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Previous issue date: 2007-03-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / The mechanical spectroscopy technique applied to diffusion studies in body-centered cubic (BCC) metals, such as tantalum. Transition metals, as the tantalum, that has a crystalline structure (BCC), can dissolve large amounts of heavy interstitial solutes, oxygen being an example. In the case of low concentrations, a direct linear relation exists between the maximum height of peaks of internal friction (Q¡1 max) and the concentration of present interstitial solid solution. However, when it is have high concentration of these interstitial elements, an anti-symmetrical broadening of the peak of anelastic relaxation is observed due to the multiple relaxation processes followed by a variation of the temperature which characterizes the metallic matrix-element interstitial interaction. In the present work was observed that the peaks of internal friction which had the Ta-O interaction were not steady and could be occurring the formation of precipitated during the temperature heating cycle. To prove this hypothesis, a large amount of measures were done in different frequencies with a sample of tantalum produced by Escola de Engenharia Química-USP/Lorena. The experimental specters of mechanical relaxation were obtained using the inverted torsional pendulum-type Ke, having an oscillation frequency in the range of 2Hz- 8Hz, temperature heating 300K-700K, with a rate of heating of 1K/min, in better vacuum of 2x10¡6 Torr. These experimental specters Debye elementary peaks through the computational method of successive subtractions making it possible to identify and calculate the mechanical relaxation processes and its parameters (type of interactions, strength of the internal friction peak, temperature of peak, energy of activation and time relaxation). Finally, the following complementary analysis were also used to: X-ray diffraction measures, analysis of the oxygen concentration, metallographic analysis using optical and scanning electronic microscope, and energy dispersive spectroscopy (EDS). / A técnica de espectroscopia mecânica tem sido utilizada para estudar o processo de difusão em metais que possuem estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (CCC), como o tântalo. Metais de transição com estrutura (CCC) podem dissolver quantidades apreciáveis de solutos intersticiais pesados, como por exemplo, oxigênio. Para o caso de baixas concentrações, existe uma relação direta entre a altura máxima dos picos de atrito interno (Q¡1 max) e a concentração do elemento intersticial presente em solução sólida. Contudo, para maiores concentrações destes elementos intersticiais, observa-se um alargamento assimétrico dos picos de relaxação anelástica devido a mais de um processo de relaxação seguido por uma variação da temperatura que caracteriza a interação matriz metálica-elemento intersticial. Neste trabalho, observou-se que os picos de atrito interno devido a interação Ta-O, não eram estáveis e poderia estar ocorrendo a formação de precipitados durante o ciclo de temperatura. Para comprovação desta hipótese, uma série de medidas em diferentes freqüências foram realizadas na amostra de tântalo produzidas pela Escola de Engenharia Química - USP/Lorena. Os espectros de relaxação mecânica foram obtidos utilizando o pêndulo de torção invertido - Tipo Kê - operando numa faixa de freqüência de oscilação entre 2Hz a 8 Hz, entre as temperaturas de 300 K a 700 K, com taxa de aquecimento de 1K/min, pressão da ordem de 2X10¡6 Torr. Estes espectros experimentais foram decompostas em picos elementares de Debye através do método computacional de subtrações sucessivas, sendo identificados e calculados os processos de relaxações mecânicas e os parâmetros (tipos de interações, intensidade do pico de atrito interno, temperatura de pico, energia de ativação e tempo de relaxação) de cada processo envolvido. Para auxiliar o desenvolvimento deste trabalho foram utilizadas as seguintes análises complementares: - medidas de difração de raios X; - análises da concentração total de nitrogênio, carbono e oxigênio; - análises metalográficas, utilizando os microscópios ótico e microscópio eletrônico de varredura e espectroscopia de disperção de energia (EDS).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/5017 |
| Date | 15 March 2007 |
| Creators | Barbosa, Geovani Ferreira |
| Contributors | Florêncio, Odila |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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