restrições da formulação original. Em cada iteração desse processo, podemos gerar limites inferiores e superiores. Aplicamos ainda relaxação lagrangeana a essa nova formulação para obter outros limites. Analisamos várias possibilidades de relaxação das restrições. Desenvolmento também algoritmos branch-and-bound baseados em ambas as formulações e nos limites obtidos. Avaliamos a e…ciência computacional de todos os algoritmos com instâncias de teste difíceis, disponíveis na literatura. Resultados computacionais e comparações com outros algoritmos da literatura são reportados.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:07:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329082.pdf: 2114425 bytes, checksum: 7619c2267ed887db1dd635bd0fd5e7f9 (MD5) Previous issue date: 2014 / A introdução de fontes renováveis com capacidade variável, tais como usinas eólicas e fotovoltaicas, traz grandes desafios para a operação dos sistemas de energia elétrica. São necessárias ferramentas computacionais capazes de realizar a análise da condições operativas dos sistemas na presença dessas novas fontes de geração. O presente trabalho apresenta uma ferramenta computacional que otimiza os custos da operação de um sistema elétrico incorporando o comportamento aleatório da geração eólica. As equações que fornecem o ponto de operação em regime permanente de usinas eólicas são inseridas no problema de fluxo de potência ótimo (FPO), sendo a aleatoriedade do vento representada através de cenários de velocidade de vento equiprováveis. O problema FPO é formulado de maneira que a complementação da geração eólica seja feita pelas usinas hidrelétricas, enquanto que as usinas termelétricas mantêm constantes suas gerações nos diferentes cenários de vento. Utilizam-se conceitos da relaxação Lagrangenana e da programação dual para viabilizar a resolução do problema. Com o intuito de melhorar o desempenho da ferramenta computacional as restrições relaxadas são adicionadas a função objetivo através de um termo linear e um termo quadrático, resultando em um Lagrangeano Aumentado. O problema é resolvido através do Método dos Multiplicadores com Direção Alternada (MMDA). A eficácia da ferramenta computacional é avaliada através de simulações em três sistemas elétricos, sendo eles: os sistemas teste do IEEE de 14 e 30 barras e um equivalente do sistema da Região Sul com 192 barras. Os resultados obtidos mostram a aplicabilidade do modelo FPO e a eficiência do método de resolução.<br> / Abstract: The use of renewable energy sources, with variable generation capacity, brings new challenges to power system operation. Computational tools used in the analysis of the system must be updated in order to properly represent the impact of this new type of generation on system. This work describes a computational tool to minimize operational costs of hidrothermal systems considering the random behavior of wind power generation. The equations that express the steady state operation of wind farms are incorated in a estochastic optimal power flow (OPF) problem that represent the variability of wind through a set of equiprobable scenarios. The OPF problem is formulated in a way that wind power generation is complemented by hydro generation, while the thermoelectric plants maintain the same dispatch in every scenario of wind. The Lagrangian Relaxation is used solve the problem. In order to improve the performance of the solution algorithm, the relaxed constraints are introduced into the OPF objective function by linear and quadratic penalties, which results in a Aungmented Lagrangian. The problem is solved by the Alternating Direction Method of Multpliers (ADMM). The efficiency of the computacional tool is evaluated through simulations using the IEEE test systems with 14 and 30 buses and an equivalent of the Brazilian Southern Region system with 192 buses. The results demonstrate the applicability the OPF model proposed and the efficiency of the solution method.

Made available in DSpace on 2016-04-01T17:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-08-13. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-01T18:00:13Z : No. of bitstreams: 1 000859866.pdf: 3094215 bytes, checksum: a866f5871ba6f59a09d89aaa84b06735 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / A Matemática est a presente no nosso dia-a-dia seja pra dizer as horas, contar dinheiro, prever o tempo. Sob o aspecto empresarial ela também se faz presente na hora de tomar decisões, por exemplo. Muitas empresas de manufatura lidam com decisões diariamente no setor de produção, dimensionando lotes e sequenciando sua produção. Entretanto, o mais comum e tomar essas decisões de forma independente, sendo que poderiam ser tomadas simultaneamente, pois agregariam melhores resultados. Neste trabalho integramos essas decisões utilizando um modelo matemático que agrega ao problema de dimensionamento de lotes, o sequenciamento da produção modelando a exclusão de subsequências através das restrições do tipo MTZ e MCF. Também estudamos essas duas formulações considerando a variável de preparo explicitamente e implicitamente resultando em quatro formulações matemáticas diferentes para o problema integrado de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção. Concluimos que a formulação MCF com variável de preparo explícita é mais forte que as outras formulações estudadas e que as soluções das instâncias das formulações baseadas nas restrições do tipo MTZ são bastante influenciadas pelos planos de cortes e pré-processamento inclusos no solver CPLEX. Nosso objetivo é derivar limitantes primais e duais para o problema integrado de dimensionamento de lotes e sequenciamento da produção. Para a obtenção dos limitantes primais foi proposta uma heurística gulosa. Para obter os limites duais foram estudadas a relaxação Lagrangeana e a relaxação Lagrangeana/Surrogate e os métodos usados para resolução dos duais associados foram o Algoritmo de Subgradiente e Algoritmo de Volume. O método que obteve melhor desempenho foi o dual Lagrangeano/Surrogate resolvido pelo Algoritmo de Subgradiente para a formulação com restrições do tipo MTZ e variável explícita de preparo / Mathematics is present in our daily routine to tell time, count money, predict the weather. Many manufacturing companies deal with daily decisions in the manufacturing sector, lot-sizing and sequencing their production. However, the most usual is to take these decisions considering two independent problems, and not simultaneously, as it adds better results. In this work we integrate these decisions through a mathematical model that adds to the problem of lot sizing, sequencing decisions using constraints of the type MTZ and MCF. We also study these two formulations, considering the set up decisions explicitly and implicitly resulting in four di erent mathematical formulations for the integrated problem. We conclude that the MCF formulation with the explicit set up variable is stronger than the other formulations studied and the solutions of the instances of formulations based on constraints of MTZ type are strongly in uenced by the cutting planes and pre-processing included in the solver CPLEX. We aimed to derive primal and dual bounds for the integrated problem of lot sizing and sequencing of production. To obtain the primal bound we proposed a greedy heuristic. The dual bounds were obtained studying the Lagrangean and the Lagrangean / Surrogate relaxation and the methods used to solve the dual associates were the subgradient algorithm and Volume algorithm. The method with better performance was the dual Lagrangian / Surrogate solved by subgradient Algorithm for formulation with constraints MTZ type and explicit set up variable

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4703.pdf: 5539056 bytes, checksum: 8b74f224bfc99058ad84066fda3436cd (MD5) Previous issue date: 2012-10-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work presents the study of two models of glass-forming liquids using molecular dynamics simulations. The first model aims to analyze the effects on glassy dynamics which allow the enhancement of the glass formability on metallic glass formers. The Pd45Ni55 binary alloy and the Pd35Ni55Pt10 ternary one are modeled via the Embedded Atom method interaction potential, which is known to efficiently reproduce mechanical and structural properties in metallic compounds. Results of the dynamic susceptibilities indicate that the addition of Pt to the binary alloy favors its glass formability, given that such addition allowed the enhancement of collective dynamics. The conclusion is that the change on the medium range structure influences the increased collectivity found in the system. The second model aims to analyze the diffusion mechanisms and characterize the glassy dynamics of a supercooled network glass-forming liquid. The material to be modeled is lithium disilicate, which is a well studied material due to its versatility and applicability in both industry and academia. The Buckingham interaction potential is employed to model lithium disilicate in liquid and glassy phases. Results of dynamical and structural properties show excellent agreement with available experimental data. However, the decoupling between diffusion and relaxation, which is equivalent as the break-down of the Stokes-Einstein relation, occurs far above the melting temperature calculated via simulation, in strong disagreement with experimental observations. Nevertheless, dynamic heterogeneities present in the supercooled liquid are well characterized through the analysis of the distribution of displacements and atomic visualizations. / O estudo de dois modelos de líquidos formadores de vidros via simulações de dinâmica molecular é apresentado neste trabalho. O primeiro modelo objetiva analisar os efeitos na dinâmica vítrea que possibilitam o aumento na capacidade de formação vítrea em formadores de vidros metálicos. As ligas binária, com a composição Pd45Ni55 e ternária, Pd35Ni55Pt10, são modeladas utilizando o potencial de interação do método Embedded Atom, que é reconhecidamente eficaz em reproduzir as propriedades mecânicas e estruturais de compostos metálicos. Os resultados de susceptibilidades dinâmica indicam que a adição de Pt à liga binária favorece sua capacidade de formação vítrea, haja vista que tal adição promoveu o aumento na coletividade dinâmica no sistema. A conclusão do estudo das ligas metálicas é que a mudança na estrutura de médio alcance tem influência no aumento da dinâmica coletiva observado no sistema. O segundo modelo tem como objetivo analisar os mecanismos de difusão e caracterizar a dinâmica vítrea de um formador de vidro do tipo rede na condição de super-resfriamento. O material modelado é o dissilicato de lítio, um material bastante estudado por sua versatilidade e aplicabilidade na indústria e no meio acadêmico. O potencial de interação de Buckingham é adotado para a modelagem do dissilicato de lítio nas fases líquida e vítrea. Os resultados de propriedades dinâmicas e estruturais apresentam uma excelente concordância com os dados experimentais disponíveis. No entanto, o desacoplamento entre difusão e relaxação, que é equivalente à violação da relação de Stokes-Einstein, ocorre em uma temperatura acima do ponto de fusão calculado para o modelo, em evidente desacordo com a observação experimental. Apesar disso, as heterogeneidades dinâmicas presentes no líquido superresfriado são bem caracterizadas a partir da análise da distribuição de deslocamentos e de visualizações atômicas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6110.pdf: 44023260 bytes, checksum: 623d04464bda36aa00596110b1fe002c (MD5) Previous issue date: 2014-04-01 / Universidade Federal de Minas Gerais / In this thesis we study the magnetic properties of the multiferroic composite (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)-xPbTiO3/CoFe2O4 (PMN-PT/CFO) sintered by hot forging. Magnetization as a function of magnetic field, magnetoelectric effect and magnetostriction effect measurement were carried out at different temperatures. In the magnetization measurements there was a decrease in the value of the saturation magnetization and an increase in the value of the coercive field when compared with a sample of pure ferrite. AC susceptibility as a function of magnetic field measurements showed no change in the value of the in-phase component as a function of the frequency for measurements performed at 5 K. Magnetostriction as a function of the temperature of the samples PMNPT/ CFO and pure CFO measurements showed that the standard model that describes the magnetostrictive behavior was not sufficient to describe the obtained results. To explain the behavior of the magnetostriction was necessary to introduce terms of stress and piezomagnetism in the Gibbs free energy equation. Thus, it was possible to describe the behavior of these materials both at 300 K as at 5 K. In the magnetoelectric effect measurements it was observed that there is a strong dependence on the behavior of the curve with the frequency of the AC magnetic field and temperature. This dependence is associated with the population of the energy levels of the ferromagnetic phase that does not contribute to the magnetostrictive effect. Based on the adiabatic susceptibility model, it was able to describe this dependence in the magnetoelectric effect. Furthermore, we measured the magnetoelectric effect of the composite (1- x)Pb(Mg1/3Nb2/3)-xPbTiO3/NiFe2O4 (PMN-PT/NFO) and compared with the previously results. We didn't observe the same frequency dependence as in the composite sintered with CFO. This result is associated with the spin/orbit energy levels stabilization. / Nessa tese de doutorado desenvolvemos modelos de magnetização dinâmica com o objetivo de relacionar as propriedades magnetoestrictivas e magnetoelétricas de compósitos multiferróicos do tipo (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)- xPbTiO3/CoFe2O4 (PMN-PT/CFO) e (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)-xPbTiO3/NiFe2O4 (PMN-PT/NFO) sinterizados por prensagem à quente. Para validação dos modelos propostos foram realizadas medidas de magnetização, suscetibilidade magnética, magnetoestricção e efeito magnetoelétrico. Observamos que a magnetização de saturação diminui e o campo coercivo aumenta quando comparamos essas grandezas com amostras de ferrita não imersas na matriz ferroelétrica.. Medidas de suscetibilidade AC em função do campo magnético com diferentes frequências mostraram que não há mudança no valor da componente em fase na temperatura de 5 K. Nas Medidas de magnetoestricção em função do campo magnético em diferentes temperaturas nas amostras de PMN-PT/CFO e CFO mostraram que o comportamento magnetoestrictivo não era apenas proporcional ao quadrado da magnetização. Para explicar os resultados introduzimos no modelo termos de stress e piezomagnetismo na equação da energia livre de Gibbs. Nas medidas de efeito magnetoelétrico observamos uma forte dependência na resposta da amostra em função da frequência do campo magnético AC e da temperatura. Propusemos que essa dependência está associada à população dos níveis de energia da fase ferromagnética que não contribuem diretamente para o efeito magnetoestrictivo e consideramos que nesse caso o sistema se encontra na condição adiabática. A partir dessas hipóteses, foi possível descrever essa dependência do efeito magnetoelétrico.

Componentes estruturais de fornos de pirólise utilizados para craqueamento de petróleo são fabricados a partir de aços inox fundidos utilizados para aplicações em alta temperatura, sendo necessária a adição de elementos químicos para a formação de fases que melhoram as propriedades mecânicas do material neste tipo de ambiente. O presente trabalho estuda os efeitos da adição de nióbio nas propriedades mecânicas e no comportamento elastoplástico/viscoelástico aos 927°C do aço inox fundido ASTM A297 grau HP na condição bruto de fusão, condição esta similar a de trabalho do forno.Para analisar as variação de propriedades mecânicas do material, foram realizados ensaios de tração em distintas temperaturas, calorimetria exploratória de varredura (DSC), ensaios de relaxação, fadiga de ciclos contínuos sob o formato de onda triangular e fadiga com formato de onda trapezoidal do tipo \"dwell\" com tempos de permanência de 120 e 300 segundos conforme especifica a norma E2714-13 e ensaios de torção a quente. O intuito da realização deste trabalho reside no fato de que equipamentos como os fornos de pirólise não mantém os parâmetros operacionais constantes, podendo variar temperatura, cargas de trabalho e também gerar cargas cíclicas com tempos de permanência em ciclos de partida, operação e parada de equipamento, sendo importante o conhecimento da resposta fenomenológica que o material oferece sob estes tipos de solicitações. Os resultados dos ensaios mecânicos e estudos da evolução microestrutural, bem como de suas posteriores análises forneceram dados, não somente sob a forma de \"data sheet\'s\" para aplicação dos valores obtidos em projetos, mas concomitantemente após a comparação de propriedade e microestrutura, aprofundar na fenomenologia do comportamento mecânico de tensão versus deformação monotônico e cíclicos, mecanismos de deformação em alta temperatura, recuperação dinâmica, do tipo de microestrutura resultante após a realização dos ensaios e também dos mecanismos de fratura associados aos tipos de solicitações mecânicas impostas ao material, obtidos por meio dos ensaios mecânicos mencionados anteriormente. / Structural components pyrolysis furnaces used for oil cracking are made from cast stainless steel used for applications at high temperature, requiring the addition of chemicals to the formation of phases which improves the mechanical properties of the material in such an environment. This work studies the effects of adding niobium in the mechanical properties and elastoplastic/viscoelastic behavior to 927°C cast stainless steel ASTM A297 grade HP in as cast condition, at condition similar to the work of furnace. For study of the variation of mechanical properties, tensile tests were conducted at different temperatures, differential scanning calorimetry (DSC), relaxation tests, fatigue continuous cycles under triangular waveform and fatigue with trapezoid type waveform format \"dwell\" with residence times of 120 and 300 seconds as reflected by the E2714-13 standard and hot torsion tests. The purpose of this work lies in the fact that equipment such as pyrolysis furnaces do not maintain the constant operating parameters, varying temperature, workloads and also generate cyclic loading with residence times in starting cycles, operation and equipment stop It is important the knowledge of the phenomenological response that the material offers under these types of requests. The results of mechanical tests and micorestrutural evolution studies, as well as its further analysis provided data, not only in the form of \"data sheet\'s\" for application of the values obtained in projects, but co-after comparison of property and microstructure, deepen the phenomenology of the mechanical behavior of tension versus monotonic and cyclic deformation, deformation mechanisms at high temperature, dynamic recovery, the type of resulting microstructure after the tests and also the fracture mechanisms related to types of mechanical stresses imposed on the material, obtained by through the mechanical tests mentioned above.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-03-20T12:19:29Z No. of bitstreams: 1 TeseCBB.pdf: 8155829 bytes, checksum: 9a5289c818bd72bed1bf08cb0aecbd14 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-20T12:57:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCBB.pdf: 8155829 bytes, checksum: 9a5289c818bd72bed1bf08cb0aecbd14 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-04-20T12:57:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCBB.pdf: 8155829 bytes, checksum: 9a5289c818bd72bed1bf08cb0aecbd14 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-20T13:11:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCBB.pdf: 8155829 bytes, checksum: 9a5289c818bd72bed1bf08cb0aecbd14 (MD5) Previous issue date: 2016-09-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Ionic conductivity in glasses was first discovered and demonstrated by Warburg in 1884, but although it has been studied for over a century, the mechanisms underlying ionic conduction in glasses are not yet entirely clear. Glasses are commonly known to be electrical insulators, but some of them may present high conductivity and be candidates for different applications. The more conductive glasses result from the dissolution of halogenated salts in the glassy matrix, causing its ionic conductivity to increase by several orders of magnitude. Our approach proposes that glass can be compared to a solution in which a dissolved halogenated salt (solute) is weakly dissociated in the glassy matrix (solvent). This approach, called the weak electrolyte model, was initially proposed in the 70s to explain the almost exponential increase in the ionic conductivity of glasses in response to increasing concentrations of network modifiers (alkaline oxides). Our work proposes to expand this approach, correlating the increase in ionic conductivity with the increase in the thermodynamic activity of AgI. In addition, experiments were carried out at different temperatures in various glass compositions to confirm this correlation, using electromotive force (EMF) measurements to determine the thermodynamic activity and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements to determine the ionic conductivity of these glasses. Ionic transport was also used to examine the structural relaxation of AgPO3 glass. The glass was heated to another fictive temperature in the glass transition range and its ionic conductivity measured in situ by EIS. The kinetic parameters of the structural relaxation process, i.e., structural relaxation time ( ) and stretching parameter (β), were determined as a function of time by fitting the experimental data to KWW equations. / A condutividade iônica em vidros foi observada e demonstrada pela primeira vez por Warburg em 1884, mas apesar de mais de um século dessa descoberta, os mecanismos pelos quais se dá essa condutividade iônica não são totalmente claros. Vidros, em geral, são conhecidos como isolantes elétricos, mas alguns deles podem apresentar uma alta condutividade e portanto bons candidatos para diferentes aplicações. Os vidros com os valores mais elevados de condutividade iônica resultam da dissolução de sais halogenados em uma matriz vítrea, resultando em um aumento de várias ordens de grandeza na propriedade. Nossa proposta é a de que vidros podem ser comparados com uma solução em que um sal halogenado dissolvido (soluto) está fracamente dissociado em uma matriz vítrea (solvente). Essa aproximação, chamada de modelo do eletrólito fraco, foi inicialmente proposta nos anos 70 para explicar o aumento quase exponencial da condutividade iônica em vidros em resposta ao aumento da concentração de modificadores de rede (óxidos alcalinos). Nosso trabalho propõe expandir essa aproximação, correlacionando o aumento da condutividade iônica com a atividade termodinâmica de AgI. Além disso, experimentos foram feitos em diferentes temperaturas com várias composições de vidro para confirmar essa correlação, usando medidas de força eletromotriz (FEM) para determinar a atividade termodinâmica e medidas de espectroscopia de impedância (IES) para determinar a condutividade iônica desses vidros. O transporte iônico também foi utilizado para estudar a relaxação estrutural de vidros AgPO3. O vidro, previamente equilibrado a uma temperatura fictícia inicial, foi tratado termicamente a uma outra temperatura fictícia próxima da temperatura de transição vítrea e a sua condutividade iônica medida in situ por EIS. Os parâmetros cinéticos do processo de relaxação estrutural, i.e., tempo de relaxação estrutural ( ) e o parâmetro exponencial (β), foram determinados em função do tempo pelo ajuste da equação KWW.

Neste trabalho estudamos defeitos pontuais em cristais de NaCl + NaF contendo diversos íons divalentes e em especial o íon Pb++. As técnicas usadas foram as de I.T.C. e absorção ótica. Identificamos três novos defeitos e novos agregados de Pb++. Um modelo microscópico para os defeitos observados foi proposto. Dois dos novos picos de I.T.C. são identificados como relaxação do mesmo defeito constituído do íon divalente e um íon F- em sua proximidade. Pela primeira vez observou-se a conversão da relaxação dielétrica de um íon divalente isolado para a de uma posição perturbada. Os íons F- funcionam como armadilhas eficientes para a difusão do íon Pb++. O efeito do raio iônico sobre a relaxação desses defeitos foi observado e discutido. Atribuiu-se tentativamente a um par de vacâncias ao pico de I.T.C. de mais baixa temperatura / This work report results on the study of point defects in NaCl + NaF single crystals doped with several divalent ions and with more details for Pb++ ions. I.T.C. and u.v. spectroscopy were the used techniques. Three new relaxation peaks were found as well as large aggregates of Pb++ and F- ions. A microscopic model for the observed defects is proposed. Two of the new I.T.C. peaks called B and C, are identified as dielectrics relaxation of one defect - its transverse and the longitudinal relaxation modes. This defect is made of one divalent ion one F anion as its close neighbor and one vacancy. For the first time it was observed the conversion of a Pb++ ion from a normal to a perturbed lattice site. The F anions are efficient traps for divalent ion diffusion. The effect of divalent ion radius on the dielectric relaxation of these perturbed defects was observed and discussed. The lower temperature peak is tentatively attributed to relaxation of a divacancy - a pair of positive and negative vacancy bound together