Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Department of Systems Science and Industrial Engineering, 2005. / Includes bibliographical references (p. 94-96).

Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, Department of Systems Science and Industrial Engineering, 2007. / Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--State University of New York at Binghamton, Department of Systems Science and Industrial Engineering, Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, 2008. / Includes bibliographical references.

Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, Department or Systems Science and Industrial Engineering, 2009. / Includes bibliographical references.

Thesis (M.S.)--State University of New York at Binghamton, Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, Department of Mechanical Engineering, 2009. / Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--State University of New York at Binghamton, Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science, Department of Systems Science and Industrial Engineering, 2009. / Includes bibliographical references.

The thesis deals with study of high-temperature alloying process of power semiconductor devices. Mechanical durability and loss heat extraction is achieved via contacting silicon devices on molybdenum electrode in vacuum alloying furnace. Properties of alloy contact determine electrical, geometrical and mechanical parameters of device and are related with durability of device under heavy load during operation in various industrial machines or transport vehicles. Process parameters are evaluated in terms of input materials and their preparation along with temperature ramp profile and conditions in vacuum furnace. Test samples are analyzed to assess their electrical and geometrical parameters and selected samples underwent element analysis of alloy contact. Optimal process parameters are estimated according to analysis of experiments.

O objetivo deste trabalho foi comparar, por meio de teste de microdureza e técnicas de caracterização metalúrgica, que inclui a metalografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (energy dispersive spectroscopy EDS), propriedades mecânicas e metalúrgicas de juntas soldadas pelos métodos TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr (FIT-CAST SB). As regiões estudadas em cada amostra foram o metal de base (MB), a zona termicamente afetada (ZTA) e a zona de fusão (ZF). Foram confeccionados 40 corpos-de-prova cilíndricos, em forma de bastão, com 2,5mm de diâmetro e 18,0mm de comprimento, obtidos apartir de fundição odontológica por centrifugação (técnica da cera perdida). Foram separados vinte cilindros para cada técnica, que após a soldagem formaram grupos de dez amostras para cada procedimento. A microestrutura do MB apresentou-se como uma matriz de uma solução sólida à base de Ni-Cr contendo um típico arranjo dendrítico de estrutura eutética. A liga apresentou precipitados metálicos na região interdendrítica da estrutura eutética. A análise química semi-quantitativa obtida através da técnica de EDS apresentou resultados compatíveis com a composição química quantitativa fornecida pelo fabricante da liga. Na brasagem, o MB e a ZF apresentaram microestruturas distintas. A ZF apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o MB. Nos corpos de prova unidos pelo processo de brasagem, a média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF foram respectivamente 83,501, 87,782 e 127,520. A análise estatística t-Student revelou diferenças significativas entre as regiões MB e ZF. No processo TIG, a microestrutura da ZF apresentou aspecto semelhante a do MB, porém, com o arranjo dendrítico mais refinado. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF apresentou resultados semelhantes aos obtidos para o MB. Os corpos de prova apresentaram média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF respectivamente de: 74,607, 71,649 e 75,409. A análise estatística t-Student não revelou diferenças significativas entre as regiões analisadas. De acordo com a metodologia aplicada neste estudo e apartir da análise estatística dos dados obtidos, pode-se concluir que: o processo de união por brasagem gerou diferenças microestruturais e de microdureza Vickers entre a ZF e o MB; nas juntas soldadas pelo método TIG, os ensaios de microdureza Vickers revelaram uniformidade no comportamento mecânico entre a ZF, a ZTA e o MB; o processo de soldagem TIG gerou uma microestrutura bem semelhante entre a ZF e o MB e acarretou naquela apenas um arranjo dendrítico de estrutura eutética mais refinado; a análise química por EDS revelou que não houve variação de composição química significativa entre o MB e a ZF das juntas soldadas por ambos os métodos. / The purpose of this study was to compare, by means of microhardness testing and metallurgical characterization techniques as metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS), mechanical and metallurgical properties of welded joints by TIG and brazing methods in a dental alloy based on Ni-Cr (FIT-CAST SB). The studied regions in each sample were the base metal (MB), the heat affected zone (ZTA) and the fusion zone (ZF). Forty cylindrical bodies-of-proof, stick-shaped, with 2.5mm diameter and 18.0mm in length were made from dental casting by centrifugation (lost wax technique). Twenty cylinders were used for each technique, which formed, after the welding, groups of ten samples for each procedure. The microstructure of the MB is presented as a matrix of a solid solution based on Ni-Cr with a typical dendritic arrangement of eutectic structure. The alloy presented metallic precipitates in the interdendritic region of the eutectic structure. The semiquantitative chemical analysis obtained by EDS technique showed results consistent with the quantitative chemical composition provided by the alloy manufacturer. In the brazing method, the MB and ZF showed different microstructures. The ZF showed a rough dendritic morphology with the presence of precipitates and porosities. The semiquantitative chemical analysis by EDS of the ZF had very similar results to those obtained for the MB. In the bodies-of-proof joined by the brazing process, the average Vickers microhardness for the MB, ZTA and ZF were respectively 83.501, 87.782 and 127.520. The t-Student statistical analysis revealed significant differences between the MB and ZF regions. In the TIG process, the microstructure of ZF presented similar aspect to the MB, but with a more refined dendritic arrangement. The semiquantitative chemical analysis by EDS of ZF presented similar results to those obtained for the MB. The bodies-of-proof had an average Vickers microhardness of the MB, ZTA and ZF respectively: 74.607, 71.649 and 75.409. The t-Student statistical analysis revealed no significant differences between the studied regions. According to the methodology applied in this study and from the statistical analysis of the obtained data, we can conclude that the process of union by brazing created microstructural and Vickers microhardness differences between the ZF and MB; in welded joints by the TIG method, the Vickers microhardness tests showed uniformity in the mechanical behavior among the ZF, ZTA and MB; the TIG welding process generated a very similar microstructure between the ZF and MB and made on that just a dendritic arrangement of more refined eutectic structure; the EDS chemical analysis revealed that there was no significant change in the chemical composition between the MB and ZF of welded joints by both methods.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04673.pdf: 4338286 bytes, checksum: 9b40b59ddc2764691461410ae0194329 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

O objetivo deste trabalho foi comparar, por meio de teste de microdureza e técnicas de caracterização metalúrgica, que inclui a metalografia, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (energy dispersive spectroscopy EDS), propriedades mecânicas e metalúrgicas de juntas soldadas pelos métodos TIG e brasagem em uma liga odontológica à base de Ni-Cr (FIT-CAST SB). As regiões estudadas em cada amostra foram o metal de base (MB), a zona termicamente afetada (ZTA) e a zona de fusão (ZF). Foram confeccionados 40 corpos-de-prova cilíndricos, em forma de bastão, com 2,5mm de diâmetro e 18,0mm de comprimento, obtidos apartir de fundição odontológica por centrifugação (técnica da cera perdida). Foram separados vinte cilindros para cada técnica, que após a soldagem formaram grupos de dez amostras para cada procedimento. A microestrutura do MB apresentou-se como uma matriz de uma solução sólida à base de Ni-Cr contendo um típico arranjo dendrítico de estrutura eutética. A liga apresentou precipitados metálicos na região interdendrítica da estrutura eutética. A análise química semi-quantitativa obtida através da técnica de EDS apresentou resultados compatíveis com a composição química quantitativa fornecida pelo fabricante da liga. Na brasagem, o MB e a ZF apresentaram microestruturas distintas. A ZF apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o MB. Nos corpos de prova unidos pelo processo de brasagem, a média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF foram respectivamente 83,501, 87,782 e 127,520. A análise estatística t-Student revelou diferenças significativas entre as regiões MB e ZF. No processo TIG, a microestrutura da ZF apresentou aspecto semelhante a do MB, porém, com o arranjo dendrítico mais refinado. A análise química semiquantitativa por EDS da ZF apresentou resultados semelhantes aos obtidos para o MB. Os corpos de prova apresentaram média de microdureza Vickers para o MB, a ZTA e a ZF respectivamente de: 74,607, 71,649 e 75,409. A análise estatística t-Student não revelou diferenças significativas entre as regiões analisadas. De acordo com a metodologia aplicada neste estudo e apartir da análise estatística dos dados obtidos, pode-se concluir que: o processo de união por brasagem gerou diferenças microestruturais e de microdureza Vickers entre a ZF e o MB; nas juntas soldadas pelo método TIG, os ensaios de microdureza Vickers revelaram uniformidade no comportamento mecânico entre a ZF, a ZTA e o MB; o processo de soldagem TIG gerou uma microestrutura bem semelhante entre a ZF e o MB e acarretou naquela apenas um arranjo dendrítico de estrutura eutética mais refinado; a análise química por EDS revelou que não houve variação de composição química significativa entre o MB e a ZF das juntas soldadas por ambos os métodos. / The purpose of this study was to compare, by means of microhardness testing and metallurgical characterization techniques as metallography, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS), mechanical and metallurgical properties of welded joints by TIG and brazing methods in a dental alloy based on Ni-Cr (FIT-CAST SB). The studied regions in each sample were the base metal (MB), the heat affected zone (ZTA) and the fusion zone (ZF). Forty cylindrical bodies-of-proof, stick-shaped, with 2.5mm diameter and 18.0mm in length were made from dental casting by centrifugation (lost wax technique). Twenty cylinders were used for each technique, which formed, after the welding, groups of ten samples for each procedure. The microstructure of the MB is presented as a matrix of a solid solution based on Ni-Cr with a typical dendritic arrangement of eutectic structure. The alloy presented metallic precipitates in the interdendritic region of the eutectic structure. The semiquantitative chemical analysis obtained by EDS technique showed results consistent with the quantitative chemical composition provided by the alloy manufacturer. In the brazing method, the MB and ZF showed different microstructures. The ZF showed a rough dendritic morphology with the presence of precipitates and porosities. The semiquantitative chemical analysis by EDS of the ZF had very similar results to those obtained for the MB. In the bodies-of-proof joined by the brazing process, the average Vickers microhardness for the MB, ZTA and ZF were respectively 83.501, 87.782 and 127.520. The t-Student statistical analysis revealed significant differences between the MB and ZF regions. In the TIG process, the microstructure of ZF presented similar aspect to the MB, but with a more refined dendritic arrangement. The semiquantitative chemical analysis by EDS of ZF presented similar results to those obtained for the MB. The bodies-of-proof had an average Vickers microhardness of the MB, ZTA and ZF respectively: 74.607, 71.649 and 75.409. The t-Student statistical analysis revealed no significant differences between the studied regions. According to the methodology applied in this study and from the statistical analysis of the obtained data, we can conclude that the process of union by brazing created microstructural and Vickers microhardness differences between the ZF and MB; in welded joints by the TIG method, the Vickers microhardness tests showed uniformity in the mechanical behavior among the ZF, ZTA and MB; the TIG welding process generated a very similar microstructure between the ZF and MB and made on that just a dendritic arrangement of more refined eutectic structure; the EDS chemical analysis revealed that there was no significant change in the chemical composition between the MB and ZF of welded joints by both methods.