Radio frequency studies of surface resistance and critical magnetic field of type I and type II superconductors

The surface resistance and the critical magnetic field of lead electroplated on copper were studied at 205 MHz in a half-wave coaxial resonator. The observed surface resistance at a low field level below 4.2°K could be well described by the BCS surface resistance with the addition of a temperature independent residual resistance. The available experimental data suggest that the major fraction of the residual resistance in the present experiment was due to the presence of an oxide layer on the surface. At higher magnetic field levels the surface resistance was found to be enhanced due to surface imperfections.

The attainable rf critical magnetic field between 2.2°K and T_c of lead was found to be limited not by the thermodynamic critical field but rather by the superheating field predicted by the one-dimensional Ginzburg-Landau theory. The observed rf critical field was very close to the expected superheating field, particularly in the higher reduced temperature range, but showed somewhat stronger temperature dependence than the expected superheating field in the lower reduced temperature range.

The rf critical magnetic field was also studied at 90 MHz for pure tin and indium, and for a series of SnIn and InBi alloys spanning both type I and type II superconductivity. The samples were spherical with typical diameters of 1-2 mm and a helical resonator was used to generate the rf magnetic field in the measurement. The results of pure samples of tin and indium showed that a vortex-like nucleation of the normal phase was responsible for the superconducting-to-normal phase transition in the rf field at temperatures up to about 0.98-0.99 T_c' where the ideal superheating limit was being reached. The results of the alloy samples showed that the attainable rf critical fields near T_c were well described by the superheating field predicted by the one-dimensional GL theory in both the type I and type II regimes. The measurement was also made at 300 MHz resulting in no significant change in the rf critical field. Thus it was inferred that the nucleation time of the normal phase, once the critical field was reached, was small compared with the rf period in this frequency range.

Desenvolvimento de material compósito polimérico para utilização na confecção de troquéis

Na Odontologia, ao se confeccionar peças restauradoras dentárias, pela técnica indireta, o processo mais rotineiramente empregado utiliza um modelo de gesso, obtido a partir de um molde de elastômero, tomado de um dente preparado. Vários fatores podem influenciar na boa precisão de ajustes destas peças como o escoamento do material de vazamento dentro da moldagem, a compatibilidade do material de vazamento com o da moldagem, o tempo de presa, a estabilidade dimensional, a resistência mecânica do material quando da separação moldagem/modelo, a resistência a abrasão e a fidelidade de reprodução de detalhes. Materiais foram introduzidos na odontologia para utilização na confecção de troquéis no intuito de minimizar as desvantagens do gesso, como baixa resistência a abrasão e ligeira expansão de presa. Dentre eles os troquéis metalizados e as resinas epóxicas, que tem vantagens em relação às propriedades mecânicas, porém o primeiro exige técnica demorada e de alto custo e o segundo apresenta contração. O presente trabalho se propõe a testar uma nova composição de poliéster insaturado com estireno adicionado ao carbonato de cálcio em diferentes proporções (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70%) e compará-la ao gesso tipo IV e a resina epoxídica com óxido de alumínio, através de ensaios mecânicos, de abrasão e de alteração dimensional, para avaliar a possibilidade de sua utilização como material de confecção de troquéis para a construção de restaurações indiretas. Para caracterização dos materiais foram feitas análises de espectrometria no infravermelho, Calorimetria de varredura diferencial, termogravimétrica e Microscopia eletrônica de varredura. O compósito a base de poliéster insaturado com 50% de carbonato de cálcio se mostrou viável para utilização como material para troquel. Quando comparado aos materiais de controle mostrou propriedades mecânicas próximas as da resina epoxídica e bem superiores ao gesso, resistência a abrasão superior ao gesso e inferior a resina epoxídica e alteração dimensional próxima a resina epoxídica e maior ao gesso. Sendo a formulação do poliéster/carbonato de cálcio apenas constituída de polímero, catalisador e carga, é possível melhorar a formulação modificando a carga e/ou acrescentando aditivos visando minimizar a contração de polimerização.

Avaliação da influência de diferentes óleos extensores com baixo teor de policíclicos aromáticos nas propriedades da borracha à base butadieno e estireno (SBR)

O óleo extensor normalmente empregado em copolímeros à base de butadieno e estireno ( borracha SBR) da série 1712 é o extrato aromático (DAE). Nesta Dissertação, esse óleo foi substituído por óleos com baixos teores de policíclicos aromáticos em formulações de SBR. Esta substituição se deu em atendimento a Regulamentação REACH (EC No1907/2006 do Parlamento Europeu e do Conselho de 18 de Dezembro de 2006, Anexo XVII) que determina que a soma de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos individuais (PAHs) deve ser abaixo de 10 mg/kg e o teor de benzo(a)pireno (BaP) não deve exceder 1 mg/kg. Os óleos empregados foram o extrato aromático residual tratado (TRAE) e dois óleos naftênicos de fornecedores diferentes (HN1 e HN2). As composições de SBR estendidas em DAE, TRAE, HN1 e HN2 tiveram suas propriedades térmicas avaliadas por análise termogravimétrica (TG) e calorimetria diferencial de varredura (DSC). As propriedades físicas foram determinadas por ensaios de tração, dureza, resistência à abrasão e resiliência. Foram ainda avaliadas as propriedades reométricas e reológicas, por viscosidade e relaxação Mooney, respectivamente. Ao final os resultados demonstraram que é possível a substituição do óleo extensor por quaisquer dos óleos testados sem prejuízos nas propriedades estudadas

Equivalent differential equations for nonlinear dynamical systems

A technique for obtaining approximate periodic solutions to nonlinear ordinary differential equations is investigated. The approach is based on defining an equivalent differential equation whose exact periodic solution is known. Emphasis is placed on the mathematical justification of the approach. The relationship between the differential equation error and the solution error is investigated, and, under certain conditions, bounds are obtained on the latter. The technique employed is to consider the equation governing the exact solution error as a two point boundary value problem. Among other things, the analysis indicates that if an exact periodic solution to the original system exists, it is always possible to bound the error by selecting an appropriate equivalent system.

Three equivalence criteria for minimizing the differential equation error are compared, namely, minimum mean square error, minimum mean absolute value error, and minimum maximum absolute value error. The problem is analyzed by way of example, and it is concluded that, on the average, the minimum mean square error is the most appropriate criterion to use.

A comparison is made between the use of linear and cubic auxiliary systems for obtaining approximate solutions. In the examples considered, the cubic system provides noticeable improvement over the linear system in describing periodic response.

A comparison of the present approach to some of the more classical techniques is included. It is shown that certain of the standard approaches where a solution form is assumed can yield erroneous qualitative results.

Preparação de nanopartículas funcionalizadas do tipo casca-núcleo à base de poliestireno e poli(acrilato de butila) para processamento baroplástico

Copolímeros casca-núcleo de poli(acrilato de butila) (núcleo) e poliestireno (casca) foram sintetizados por meio de polimerização em emulsão, conduzida em duas etapas. A adição de ácido itacônico como monômero funcional na polimerização do núcleo foi realizada para verificar seu efeito sobre suas propriedades mecânicas e de processamento. Os copolímeros foram caracterizados por espalhamento dinâmico de luz (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e calorimetria diferencial por varredura (DSC). A incorporação do monômero funcional foi confirmada por DSC e quantificada por titulação. A proporção de poli(acrilato de butila) e poliestireno influenciou diretamente o processamento e as propriedades mecânicas do polímero. Os copolímeros com teores de poliestireno acima de 50% foram processados por compressão e extrusão a temperatura ambiente, apresentando comportamento baroplástico. A presença do monômero funcional não alterou o processamento do polímero e melhorou significativamente sua resistência à tração, aumentando sua tenacidade

Avaliação da biodegradabilidade de misturas poliméricas de policarbonato/poli(-caprolactona) em solo simulado

Neste estudo foram avaliadas amostras de misturas poliméricas de Policarbonato (PC) e Poli--caprolactona (PCL) em diferentes concentrações após enterro em solo preparado, por períodos variando de uma a doze semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 - 03. As amostras, após ficarem enterradas, foram retiradas do solo e analisadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA), microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Foi observado através de avaliação morfológica que houve degradação nas amostras de PCL puro e na mistura PC/PCL (60/40). Para misturas com menores teores de PCL a degradação não foi significativa no tempo de avaliação sugerido pela norma. Após o tempo de 12 semanas em contato com o solo houve uma redução no teor de cristalinidade das amostras tanto de PCL puro quanto da mistura PC/PCL com 40% de PCL. As variações ocorridas devido à biodegradabilidade não foram suficientes para acarretar perda de resistência térmica nas amostras. Verificou-se que para avaliar a biodegradabilidade de misturas contendo o polímero biodegradável PCL, é necessária uma adaptação da Norma utilizada, aumentando o tempo de enterro das amostras

Stability of parametrically excited differential equations

Sufficient stability criteria for classes of parametrically excited differential equations are developed and applied to example problems of a dynamical nature.

Stability requirements are presented in terms of 1) the modulus of the amplitude of the parametric terms, 2) the modulus of the integral of the parametric terms and 3) the modulus of the derivative of the parametric terms.

The methods employed to show stability are Liapunov’s Direct Method and the Gronwall Lemma. The type of stability is generally referred to as asymptotic stability in the sense of Liapunov.

The results indicate that if the equation of the system with the parametric terms set equal to zero exhibits stability and possesses bounded operators, then the system will be stable under sufficiently small modulus of the parametric terms or sufficiently small modulus of the integral of the parametric terms (high frequency). On the other hand, if the equation of the system exhibits individual stability for all values that the parameter assumes in the time interval, then the actual system will be stable under sufficiently small modulus of the derivative of the parametric terms (slowly varying).

DIFFERENTIAL GEOMETRICAL METHODS IN THE STUDY OF OPTICAL-TRANSMISSION (SCALAR THEORY) .1. STATIC TRANSMISSION CASE

Static optical transmission is restudied by postulation of the optical path as the proper element in a three-dimensional Riemannian manifold (no torsion); this postulation can be applied to describe the light-medium interactive system. On the basis of the postulation, the behaviors of light transmitting through the medium with refractive index n are investigated, the investigation covering the realms of both geometrical optics and wave optics. The wave equation of light in static transmission is studied modally, the postulation being employed to derive the exact form of the optical field equation in a medium (in which the light is viewed as a single-component field). Correspondingly, the relationships concerning the conservation of optical fluid and the dynamic properties are given, and some simple applications of the theories mentioned are presented.

DIFFERENTIAL GEOMETRICAL METHODS IN THE STUDY OF OPTICAL-TRANSMISSION (SCALAR THEORY) .2. TIME-DEPENDENT TRANSMISSION THEORY

By generalization of the methods presented in Part I of the study [J. Opt. Soc. Am. A 12, 600 (1994)] to the four-dimensional (4D) Riemannian manifold case, the time-dependent behavior of light transmitting in a medium is investigated theoretically by the geodesic equation and curvature in a 4D manifold. In addition, the field equation is restudied, and the 4D conserved current of the optical fluid and its conservation equation are derived and applied to deduce the time-dependent general refractive index. On this basis the forces acting on the fluid are dynamically analyzed and the self-consistency analysis is given.

Modified porous silica antireflective coatings with laser damage resistance for Ti:sapphire

Porous SiO2 antireflective (AR) coatings are prepared from the colloidal silica solution modified with methyltriethoxysilane (MTES) based on the sol-gel route. The viscosity of modified silica suspensions changes but their stability keeps when MTES is introduced. The refractive indices of modified coatings vary little after bake treatment from 100 to 150 Celsius. The modified silica coatings on Ti:sapphire crystal, owning good homogeneity, display prominent antireflective effect within the laser output waveband (750-850 nm) of Ti:sapphire lasers, with average transmission above 98.6%, and own laser induced damage thresholds (LIDTs) of more than 2.2 J/cm2 at 800 nm with the pulse duration of 300 ps.