Mechanical behaviour of AISiC nano composites produced by Ball Milling and Spark Plasma Sintering

Neste trabalho foram produzidos nanocompósitos de AlSiC misturando alumínio puro com nano partículas de SiC com diâmetro de 45 – 55 nm, usando, de forma sequencial, a técnica da metalurgia do pó e a compactação por “ Spark Plasma Sintering”. O compósito obtido apresentava grãos com 100 nm de diâmetro, encontrandose as partículas de SiC localizadas, principalmente, nas fronteiras de grão. O nanocompósito sob a forma de provetes cilíndricos foi submetido a testes de compressão uniaxial e a testes de nanoindentação para analisar a influência das nanopartículas de SiC, da fração volúmica de ácido esteárico e do tempo de moagem, nas propriedades mecânicas do material. Para efeitos de comparação, utilizouse o comportamento mecânico do Al puro processado em condições similares e da liga de alumínio AA1050O. A tensão limite de elasticidade do nanocompósito com 1% Vol./Vol. de SiC é dez vezes superior à do AA1050. O refinamento de grão à escala nano constitui o principal mecanismo de aumento de resistência mecânica. Na realidade, o Al nanocristalino sem reforço de partículas de SiC, apresenta uma tensão limite de elasticidade sete vezes superior à da liga AA1050O. A adição de 0,5 % Vol./Vol. e de 1 % Vol./Vol. de SiC conduzem, respetivamente, ao aumento da tensão limite de elasticidade em 47 % e 50%. O aumento do tempo de moagem e a adição de ácido esteárico ao pó durante a moagem conduzem apenas a um pequeno aumento da tensão de escoamento. A dureza do material medida através de testes de nanoindentação confirmaram os dados anteriores. A estabilidade das microestruturas do alumínio puro e do nanocompósito AlSiC, foi testada através de recozimento de restauração realizado às temperaturas de 150 °C e 250 °C durante 2 horas. Aparentemente, o tratamento térmico não influenciou as propriedades mecânicas dos materiais, excepto do nanocompósito com 1 % Vol./Vol. de SiC restaurado à temperatura de 250 °C, para o qual se observou uma redução da tensão limite de elasticidade na ordem dos 13 %. No alumínio nanocristalino, a tensão de escoamento é controlada pelo efeito de HallPetch. As partículas de SiC, são segregadas pelas fronteiras do grão e não contribuem para o aumento de resistência mecânica segundo o mecanismo de Orowan. Alternativamente, as nanopartículas de SiC constituem um reforço das fronteiras do grão, impedindo o seu escorregamento e estabilizando a nanoestrutura. Deste modo, as propriedades mecânicas do alumínio nanocristalino e do nanocompósito de AlSiC poderão estar relacionadas com a facilidade ou dificuldade do escorregamento das fronteiras de grão, embora não seja apresentada prova explícita deste mecanismo à temperatura ambiente.

Laser assisted directional solidification of zirconia-based eutectics

Directionally solidified zirconia-based eutectic (DSE) fibres were obtained using the laser floating zone (LFZ) method. Two systems were investigated: zirconia-barium zirconate and zirconia-mullite. The purpose was to take advantage of zirconia properties, particularly as an ionic conductor and a mechanical rein-forcement phase. The influence of processing conditions in the structural and microstructural characteristics and their consequences on the electrical and mechanical behaviour were the focus of this thesis. The novel zirconia-barium zirconate eutectic materials were developed in order to combine oxygen ionic conduction through zirconia with protonic conduction from barium zirconate, promoting mixed ionic conduction behaviour. The mi-crostructure of the fibres comprises two alternated regions: bands having coarser zirconia-rich microstructure; and inter-band regions changing from a homogeneous coupled eutectic, at the lowest pulling rate, to columnar colony microstructure, for the faster grown fibres. The bands inter-distance increases with the growth rate and, at 300 mm/h, zirconia dendrites develop enclosed in a fine-interpenetrated network of 50 vol.% ZrO2-50 vol.% BaZrO3. Both phases display contiguity without interphase boundaries, according to impedance spec-troscopy data. Yttria-rich compositions were considered in order to promote the yttrium incorporation in both phases, as revealed by Raman spectroscopy and corroborated by the elemental chemical analysis in energy dispersive spectros-copy. This is a mandatory condition to attain simultaneous contribution to the mixed ionic conduction. Such results are supported by impedance spectrosco-py measurements, which clearly disclose an increase of total ionic conduction for lower temperatures in wet/reduction atmospheres (activation energies of 35 kJ/mol in N2+H2 and 48 kJ/mol in air, in the range of 320-500 ºC) compared to the dry/oxidizing conditions (attaining values close to 90 kJ/mol, above 500 ºC). At high temperatures, the proton incorporation into the barium zirconate is un-favourable, so oxygen ion conduction through zirconia prevails, in dry and oxi-dizing environments, reaching a maximum of 1.3x10-2 S/cm in dry air, at ~1000 ºC. The ionic conduction of zirconia was alternatively combined with another high temperature oxygen ion conductor, as mullite, in order to obtain a broad elec-trolytic domain. The growth rate has a huge influence in the amount of phases and microstructure of the directionally solidified zirconia-mullite fibres. Their microstructure changes from planar coupled eutectic to dendritic eutectic mor-phology, when the growth rate rises from 1 to 500 mm/h, along with an incre-ment of tetragonal zirconia content. Furthermore, high growth rates lead to the development of Al-Si-Y glassy phase, and thus less mullite amount, which is found to considerably reduce the total ionic conduction of as-grown fibres. The reduction of the glassy phase content after annealing (10h; 1400 ºC) promotes an increase of the total ionic conduction (≥0.01 S/cm at 1370 °C), raising the mullite and tetragonal zirconia contents and leading to microstructural differ-ences, namely the distribution and size of the zirconia constituent. This has important consequences in conductivity by improving the percolation pathways. A notable increase in hardness is observed from 11.3 GPa for the 10 mm/h pulled fibre to 21.2 GPa for the fibre grown at 500 mm/h. The ultra-fine eutectic morphology of the 500 mm/h fibres results in a maximum value of 534 MPa for room temperature bending strength, which decreases to about one-fourth of this value at high temperature testing (1400 ºC) due to the soft nature of the glassy-matrix.

Levantamento e caracterização do parque edificado em adobe na cidade de Aveiro

Até meados do século XX, o adobe foi um material de construção muito utilizado no distrito de Aveiro, em Portugal. Actualmente, nesta região, e em particular na cidade de Aveiro, permanecem ainda muitos exemplos de edifícios construídos em adobe, alguns de importante valor patrimonial e arquitectónico. No entanto, muitos destes edifícios têm sido votados ao abandono nas últimas décadas, especialmente pela escassez de conhecimento técnico para suporte à sua reabilitação e reforço. Reconhecendo-se esta necessidade de conhecimento, nos últimos anos começou a desenvolver-se trabalho de investigação nesse sentido. Neste artigo apresenta-se um trabalho de levantamento desenvolvido com o objectivo de caracterizar a distribuição e as características principais da edificação em adobe existente na cidade de Aveiro. Descreve-se, de forma sucinta, a metodologia adoptada, bem como os resultados obtidos. O conhecimento adquirido permitirá uma posterior selecção de edifícios representativos, para uma caracterização detalhada dos sistemas construtivos e das patologias mais comuns.Até meados do século XX, o adobe foi um material de construção muito utilizado no distrito de Aveiro, em Portugal. Actualmente, nesta região, e em particular na cidade de Aveiro, permanecem ainda muitos exemplos de edifícios construídos em adobe, alguns de importante valor patrimonial e arquitectónico. No entanto, muitos destes edifícios têm sido votados ao abandono nas últimas décadas, especialmente pela escassez de conhecimento técnico para suporte à sua reabilitação e reforço. Reconhecendo-se esta necessidade de conhecimento, nos últimos anos começou a desenvolver-se trabalho de investigação nesse sentido. Neste artigo apresenta-se um trabalho de levantamento desenvolvido com o objectivo de caracterizar a distribuição e as características principais da edificação em adobe existente na cidade de Aveiro. Descreve-se, de forma sucinta, a metodologia adoptada, bem como os resultados obtidos. O conhecimento adquirido permitirá uma posterior selecção de edifícios representativos, para uma caracterização detalhada dos sistemas construtivos e das patologias mais comuns.

Techniques for batch reinforcement learning in robotics

This thesis addresses the Batch Reinforcement Learning methods in Robotics. This sub-class of Reinforcement Learning has shown promising results and has been the focus of recent research. Three contributions are proposed that aim to extend the state-of-art methods allowing for a faster and more stable learning process, such as required for learning in Robotics. The Q-learning update-rule is widely applied, since it allows to learn without the presence of a model of the environment. However, this update-rule is transition-based and does not take advantage of the underlying episodic structure of collected batch of interactions. The Q-Batch update-rule is proposed in this thesis, to process experiencies along the trajectories collected in the interaction phase. This allows a faster propagation of obtained rewards and penalties, resulting in faster and more robust learning. Non-parametric function approximations are explored, such as Gaussian Processes. This type of approximators allows to encode prior knowledge about the latent function, in the form of kernels, providing a higher level of exibility and accuracy. The application of Gaussian Processes in Batch Reinforcement Learning presented a higher performance in learning tasks than other function approximations used in the literature. Lastly, in order to extract more information from the experiences collected by the agent, model-learning techniques are incorporated to learn the system dynamics. In this way, it is possible to augment the set of collected experiences with experiences generated through planning using the learned models. Experiments were carried out mainly in simulation, with some tests carried out in a physical robotic platform. The obtained results show that the proposed approaches are able to outperform the classical Fitted Q Iteration.

Caracterização geológica e geofísica da área do porto da Figueira da Foz

No âmbito de um projeto realizado para a Administração Portuária do Porto da Figueira da Foz, foram recolhidos dados geofísicos no offshore da costa da Figueira da Foz, utilizando um sistema combinado de sonar de varrimento lateral e de sísmica de alta resolução com o objetivo de compreender a distribuição de sedimentos ao longo do fundo marinho e assim entender melhor a sua origem. Os dados de varrimento lateral foram processados, analisados e representados em mosaicos recorrendo ao software integrado TRINTON Prespective. Foram colhidas 10 amostras de sedimentos de fundo que foram analisadas do ponto de vista granulométrico e que foram usadas para a calibração dos mosaicos do sonar de varrimento lateral de modo a produzir um mapa semi-quantitativo de classificação dos sedimentos de fundo. Os dados de reflexão sísmica foram processados e analisados através dos softwares SPW e RadExPro. Os mapas de sonar de varrimento lateral produzidos (mosaicos) mostram uma relação entre o tamanho de grão e composição dos depósitos de plataforma interna e os processos geológicos que ocorrem na zona costeira adjacente. Também se verifica uma relação entre a orientação da costa e a sua consequente exposição às ondas incidentes, e como isso afeta e altera a distribuição do tamanho grão. Neste contexto, a interpretação combinada dos mosaicos do sonar de varrimento lateral com os dados de granulometria e a batimetria dos sedimentos permitiram uma cartografia interpretativa detalhada da morfologia do mar, uma melhor compreensão do controlo da linha costeira na propagação das ondas e correntes e, por conseguinte, na transferência de sedimento no litoral. Os dados de sísmica permitem ainda verificar a espessura das várias camadas geológicas em profundidade.

English for tourism : contribution to language use through mobile learning

Tourism is growing and is becoming more competitive. Destinations need to find elements which demonstrate their uniqueness, the singularity which allows them to differentiate themselves from others. This struggle for uniqueness makes economies become more competitive and competition is a central element in the dynamics of Tourism. Technology is also an added value for tourism competitiveness, as it allows destinations to become internationalised and known worldwide. In this scenario, research has increased as a means to study Tourism trends in fields such as sociology and marketing. Nevertheless, there are areas in which there is not much research done and which are fundamental: these are the areas concerned with identities, communication and interpersonal relations. In this regard, Linguistics has a major role for different reasons: firstly, it studies language itself and through it, communication, secondly, language conveys culture and, thirdly, it is by enriching language users that innovation in Tourism and in knowledge, as a whole, is made possible. This innovation, on the other hand, has repercussions in areas such as management, internationalisation and marketing as well. It is, therefore, the objective of this thesis to report on how learning experiences take place in Tourism undergraduate English language classes as well as to give an account of enhanced results in classes where mobile learning was adopted. In this way, an alliance between practice and research was established. This is beneficial for the teaching and learning process because by establishing links between research based insight and practice, the outcome is grounded knowledge which helps make solid educational decisions. This research, therefore, allows to better understand if learners accept working with mobile technologies in their learning process. Before introducing any teaching and learning approach, it was necessary to be informed, as well, of how English for tourism programmes are organised. This thesis also illustrates through the premises of Systemic Functional Linguistics that language use can be enhanced by using mobile technology in Tourism undergraduate language classes.

Jovens NEET: o caso português

O fenómeno NEET- “Not in Employment, Education or Training”, jovens que não estudam, não trabalham e não frequentam qualquer formação, constitui um problema social comum ao espaço europeu, onde, segundo o Eurostat há 14 milhões de jovens excluídos do mercado de trabalho e do sistema de educação e formação. A perda económica resultante desde afastamento é estimada em 153 mil milhões de euros por ano, 1,2% do PIB da União Europeia. Apresenta-se uma análise crítica do conceito NEET e a sua dimensão europeia. Em Portugal a “Geração Nem-Nem” tem vindo a crescer significativamente desde 2008 e atingiu um valor recorde em 2012 com 434 mil jovens inativos, colocando Portugal entre os 10 países da OCDE com maior percentagem de NEET. Procura-se traçar um diagnóstico do perfil destes jovens, compreender quem são e quanto custa ao país o seu afastamento da escola e do mercado de trabalho. Por fim, abordam-se as principais estratégias políticas que vêm sendo adotadas para reduzir o número de NEET, com a criação de um conjunto de programas de apoio à transição entre o sistema de educação e formação e o mercado de trabalho, estímulos à criação de emprego e uma aposta no reforço do ensino profissional e da aprendizagem dual. Conclui-se que o fenómeno NEET em Portugal tem registado uma tendência crescente e resulta em grande medida do aumento exponencial das taxas de desemprego jovem que em 2013 atingiram os 40%, predominando jovens com um nível de escolaridade relativamente baixo. Contudo, as estatísticas demonstram que o problema também cresceu nos últimos anos entre os que têm formação superior, o que revela um problema estrutural que dificulta a transição da educação para o mercado de trabalho, mesmo entre os mais qualificados.