Orientador: Amauri Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:52:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MariaJoanada_M.pdf: 4866724 bytes, checksum: b0a747462d13d3f655742e51b333a7dc (MD5) Previous issue date: 1991 / Resumo: O presente trabalho apresenta um equipamento otimizado que foi projetado e construido com a finalidade de purificar materiais pelo processo de fusão zonal. 0 material de partida para o desenvolvimento experimental desse processo foi o estanho em dois níveis de pureza : comercial, o qual foi previamente pré-purificado por destilação à vácuo e o eletrolitico, o qual não sofreu nenhum tratamento antes da fusão zonal. A utilização do estanho teve como objetivo não somente testar a eficiência do equipamento desenvolvido, mas, também de determinar as condições ótimas de purificação desse material e as técnicas e métodos para a sua caracterização. Foi pesquisada a correlação das medidas de dureza e composição química durante a caracterização do estanho purificado por fusão zonal, e por técnicas micrográficas, um critério para a avaliação do grau de pureza de materiais, através da estabilidade da interface sólido-liquido. A comparação das curvas de distribuição do soluto, obtidas experimentalmente, com as curvas teóricas, cujos resultados tiveram origem no programa computacional desenvolvido neste trabalho, baseado num método matemático modificado, revelou boa concordância entre os valores teóricos e experimentais. Finalmente é apresentada neste trabalho a proposta de monitoração em tempo real do processo de fusão zonal com o objetivo de redução de tempo de processamento e custos operacionais. Os parâmetros que deverão ser monitorados via uma interface entre o microprocessador e os variadores de velocidade e potência do equipamento de fusão zonal são: velocidade de avanço da interface sólido-líquido, tamanho da zona líquida e gradiente térmico no líquido / Abstract: This work presents the optimization of a zone melting equipment. Tin was used as the standard material for checking the apparatus performance with two different grades of purity: commercial previously purified by vacuum distillation and electrolytic without any additional treatment. The correlation between microhardness and solute concentration after zone melting, as well as microstructure and solid/liquid interface stability were used as techniques of purity characterization. The experimental results of solute distribution after zone melting were compared with theoretical predictions furnished by a numerical model developed in this work, and a good agreement was observed. Finally, a proposition for minimizing the total time of the zone melting process is presented. It is based on parameters like speed of displacement of solid/liquid interface, length of liquid zone and thermal gradient in liquid, wich are continuously monitored through a correlation of computer calculations and equipment control / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Amauri Garcia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-19T19:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_MariaJoanada_D.pdf: 33475278 bytes, checksum: 9fc7deda4d0cb2c74d1919aaeea04dcd (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O presente trabalho trata do desenvolvimento de métodos de purificação, e caracterização de materiais de aplicação de alto conteúdo tecnológico. Foi realizada por FUSÃO ZONAL, a purificação do ESTANHO e do CHUMBO, aplicáveis em dispositivos eletrônicos, cujas matérias-primas foram selecionadas de acordo com determinados teores de impurezas, para que através do refino por conjuntos de passadas de zonas líquidas, o SIMPLES, DUPLO e TRIPLO REFINO ZONAL, fossem obtidas purezas maiores que cinco noves. O nível de pureza foi caracterizado por análise química, medidas de dureza sob carga reduzida e aspectos macro e micrográficos da interface plana. O FERRO aplicável em dispositivos magnéticos foi refinado por diferentes métodos de purificação: FUSÃO ZONAL, REFINO SOB ATMOSFERAS OXIDANTEE- REDUTORA, e TRATAMENTO TÉRMICO SOB ATMOSFERA DE HIDROGÊNIO, partindo-se de matérias-primas pré-purificadas por técnicas diversifica"das. Um método indireto de controle de pureza foi desenvolvido para caracterização das amostras purificadas de ferro, através de medidas de parâmetros magnéticos, primeiramente aplicadas na evolução da precipitação dos carbonetos, nas ligas Fe Puro-C também desenvolvidas nesse trabalho, fundidas por LEVITAÇÃO SOB ATMOSFERA DE HÉLIO. Finalmente foi realizada uma simulação computacional de acampanhamento do processo de refino zonal, otimizada para conjuntos de passadas de zona líquida: o SIMPLES(SRZ), o DUPLO (DRZ) e O TRIPLO REFINO ZONAL(TRZ), que conta com uma otimização laboratorial / Abstract: The presente work deals with the development of techniques of purification and characterization of materiaIs for use in hightechnology application. Lead and Tin were purified by multi-pass zone refining process, starting with the material containing a specified amount of impurities. The final purity was greater than five nines, appropriated for application in electronic devices. The grade of purity was determined by using methods like chemical analysis, microhardness measuremments and checking the plane interface in the macro and microstructure. Iron was purified by different techniques: Zone Mel ting, Refining under Oxidizing and Reductive Atmospheres, and Heat Treatment under a Hydrogen Atmosphere. The purified Iron is used mainly in the manufacture of magnetic devices. An indirect method of purity control was developed, in which the samples of purified Iron are characterized by using mmagnetic parameters. The method is applied in this work for examining samples of Pure Iron-Carbon alloys, melted by Levitation under Helium Atmosphere. Finally, a computer simulation of the zone refining process was made in which the increasing grade of purity can be calculated for the Simple Zone Refining (SZR) , Double (DZR) , and the Triple Zone Refining (TZR) , and these results can be used to optimize the laboratory operationg conditions / Doutorado / Doutor em Engenharia Mecânica