Localização de Terminais Móveis utilizando Correlação de Assinaturas de Rádio-Frequência.

Nesta dissertação são analisados métodos de localização baseados na rede, com destaque para os métodos de correlação de assinaturas de rádio-frequência (DCM - Database Correlation Methods). Métodos baseados na rede não requerem modificações nos terminais móveis (MS - Mobile Stations), sendo portanto capazes de estimar a localização de MS legados, i.e., sem suporte específico a posicionamento. Esta característica, associada a alta disponibilidade e precisão dos métodos DCM, torna-os candidatos viáveis para diversas aplicações baseadas em posição, e em particular para a localização de chamadas para números de emergência - polícia, defesa civil, corpo de bombeiros, etc. - originadas de telefones móveis celulares. Duas técnicas para diminuição do tempo médio para produção de uma estimativa de posição são formuladas: a filtragem determinística e a busca otimizada utilizando algoritmos genéticos. Uma modificação é realizada nas funções de avaliação utilizadas em métodos DCM, inserindo um fator representando a inacurácia intrínseca às medidas de nível de sinal realizadas pelos MS. As modificações propostas são avaliadas experimentalmente em redes de telefonia móvel celular de segunda e terceira gerações em ambientes urbanos e suburbanos, assim como em redes locais sem fio em ambiente indoor. A viabilidade da utilização de bancos de dados de correlação (CDB - Correlation Database) construídos a partir de modelagem de propagação é analisada, bem como o efeito da calibração de modelos de propagação empíricos na precisão de métodos DCM. Um dos métodos DCM propostos, utilizando um CDB calibrado, teve um desempenho superior ao de vários outros métodos DCM publicados na literatura, atingindo em área urbana a precisão exigida dos métodos baseados na rede pela regulamentação FCC (Federal Communications Commission) para o serviço E911 (Enhanced 911 ).

Preparo de óxidos de manganês em presença de biomassa e avaliação catalítica em reações de oxidação de hidrocarbonetos e remoção catalítica de SOx

Os riscos de poluição ao meio ambiente envolvendo petróleo envolvem, não só o seu transporte, como também seu refino. O prejuízo causado por um derramamento de petróleo vai além de danos à fauna e flora, pois envolvem também questões sociais. A emissão de óxidos de enxofre, denominadas SOx, durante o refino de petróleo através do craqueamento catalítico em leito fluidizado (FCC) também é uma das preocupações ambientais, já que esses óxidos estão relacionados com o a formação de chuva ácida e problemas respiratórios. Os hidrocarbonetos provenientes de um derramamento podem ser degradados em produtos menos agressivos ao meio ambiente, por oxidação química, por exemplo. Já as emissões de enxofre na unidade de FCC podem ser minimizadas por diversos processos, como por exemplo, o uso de aditivos nas unidades de FCC. Nesse trabalho óxidos de manganês dos tipos OMS-1 e OMS-2 foram sintetizados em presença e ausência de biomassa e óxidos OMS-2 foram dopados com os metais cobre, vanádio e ferro. Possíveis alterações em suas propriedades, suas atividades catalíticas em oxidação de hidrocarbonetos e em testes de captura de enxofre em condições de temperatura similares à unidade de FCC foram investigadas. Constatou-se uma diminuição na área superficial, tamanho e volume de poros nos óxidos sintetizados em presença de biomassa, através de uma análise de adsorção e dessorção de N2 (ASAP), porém seus difratogramas em uma análise de difração de raio X de pó (DRX) revelaram a obtenção de estruturas do criptomelano em todos os OMS-2. Os óxidos OMS-2 testados na oxidação do cicloexano, não sofreram modificações em sua estrutura após seu uso como catalisador, mas a presença da biomassa na síntese não aumentou sua atividade catalítica. Nos testes DeSOx, o óxido dopado com ferro apresentou o melhor desempenho e testes em ciclos mostraram ser possível sua reutilização

Otimização da co-pirólise de gasóleo pesado com embalagens de PEAD pós-uso utilizando planejamento fatorial

A co-pirólise é uma rota promissora, uma vez que minimiza o impacto ambiental causado pela disposição do plástico de maneira inadequada, evita seu acúmulo em lixões e permite um melhor aproveitamento de um recurso natural não-renovável, o petróleo, matéria prima importante para a geração de energia e obtenção de produtos químicos. O presente trabalho teve como objetivo a definição das condições experimentais mais propícias à obtenção de líquidos pirolíticos com alta fração de óleo diesel, resultantes da co-pirólise de polietileno de alta densidade (PEAD) pós-consumo com gasóleo pesado tilizando-se catalisador de FCC (Fluid Catalytic Cracking). Como instrumento de otimização das condições experimentais, optou-se pela Metodologia Planejamento Fatorial. Foi também estudado o efeito das condições experimentais, como: a temperatura de reação, a relação gasóleo/polietileno e a quantidade de catalisador no meio reacional. As amostras de polietileno, gasóleo e catalisador foram submetidas à co-pirólise em sistema de leito fixo, sob fluxo constante de nitrogênio, variando-se a temperatura entre 450 C a 550 C, a quantidade de PEAD no meio reacional foi de 0,2 a 0,6 g, e a quantidade de catalisador foi de zero a 0,06 g, mantendo-se fixa a quantidade de gasóleo em 2 g. Foram efetuadas as caracterizações física e química do gasóleo, polietileno pós-uso e do catalisador. Como resultado, obteve-se a produção de 87% de fração de óleo diesel em duas condições diferentes: (a) 550 0C de temperatura sem catalisador; (b) 500 0C de temperatura e 25% de catalisador FCC. Em ambos os casos, a quantidade de gasóleo pesado e PEAD foram constantes (2 g Gasóleo; 0,2 g PEAD), assim com o tempo de reação de 15 minutos. A fração de óleo diesel obtida neste estudo alcançou o poder calorífico de 44,0 MJ/Kg que é similar ao óleo diesel comercial. É importante ressaltar que em ambos os casos nenhum resíduo foi produzido, sendo uma rota ambientalmente importante para reciclagem de embalagens plásticas contaminadas com óleo lubrificante originárias de postos de serviço, visando à recuperação de ambos conteúdo energético e orgânico dos resíduos de embalagens plásticas pós-uso

Encapsluation of Co and Pd multi-metal nanowires inside multiwalled carbon nanotubes by microwave plasma chemical vapor deposition

We report the synthesis of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) encapsulated with Co/Pd magnetic and nonmagnetic multi-metal nanowires using Co and Pd thin-layers deposited on Si substrate by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition using a bias-enhanced growth method. Detailed structural and compositional investigations of these metal nanowires inside MWCNTs were carried out by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy to elucidate the growth mechanisms. Energy dispersive X-ray spectroscopy revealed that MWCNTs were encapsulated with Co and Pd nanowires, separately, at the tube top and the bottom of Co nanowire, respectively. The face-centered-cubic (fcc) structure of Co nanowires was confirmed by a selected area diffraction pattern. We proposed a fruitful description for the encapsulating mechanisms of both Co and Pd multi-metal nanowires. © 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Growth and magnetic properties of ferromagnetic Co nanorods filled inside carbon nanotubes towards nanoscale spintronics

We synthesize Co nanorod filled inside multi-walled CNTs (MWCNTs) by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (MPECVD) and utilize off-axis electron holography to observe the remanent states of the filled metal nanorod inside MWCNTs at room. The MWCNTs grew up to 100-110 nm in diameter and 1.5-1.7 μm in length. The typical bright-field transmission electron microscope (TEM) images revealed both Co/Pd multisegment nanorod and Co nanorod filled inside MWCNTs on the same substrate. We have also performed energy-dispersive X-ray spectrometer (EDS) measurements to characterize the composition of metal filled inside MWCNTs. Based on high-resolution TEM measurements, we observed the face-centered-cubic (fcc) Co filled inside MWCNT. The component of magnetic induction was then measured to be 1.2±0.1 T, which is lower than the expected saturation magnetization of fcc Co of 1.7 T. The partial oxidation of the ferromagnetic metal during the process and the magnetization direction may play an important role in the determination of the quality of the remanent states. © 2008 IEEE.

Discrete dislocation plasticity analysis of crack-tip fields in polycrystalline materials

Small scale yielding around a mode I crack is analysed using polycrystalline discrete dislocation plasticity. Plane strain analyses are carried out with the dislocations all of edge character and modelled as line singularities in a linear elastic material. The lattice resistance to dislocation motion, nucleation, interaction with obstacles and annihilation are incorporated through a set of constitutive rules. Grain boundaries are modelled as impenetrable to dislocations. The polycrystalline material is taken to consist of two types of square grains, one of which has a bcc-like orientation and the other an fcc-like orientation. For both orientations there are three active slip systems. Alternating rows, alternating columns and a checker-board-like arrangement of the grains is used to construct the polycrystalline materials. Consistent with the increasing yield strength of the polycrystalline material with decreasing grain size, the calculations predict a decrease in both the plastic zone size and the crack-tip opening displacement for a given applied mode I stress intensity factor. Furthermore, slip-band and kink-band formation is inhibited by all grain arrangements and, with decreasing grain size, the stress and strain distributions more closely resemble the HRR fields with the crack-tip opening approximately inversely proportional to the yield strength of the polycrystalline materials. The calculations predict a reduction in fracture toughness with decreasing grain size associated with the grain boundaries acting as effective barriers to dislocation motion.

The phase of iron catalyst nanoparticles during carbon nanotube growth

We study the Fe-catalyzed chemical vapor deposition of carbon nanotubes by complementary in situ grazing-incidence X-ray diffraction, in situ X-ray reflectivity, and environmental transmission electron microscopy. We find that typical oxide supported Fe catalyst films form widely varying mixtures of bcc and fcc phased Fe nanoparticles upon reduction, which we ascribe to variations in minor commonly present carbon contamination levels. Depending on the as-formed phase composition, different growth modes occur upon hydrocarbon exposure: For γ-rich Fe nanoparticle distributions, metallic Fe is the active catalyst phase, implying that carbide formation is not a prerequisite for nanotube growth. For α-rich catalyst mixtures, Fe3C formation more readily occurs and constitutes part of the nanotube growth process. We propose that this behavior can be rationalized in terms of kinetically accessible pathways, which we discuss in the context of the bulk iron-carbon phase diagram with the inclusion of phase equilibrium lines for metastable Fe3C. Our results indicate that kinetic effects dominate the complex catalyst phase evolution during realistic CNT growth recipes. © 2012 American Chemical Society.

Electronic structures of cubic lattice quantum dots

In this article, we give the electronic structure and optical transition matrix elements of coupled quantum dots (QDs) arranged as different cubic lattices: simple cubic (sc), body-centered cubic (bcc), and face-centered cubic (fcc) superlattices. The results indicate that electron and hole energies of bcc, sc, and fcc superlattices are the lowest, the highest, and the middle, respectively, for the same subband under the same QD density or under the same superlattice constant. For a fixed QD density, the confinement effects in sc, fcc, and bcc superlattices are the strongest, the middle, and the weakest, respectively. There are only one, two, and four confined energy bands, with energies lower than the potential barrier for sc, bcc, and fcc QD superlattices, respectively. The results have great significance for researching and making semiconductor quantum dot devices. (C) 1998 American Institute of Physics. [S0021-8979(98)02119-7]

A New Criterion Number for the Boundary Conditions at the Solid/Liquid Interface in Nanoscale

A simple, but important three-atom model was proposed at the solid/liquid interface, leading to a new criterion number, lambda, governing the boundary conditions (BCs) in nanoscale. The solid wall is considered as the face-centered-cubic (fcc) structure. The fluid is the liquid argon with the well-known LJ potential. Based on the concept, the two micro-systems have the same BCs if they have The same criterion number. The degree of the locking BCs is enhanced when lambda equals to 0.757. Such critical criterion number results in the substantial epitaxial ordering and one, two, or even three liquid layers are locked by the solid wall, depending on the coupling energy scale ratio of the solid and liquid atoms. With deviation from the critical criterion number, the flow approaches the slip BCs and there are little ordering structures within the liquid. Always at the same criterion number, the degree of the slip is decreased or the locking is enhanced with increasing the coupling energy scale ratio of the solid and liquid atoms. The above analysis is well confirmed by the molecular dynamics (MD) simulation. The slip length is well correlated in terms of the new criterion number. The future work is suggested to extend the present theory for other microstructures of the solid wall atoms and quasi-LJ potentials.

耐热Mg-Gd基合金的研究和应用

本研究从二元Mg-Gd体系出发，研究了添加不同稀土元素对Mg-Gd基合金的组织、时效行为和力学性能的影响。优化出多种力学性能优异、加工性能良好和耐热性突出的新型Mg-Gd-RE-Zn-Zr系合金。在探讨Mg-Gd基合金强化机理的同时，提出了强化模型，并进行了定量分析。 在Mg-Gd二元体系中，通过对不同Gd含量的合金组织，时效行为和力学性能的研究，发现Gd不仅可以细化晶粒，还可以细化枝晶。合金中Gd的含量大于8 wt.%开始表现出时效硬化现象，Gd含量超过12wt.％时效硬化效果显著。在二元体系研究结果的基础上，选用Mg-8Gd基合金，研究了不同轻稀土元素LRE(La, Ce和Nd)和重稀土元素HRE (Y, Dy, Ho 和Er)对合金组织和性能的影响。结果表明，轻稀土中Nd的作用效果最好，其次为Ce和La。重稀土中Y和Dy的作用效果较好，其次为Ho和Er。将轻、重稀土综合考虑，在Mg-8Gd-3RE(Nd+Y)-Zr合金中，变化Nd和Y的添加量，发现Nd和Y的添加量分别为1 和2或2和1时，能够明显改善合金的综合力学性能。 研究了Mg-8Gd-2Y-1Nd-0.3Zn和Mg-8Gd-1Dy-0.3Zn压铸合金的组织和性能。研究表明，两种合金的铸造性能好，而且具有优异的抗拉性能和蠕变性能，可以满足在250℃~275℃环境下使用。进一步研究了挤压变形Mg-8Gd-2Y-1Nd-0.3Zn合金。合金成形性能好，抗拉强度和伸长率明显提高，而且改善了合金的高温抗蠕变性能，比压铸合金提高了近一个数量级。 发明了一种新型的分步固溶处理方法——振荡热处理方法，这种方法比传统的T6热处理方法更加有效，振荡热处理的主要作用是改变了凝固过程中析出相的尺寸和分布。 研究了Mg-Gd基合金凝固过程中的相析出和相转变。在合金的凝固过程中，容易生成块状的化学组成为Mg5RE（fcc结构）的共晶相；加入Zn后，凝固中容易出现片状的Mg3RE（14H型）沉淀；时效强化的主要原因是在过饱和固溶体时效过程中析出针状的50 nm~100 nm的Mg15RE3相，它与基体具有半共格的位相关系，能够有效阻止位错滑移。但随着时效时间的延长，针状析出相长大，共格关系被破坏，导致强化作用降低。而对于压铸和挤压变形合金，合金析出相的种类不变，主要的不同是挤压变形合金析出化合物的分布更加均匀，尺寸更小。 开发了高强度耐热Mg-12Gd-4Y-2Nd-0.4Zn-0.6Zr合金，这种合金经过热处理后，力学性能优良，热稳定性突出。在300 ℃的抗拉强度约为300 MPa，400 ℃的抗拉强度在100 MPa以上。本合金流动性能良好，适合于砂型铸造，在具有高温、高强度要求的镁合金制品方面极具潜力。 从金属材料强化原理出发，建立了Mg-Gd基合金的强化模型，并进行了定量分析。结果表明，析出强化是Mg-Gd基合金的主要强化方式，但实际试验值和理论值略有偏差，分析认为主要是由于β'相体积分数的变化区间较宽，且合金制备过程中不可避免地产生一些微观缺陷所致。 采用新型合金制备出了一些工业用品部件，探索了该类合金在机械、汽车和高技术等工业领域中的潜在应用

Brownian dynamics simulation of the crystallization dynamics of charged colloidal particles

Crystal formation process of charged colloidal particles is investigated using Brownian dynamics (BD) simulations. The particles are assumed to interact with the pair-additive repulsive Yukawa potential. The time evolution of crystallization process and the crystal structure during the simulation are characterized by means of the radial distribution functions (RDF) and mean square displacement (MSD). The simulations show that when the interaction is featured with long-range, particles can spontaneously assemble into body-centered-cubic (BCC) arrays at relatively low particle number density. When the interaction is short-ranged, with increasing the number density particles become trapped into a stagnant disordered configuration before the crystallization could be actualized. The simulations further show that as long as the trapped configurations are bypassed, the face-centered-cubic (FCC) structures can be achieved and are actually more stable than BCC structures. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Modification of Fe/Cu multilayers under 400 keV Xe20+ irradiation

Two kinds of Fe/Cu multilayers with different modulation wavelength were deposited on cleaved Si(100) substrates and then irradiated at room temperature using 400 keV Xe20+ in a wide range of irradiation fluences. As a comparison, thermal annealing at 300-900 degrees C was also carried out in vacuum. Then the samples were analyzed by XRD and the evolution of crystallite structures induced by irradiation was investigated. The obtained XRD patterns showed that, with increase of the irradiation fluence, the peaks of Fe became weaker, the peaks related to Cu-based fcc solid solution and Fe-based bcc solid solution phase became visible and the former became strong gradually. This implied that the intermixing at the Fe/Cu interface induced by ion irradiation resulted in the formation of the new phases which could not be achieved by thermal annealing. The possible intermixing mechanism of Fe/Cu multilayers induced by energetic ion irradiation was briefly discussed.

New parameters of many-body potentials: studying the thermal and mechanical properties of noble metals

New parameters of nearest-neighbor EAM (1N-EAM), n-th neighbor EAM (NN-EAM), and the second-moment approximation to the tight-binding (TB-SMA) potentials are obtained by fitting experimental data at different temperatures. In comparison with the available many-body potentials, our results suggest that the 1N-EAM potential with the new parameters is the best description of atomic interactions in studying the thermal expansion of noble metals. For mechanical properties, it is suggested that the elastic constants should be calculated in the experimental zero-stress states for all three potentials. Furthermore, for NNEAM and TB-SMA potentials, the calculated results approach the experimental data as the range of the atomic interaction increases from the first-neighbor to the sixth-neighbor distance.

重离子辐照引起的金属/金属界面混合与相变研究

本论文用重离子在室温下辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu(5n m)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5(8)/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5)和Fe/Nb(Si /[Fe(10nm)/Nb(4nm)/Fe(4nm)/Nb(4nm)]2/[Fe(4nm)/Nb(4nm)]4))金属多层膜样品，然后利用X射线衍射谱、俄歇电子元素深度剖析谱、透射电子显微镜和振动样品磁强计对样品进行分析。主要研究界面原子混合、相变现象及其与离子辐照参数之间的关系。 1. 室温下用400 keV Xe离子辐照Fe/Cu(Si/Fe(10nm)/[Cu(2.5nm)/Fe(2.5nm)]8/Cu (5nm)、Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm))和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，离子辐照引起了Fe/Cu多层膜中Fe与Cu原子的混合和Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体地出现；而在Fe/Nb多层膜中，离子辐照引起Fe与Nb原子的混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 2. 室温下用2 MeV Xe离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合，辐照量较大时形成Cu基fcc固溶体和Fe基bcc固溶体；而在Fe/Nb多层膜中，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合和FeNb固溶体和非晶态FeNb合金相的出现。随着样品的结构变化，样品的磁滞回线也发生了变化。 3. 室温下用2.03 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：对于Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)多层膜，辐照量为1.0×1013ions/cm2时，发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化；对于Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5多层膜，随着辐照量的增加，首先发生Fe、Cu原子的偏析和界面锐化，接着发生混合；对于Fe/Nb多层膜，低辐照量辐照引起多层膜的界面锐化，高辐照量辐照引起Fe与Nb原子混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 4. 室温下用1.08 GeV Kr离子辐照Fe/Cu和Fe/Nb多层膜。结果显示：在Si/Fe(10nm)/[Cu(4nm)/Fe(4nm)]5/Cu(4nm)、Si/[Fe(10nm)/Cu(10nm)]5和Fe/Nb多层膜中，辐照引起Fe层与Cu（Nb）层混合。随着样品的结构变化，多层膜样品的磁滞回线也发生了变化。 最后，对重离子辐照引起多层膜界面原子混合及相变的机理进行了探讨