Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O presente estudo está dividido em duas partes. A primeira parte está relacionada à preparação de pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados através do processo de moagem de alta energia, bem como à caracterização dos pós moídos e no estado como recebido. A análise dos dados obtidos nesta etapa do trabalho foi feita utilizando-se uma abordagem essencialmente teórica. A segunda parte deste estudo refere-se à produção e caracterização de revestimentos preparados com os pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) nanoestruturados e como recebido. O comportamento destes revestimentos sob erosão-oxidação em alta temperatura foi comparado com base em uma abordagem de caráter mais tecnológico. O tamanho médio de cristalito do pó de Cr3C2-25(Ni20Cr) decresceu rapidamente de 145 nm para 50 nm nos estágios iniciais de moagem e, posteriormente, com o aumento do tempo de moagem, decresceu mais lentamente até atingir um estado estacionário para um tamanho de cristalito em torno de 10 nm. Este estado estacionário corresponde ao início do processo de recuperação dinâmica. A máxima deformação da rede cristalina (δ = 1,17%) foi observada para pós moídos por 16 horas, caracterizando um tamanho crítico de cristalito da ordem de 28 nm. Por outro lado, o parâmetro de rede atingiu um mínimo para pós moídos por 16 horas. Após atingir o tamanho crítico de cristalito, a densidade de discordâncias praticamente não mais varia (estado estacionário) e toda deformação plástica posteriormente introduzida no material é acomodada através de eventos que ocorrem nos contornos de grão, particularmente por meio do processo designado deslizamento de contorno de grão (grain boundary sliding). A energia de deformação armazenada na rede cristalina dos pós de Cr3C2-25(Ni20Cr) moídos com diferentes tempos de moagem foi determinada por meio de medidas da variação de entalpia. Estes resultados indicaram que a máxima variação de entalpia (ΔH = 722 mcal) também ocorreu para pós moídos por 16 horas. Analogamente, a máxima variação do calor específico (ΔCp = 0,278 cal/gK) ocorreu para pós moídos por 16 horas. As seguintes propriedades mecânicas dos revestimentos de Cr3C2-25(Ni20Cr), preparados utilizando-se o processo HVOF de aspersão térmica, foram determinadas: microdureza Vickers, módulo de Young e tenacidade à fratura. As propriedades dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados e como recebido foram comparadas. A dureza e o módulo de Young dos revestimentos preparados com os pós nanoestruturados foram aproximadamente 26% maiores que aqueles preparados com os pós como recebido. A tenacidade à fratura dos revestimentos nanoestruturados foi aproximadamente 36% maior do que o verificado para os revestimentos produzidos com pós no estado como recebido. A resistência à erosão-oxidação do revestimento produzido com o pó nanoestruturado foi em torno de 52% maior do que a do revestimento preparado com o pó no estado como recebido, a 800ºC. Ambos os revestimentos mostraram um aumento da taxa de erosão-oxidação para temperaturas acima de 450ºC. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

This thesis contains both Parts A and B. / <p> Xenon induced flux oscillations are possible in large thermal reactors operating at high powers because of the inter-play between the xenon concentration, reactivity, and thermal flux, and the fact that xenon is produced mainly by radioactive decay of I-135, which has a half-life of 6.7 hours. Due to these nuclear characteristics along with size and operating conditions of the Pickering and Bruce cores, these oscillations in flux are inherently unstable with respect to xenon. That is, a local perturbation in reactivity will result in a divergent and cyclic time and space variation in the thermal flux distribution in the core.</p> <p> One group diffusion theory and a simple perturbation analysis yield for a bare thermal reactor, a threshold in the average flux level ∅ which satisfies (1) M^2λij^2 / αxe - αT/αxe ∅ = 1/1+λxe/σxe∅ - μxe / 1+(λxe + λ1)/σxe∅ for oscillations in ijth mode of the flux distribution (see Figure 1) M^2 is the migration area in cm^2, αxe is the reactivity load of Xe-135 at high flux levels; αT is the fuel temperature coefficient expressed in terms of reactivity change per unit flux. The function f(∅) depends only upon the decay constants λxe of Xe-135 and λ1 of I-135; μxe is the fraction of Xe-135 produced directly from the fission of the fuel rather than through iodine decay (which fraction is denoted by μ1). The dimensionless parameter λij^2 depends only upon the shape of the flux distribution and is equal to the difference between the bulking of the ijth mode and the fundamental model.</p> <p> The Bruce and Pickering reactors are used as models in this study to determine the threshold power level at which xenon instability is possible and in which mode this instability occurs.</p> <p> Bruce is found to be unstable in the fundamental and first azimuthal mode for fresh and equilibrium fuel conditions, and stable for the radial, axial and higher azimuthal modes.</p> <p> Pickering, on the other hand, is unstable for the equilibrium fuel condition in the fundamental and first azimuthal modes only and is stable in every mode except the fundamental in the fresh fuel condition.</p> (Part A of Thesis)-------------------------------------------------------------------------------------------------------(Part B of Thesis) </p> Trimming of thin-film resistor components by an electrical arc is investigated in this report as an inexpensive and simple alternative to the laser trim and mechanical scribe methods. A multitude of tests were effected on Garrett Manufacturing Limited production circuits containing nichrome thin film resistors. These tests included Temperature Coefficient of Resistivity, resistance stability, substrate damage, noise performance, dynamic trim with active devices operating, width of cut as compared to mechanical scribe and laser trim techniques, and optimum parameters for trimming. In all cases the trimmed circuits were within the design specifications of the resistor properties under test. It is the conclusion of the author that the obvious attributes of the arc-trim method as well as its outstanding performance in the above tests, warrants its serious consideration as a viable alternative to the laser trim and mechanical scribe methods of altering resistance levels.</p> / Thesis / Master of Engineering (MEngr)