Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2006. / Vita. Includes bibliographical references.

The High Radiation to Materials facility employs a high intensity pulsed beam imposing several challenges on the beam position monitors. Diamond has been shown to be a resilient material with its radiation hardness and mechanical strength, while it is also simple due to its wide bandgap removing the need for doping. A new type of diamond based beam position monitor has been constructed, which includes a hole in the center of the diamond where the majority of the beam is intended to pass through. This increases the longevity of the detectors as well as allowing them to be used for high intensity beams. The purpose of this thesis is to evaluate the performance of the detectors in the High Radiation to Materials facility for various beam parameters, involving differences in position, size, bunch intensity and bunch number. A prestudy consisting of calibration of the detectors using single incident particles is also presented. The detectors are shown to work as intended after a recalibration of the algorithm, albeit with a slightly lower precision than requested, giving a promising new beam position monitoring system. They work for the full intensity range and a single bunch resolution is achieved. Functionality is also shown with backscattering from dense targets.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-09Bitstream added on 2014-06-13T20:16:15Z : No. of bitstreams: 1 appolinario_mb_me_bauru.pdf: 844280 bytes, checksum: bc38577a283fa018c299c33e4d88b0a2 (MD5) / Neste trabalho, filmes finos amorfos de carbono hidrogenado também contendo bromo foram produzidos por duas técnicas: Deposição e Implantação iônica por Imersão em Plasma (DIII). As deposições foram feitas em plasmas alimentados com diferentes proporções de bromofórmico (CHBr3) e acetileno (C2H2), variando também o tempo de deposição, a potência de radiofrequencia aplicada e a pressão dentro do reator. Para medição de espessura e rugosidade, e molhabilidade, filmes depositados em substratos de vidro foram analisados por perfilometria e geniometria (medidas de ângulo de contato), respectivamente. A estrutura e composição química dos filmes foram examinadas por Espectroscopia de Reflexão-Absorção no Infravermelho (IRRAS) e Espectroscopia de Raios X (XPS) em amostras depositadas em aço inoxidável polido. Para obter espectros de trasmitância no Ultravioleta-visível e infravermelho-próximo, filmes foram depositados em substratos de quartzo. A partir destes espectros e das espessuras dos filmes, propriedades ópticas como o índice de refração, coeficiente de absorção e gap óptico dos materiais foram calculados. Taxas de deposição dos filmes contendo bromo foram tipicamente no itervalo de 33 a 108 nm.min-1 pelo processo de PECVD, e de 13 a 56 nm.min-1 pelo processo de DIIIP. Rugosidades entre 24 e 37 nm foram observadas em ambos os métodos. As medidas de ângulo de contato revelaram que os filmes bromados são hidrofólicos. Espectros IRRAS revelaram a presença de grupos contendo bromo em 1430-1410 com-1 devido à deformação angular de grupos CH2-Br e CH3-BR, e em 1210 cm-1 também referente à deformação angular de CH2-Br nos filmes produzidos com bromofórmio na alimentação do reator. As análises de XPS comprovaram a incorporação de bromo nos filmes em até... / In this work, amorphous hydrogenated carbon this films also containing were produced by two techiniques: Plasma Enhanceb Chemical Vapor Deposition (PECVD) and Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition(PIIID). Deposition were realized in plasmas fed with different proportions of bromoform (CHBr3) and acetylene (C2H2), the parameters deposition time, applied radio frequency power, and reactor pressure were also varied. The film thickness and thickness and roughness, and wettability were measured, for films deposited onto glass substrates using perfilometry and goniometry (contact-angle measurements), respectvely. infrared Reflections-Absorption Spectroscopy (IRRAS) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) were employed to study the chemical structure and composition of films deposited onto polished stainless-steel substrates. Transmission ultraviolet-visible-near infrared spectroscopy (UVS) was used to characterized films deposited onto quartz substrates. From the UVS spectra and film thicknesses, optical properties such as refractive index, absorption coefficient and optical gap were calculated. Bromine-containing film deposition rates ranged from 33 to nm.min-1 for PECVD, and from 13 to nm.min-1 for PIIID. Roughnesses of between 24 e 37 nm were observed for both techniques. Contact angle measurement revealed that brominated films are hydrofobic. Characteritic absorptions owing to the presence in the films of bromine-containing groups at 1430-1410 cm-1 due to asymmetric bending of CH2-Br e CH3-Br groups, and at 1210 cm-1 also due to asymmetric bending of CH2-Br were observed in IRRAS spectra of the brominated films. As confirmed by XPS analyses, bromine was incorporated at up to 43% at in films deposited in CHBr3 plasmas. The refractive index decreased from 2.38 for plasma-polymerized C2H2 film... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoRDN_TESE_partes autorizadas.pdf: 117966 bytes, checksum: 56c76d5875d3c3fa1d24b36b9cf97b87 (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / The northeastern region of Brazil has a large number of wells producing oil using a method of secondary recovery steam injection, since the oil produced in this region is essentially viscous. This recovery method puts the cement / coating on thermal cycling, due to the difference in coefficient of thermal expansion between cement and metal coating causes the appearance of cracks at this interface, allowing the passage of the annular fluid, which is associated with serious risk socioeconomic and environmental. In view of these cracks, a correction operation is required, resulting in more costs and temporary halt of production of the well. Alternatively, the oil industry has developed technology for adding new materials in cement pastes, oil well, providing high ductility and low density in order to withstand the thermo-mechanical loads generated by the injection of water vapor. In this context, vermiculite, a clay mineral found in abundance in Brazil has been applied in its expanded form in the construction industry for the manufacture of lightweight concrete with excellent insulation and noise due to its high melting point and the presence of air in their layers lamellar. Therefore, the vermiculite is used for the purpose of providing low-density cement paste and withstand high temperatures caused by steam injection. Thus, the present study compared the default folder containing cement and water with the folders with 6%, 8% and 10% vermiculite micron conducting tests of free water, rheology and compressive strength where it obtained the concentration of 8 % with the best results. Subsequently, the selected concentration, was compared with the results recommended by the API standard tests of filtered and stability. And finally, analyzed the results from tests of specific gravity and time of thickening. Before the study we were able to make a folder with a low density that can be used in cementing oil well in order to withstand the thermo-mechanical loads generated by steam injection / A regi?o nordeste do Brasil possui uma grande quantidade de po?os produtores de ?leo que utilizam como m?todo de recupera??o secund?ria a inje??o de vapor, j? que o ?leo produzido nesta regi?o possui natureza essencialmente viscosa. Este m?todo de recupera??o coloca a interface cimento / revestimento sobre ciclagem t?rmica que, devido ? diferen?a de coeficiente de expans?o t?rmica entre o cimento e o revestimento met?lico provoca o surgimento de trincas nesta interface, possibilitando assim a passagem de fluidos pelo anular, que est? associado a s?rios riscos s?cioecon?mico e ambiental. Diante destas trincas, uma opera??o de corre??o ? requerida, acarretando em mais custos e parada tempor?ria da produ??o do po?o. Como alternativa, a ind?stria do petr?leo tem desenvolvido tecnologia para a adi??o de novos materiais em pastas de cimento para po?os de petr?leo, proporcionando maior ductilidade e baixa densidade, de forma a resistir ?s cargas termomec?nica gerada na inje??o de vapor de ?gua. Nesse contexto, a vermiculita, um argilomineral encontrado em abund?ncia no Brasil tem sido aplicado na sua forma expandida na constru??o civil para confec??o de concretos leves com excelentes propriedades de isolamento t?rmico e ac?stico devido ao seu alto ponto de fus?o e a presen?a de ar em suas camadas lamelares. Portanto, a vermiculita ser? utilizada com a finalidade de proporcionar baixa densidade a pasta de cimento e resistir ?s altas temperaturas causadas pela inje??o de vapor. Desta forma, o presente trabalho, comparou a pasta padr?o contendo cimento e ?gua com as pastas com 6%, 8%, e 10% de vermiculita expandida m?cron realizando os ensaios de ?gua livre, reologia e resist?ncia a compress?o onde obteve a concentra??o de 8% com os melhores resultados. Posteriormente, a concentra??o escolhida, foi comparada com os resultados recomendados pela norma API nos ensaios de filtrado e estabilidade. E por ?ltimo, analisaram-se os resultados obtidos nos ensaios de peso espec?fico e tempo de espessamento. Diante do estudo realizado conseguiu-se formular uma pasta com baixa densidade que pode ser utilizada na cimenta??o de po?o de petr?leo com o objetivo de suportar as cargas termo-mec?nica gerada pela inje??o de vapor

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanieleMHM.pdf: 2362797 bytes, checksum: d58bd3fdee9f1e1945af3e9862aa11b8 (MD5) Previous issue date: 2007-04-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Ionic oxides with ABO3 structure, where A represents a rare earth element or an alkaline metal and B is a transition metal from group VIII of the periodic table are potential catalysts for oxidation and good candidates for steam reforming reaction. Different methods have been considered for the synthesis of the oxide materials with perovskite structure to produce a high homogeneous material with low amount of impurities and low calcination temperatures. In the current work, oxides with the LaNiO3 formula had been synthesized using the method of the polymeric precursors. The thermal treatment of the materials took place at 300 ?C for 2h. The material supported in alumina and/or zirconia was calcined at 800 ?C temperature for 4h. The samples had been characterized by the following techniques: thermogravimetry; infrared spectroscopy; X-ray diffraction; specific surface area; distribution of particle size; scanning electron microscopy and thermo-programmed reduction. The steam reforming reaction was carried out in a pilot plant using reducing atmosphere in the reactor with a mixture of 10% H2-Argon, a mass about 5g of catalyst, flowing at 50 mL.min-1. The temperature range used was 50 - 1000 oC with a heating rate of 10 oC.min-1. A thermal conductivity detector was used to analyze the gas after the water trapping, in order to permit to quantify the consumption of hydrogen for the lanthanum nickelates (LaNiO3). The results showed that lanthanum nickelate were more efficient when supported in alumina than when supported in zirconia. It was observed that the methane conversion was approximately 100% and the selectivity to hydrogen was about 70%. In all cases were verified low selectivity to CO and CO2 / ?xidos i?nicos com estrutura ABO3, onde A representa elemento terra rara ou metal alcalino e B ? um metal de transi??o especialmente do grupo VIII da tabela peri?dica s?o potenciais catalisadores para oxida??o e fortes candidatos para reforma a vapor. Diferentes m?todos t?m sido propostos para a s?ntese de ?xidos com estrutura perovisquita visando produzir um material com alta homogeneidade, baixa quantidade de impurezas e baixa temperatura de calcina??o. No presente trabalho, ?xidos do tipo LaNiO3 foram sintetizados utilizando o m?todo dos precursores polim?ricos. Os materiais foram tratados termicamente a 300 ?C por 2h, calcinados a 800 ?C por 4h e suportados em alumina e/ou zirconia. As amostras foram caracterizadas pelas seguintes t?cnicas: an?lise termogravim?trica; espectroscopia na regi?o do infravermelho; difra??o de raios-X; ?rea superficial; distribui??o do tamanho de part?cula; redu??o a temperatura programada e microscopia eletr?nica de varredura. Rea??es catal?ticas de reforma a vapor foram realizadas em uma planta piloto, usando-se atmosfera redutora com uma mistura de 10% H2-Arg?nio, uma massa de cerca de 5g de catalisador, com fluxo total de 50 mL.min-1. A temperatura variou de 50 a 1000 oC com raz?o de aquecimento de 10 oC.min-1. Um detector de condutividade t?rmica foi utilizado para analisar o g?s ap?s trapeamento da ?gua, permitindo assim quantificar o consumo de hidrog?nio para os niquelatos de lant?nio (LaNiO3). Os resultados mostraram que o niquelato de lant?nio, foi mais eficaz quando suportado em alumina que em zirconia, observou-se que a convers?o do metano foi pr?xima a 100% e seletividade ao hidrog?nio em torno de 70%. Em todos os casos verificou-se baixa seletividade ao CO e CO2

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07168.pdf: 4565468 bytes, checksum: 5d50ff98fc92d1760ab1999ca31c279b (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:44:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 07163.pdf: 5435132 bytes, checksum: b98eeecc59c7d8c9bc4a5403900296fb (MD5) / Dissertacao (Mestrado Profissionalizante em Lasers em Odontologia) / IPEN/D-MPLO / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares, IPEN/CNEN-SP; Faculdade de Odontologia, Universidade de Sao Paulov

Orientador: José Luz Silveira / Banca: Julio Santana Antunes / Banca: Ederaldo Godoy Junior / Resumo: Neste trabalho são estudados dois processos que utilizam biogás para obtenção do biohidrogênio. Inicialmente é analisado o processo de eletrólise da água, com o uso de energia elétrica gerada em conjunto motor de combustão interna/gerador (MCI) operando com biogás de aterro sanitário. Visando aproveitamento de calor dos gases de escape do MCI estuda-se o potencial de geração de energia térmica útil pela aplicação da técnica de cogeração. Considera-se dois casos: o primeiro para a produção de água quente em um trocador de calor, e o segundo, para a produção de água gelada em um sistema de refrigeração por absorção. Posteriormente é estudada a reforma a vapor de biogás para a produção de biohidrogênio, que utiliza também esse biocombustível para a geração de vapor superaquecido necessário ao processo de reforma. O objetivo é efetuar a análise energética de modo a determinar as eficiências dos processos, o potencial de produção de biohidrogênio, água quente ou água gelada, nos aterros sanitários da cidade de São Paulo. Também é efetuada análise de engenharia econômica para a determinação do custos da produção de biohidrogênio, água quente e água gelada, em US$/kWh. Esse estudo baseia-se em parâmetros tais como, investimento capital, custos de manutenção e operação dos equipamentos, período equivalente de utilização e período de amortização de capital. Em fase final, foram realizados estudos de impactos ambientais para a determinação das eficiências ecológicas dos processos de p... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work is studied two processes to obtain hydrogen using biogas. Initially is analyzed the process of electrolysis of water, with the use of electricity generated in conjunction with an internal combustion engine / generator (ICE) operating with landfill biogas. generated by an internal combustion engine/generator operating with landfill biogas, is analyzed. In order to take advantage of the exhaust gases from the combustion of biogas, the potential of cogeneration is studied, another two cases are considered. The first one studies the production of hot water in the heat exchanger and the second analyzes the use of absorption refrigeration system to produce cold water. Subsequently it is studied the steam reform of biogas for the production of hydrogen, which is constituted of biogas burning for the generation of superheated steam used in the conversion of the fuel input. The objective is to make the energy analysis in order to determine the efficiency of the processes and the potential of producing hydrogen, hot water or ice water in the landfills of the city of São Paulo using the biogas generated. An economic engineering analysis to determine the production hydrogen cost, hot water and ice water, in US$/kWh, based on capital investment, maintenance and operation costs, equivalent period of use and payback. In the final phase, environmental study method is applied to determine the ecological efficiencies of the hydrogen production processes using biogas, considering ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

abstract: This thesis focuses on the theoretical work done to determine thermodynamic properties of a chalcopyrite thin-film material for use as a photovoltaic material in a tandem device. The material of main focus here is ZnGeAs2, which was chosen for the relative abundance of constituents, favorable photovoltaic properties, and good lattice matching with ZnSnP2, the other component in this tandem device. This work is divided into two main chapters, which will cover: calculations and method to determine the formation energy and abundance of native point defects, and a model to calculate the vapor pressure over a ternary material from first-principles. The purpose of this work is to guide experimental work being done in tandem to synthesize ZnGeAs2 in thin-film form with high enough quality such that it can be used as a photovoltaic. Since properties of photovoltaic depend greatly on defect concentrations and film quality, a theoretical understanding of how laboratory conditions affect these properties is very valuable. The work done here is from first-principles and utilizes density functional theory using the local density approximation. Results from the native point defect study show that the zinc vacancy (VZn) and the germanium antisite (GeZn) are the more prominent defects; which most likely produce non-stoichiometric films. The vapor pressure model for a ternary system is validated using known vapor pressure for monatomic and binary test systems. With a valid ternary system vapor pressure model, results show there is a kinetic barrier to decomposition for ZnGeAs2. / Dissertation/Thesis / M.S. Materials Science and Engineering 2011

Nesse trabalho, a equação de estado PC-SAFT é combinada com um método de contribuição de grupos (GC) para estimação dos seus parâmetros. Para tanto, foram utilizados dados experimentais dos componentes puros (pressão de vapor e volume específico do líquido) e em mistura (equilíbrio líquido-vapor - VLE e coeficiente de atividade em diluição infinita - IDAC). Através de uma análise de sensibilidade, verificou-se que o parâmetro volume de associação poderia ser mantido constante, reduzindo o número de parâmetros a serem estimados. O objetivo principal foi estudar misturas que apresentassem associação cruzada ou forte interação entre os compostos. Com os parâmetros estimados, avaliou-se o desempenho do modelo GC-PC-SAFT no cálculo de propriedades de n-alcanos, 1-álcoois, aminas, clorofórmio e acetona. Os desvios médios obtidos no cálculo do equilíbrio líquido-vapor (VLE), entre as diferentes misturas estudadas, mostraram que a estratégia adotada para a estimação do parâmetro energia de associação apresentou bons resultados, com desvios relativamente baixos para a maioria dos casos estudados. Para IDAC, as predições foram muito semelhantes àquelas obtidas por outros modelos. Os resultados de VLE são importantes, pois fornecem informações sobre as concentrações intermediárias de uma mistura, enquanto que o IDAC fornece uma medida eficiente do grau de não-idealidade da mistura. Essas propriedades foram escolhidas com o objetivo de conseguir uma melhor representação das misturas, buscando eliminar a necessidade de parâmetros de interação binária. Os resultados obtidos revelam que o modelo GC-PC-SAFT proposto pode ser utilizado para predizer o equilíbrio líquido-vapor com uma precisão satisfatória para sistemas binários entre os diferentes compostos estudados, sem nenhum parâmetro de interação binária. / In this work, the PC-SAFT EoS is combined with a group contribution method (GC) for parameter estimation. To achieve this, experimental data for pure components (vapor pressure and liquid volume) and mixtures (vapor-liquid equilibria - VLE and infinite dilution activity coefficient -IDAC) has been used. Through sensitivity analysis, it has been found that the association volume parameter could be set constant, thus reducing the amount of parameters that needed to be estimated. The aim of this work was to study mixtures that presented cross association or strong component interaction. With the estimated parameters, GC-PC-SAFT performance in properties calculation of n-alkanes, 1-alcohols, amines, chloroform and ketone has been evaluated. The average deviations obtained in the calculation of vapor-liquid equilibria (VLE), in the different mixtures considered, have shown that the strategy for association energy parameter estimation has presented good results, with relatively low deviations for most of the cases. For IDAC, the predictions presented very similar results to those obtained by other models. VLE results are important because they provide information about mixtures’ intermediary concentrations, whereas IDAC offers an efficient measure of mixtures’ degree of non-ideality. These properties have been chosen with the aim of getting a better representation of the mixtures, seeking to eliminate the need for binary interaction parameters. The obtained results show that GC-PC-SAFT can be used to predict vapor-liquid equilibria for binary systems among the different studied components with satisfactory accuracy with no binary interaction parameter.