Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2014 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) |
Texto Completo: | http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2682 |
Resumo: | The time-resolved Thermal Mirror technique is developed under pulsed laser excitation for measuring thermal and mechanical properties of opaque materials. Heat diffusion and thermoelastic equations are solved analytically for pulsed excitation assuming surface absorption and an instantaneous pulse. Analytical results for the temperature change in the sample is compared to all-numerical solutions using finite element method analysis accounting for the laser pulse width . Experiments are performed which validate the theoretical model and regression fitting is performed to obtain the thermal diffusivity and the linear thermal expansion coefficient of the samples. The values obtained for these properties are in agreement with literature data. The technique is shown to be useful for quantitative determinations of the physics properties of metals with high thermal diffusivity. |
id |
UEM-10_7fda5db1c48a0010975b348e3ab574f0 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:localhost:1/2682 |
network_acronym_str |
UEM-10 |
network_name_str |
Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) |
repository_id_str |
|
spelling |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacosDifusão de calorEspectroscopiaFototérmicoEspelho térmicoDifusividade térmicaBrasil.Ciências Exatas e da TerraFísicaThe time-resolved Thermal Mirror technique is developed under pulsed laser excitation for measuring thermal and mechanical properties of opaque materials. Heat diffusion and thermoelastic equations are solved analytically for pulsed excitation assuming surface absorption and an instantaneous pulse. Analytical results for the temperature change in the sample is compared to all-numerical solutions using finite element method analysis accounting for the laser pulse width . Experiments are performed which validate the theoretical model and regression fitting is performed to obtain the thermal diffusivity and the linear thermal expansion coefficient of the samples. The values obtained for these properties are in agreement with literature data. The technique is shown to be useful for quantitative determinations of the physics properties of metals with high thermal diffusivity.A técnica de Espelho Térmico resolvida no tempo é desenvolvida sobre a excitação de um laser pulsado para a medida de propriedades térmicas e mecânicas de materiais opacos. As equações de difusão de calor e termoelástica são resolvidas analiticamente para excitação pulsada assumindo absorção superficial e um pulso instantâneo. Resultados analíticos para a variação de temperatura são comparados com soluções inteiramente numéricas usando o método de elementos finitos levando em conta a largura do pulso do laser. Experimentos realizados validam o modelo teórico e ajustes por meio de regressão são realizados para a obtenção da difusividade térmica e do coeficiente de expansão térmica linear das amostras. Os valores obtidos para estas propriedades estão em acordo com os valores da literatura. A técnica se mostra útil para determinações quantitativas de propriedades físicas de metais com valores altos de coeficiente de difusão térmica.v, 76 fUniversidade Estadual de MaringáBrasilDepartamento de FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUEMMaringá, PRCentro de Ciências ExatasNelson Guilherme Castelli AstrathFrancielle Sato - UEMEduardo do Carmo - UNILALuis Carlos Malacarne - UEMRoberto Rossato - UTFPR-ApucaranaCapeloto, Otávio Augusto2018-04-11T18:17:35Z2018-04-11T18:17:35Z2014info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2682porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)instacron:UEM2018-10-15T18:39:11Zoai:localhost:1/2682Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.uem.br:8080/oai/requestopendoar:2024-04-23T14:55:44.987495Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos |
title |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos |
spellingShingle |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos Capeloto, Otávio Augusto Difusão de calor Espectroscopia Fototérmico Espelho térmico Difusividade térmica Brasil. Ciências Exatas e da Terra Física |
title_short |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos |
title_full |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos |
title_fullStr |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos |
title_full_unstemmed |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos |
title_sort |
Espectroscopia de espelho térmico com excitação pulsada : caracterização de materiais opacos |
author |
Capeloto, Otávio Augusto |
author_facet |
Capeloto, Otávio Augusto |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Nelson Guilherme Castelli Astrath Francielle Sato - UEM Eduardo do Carmo - UNILA Luis Carlos Malacarne - UEM Roberto Rossato - UTFPR-Apucarana |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Capeloto, Otávio Augusto |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Difusão de calor Espectroscopia Fototérmico Espelho térmico Difusividade térmica Brasil. Ciências Exatas e da Terra Física |
topic |
Difusão de calor Espectroscopia Fototérmico Espelho térmico Difusividade térmica Brasil. Ciências Exatas e da Terra Física |
description |
The time-resolved Thermal Mirror technique is developed under pulsed laser excitation for measuring thermal and mechanical properties of opaque materials. Heat diffusion and thermoelastic equations are solved analytically for pulsed excitation assuming surface absorption and an instantaneous pulse. Analytical results for the temperature change in the sample is compared to all-numerical solutions using finite element method analysis accounting for the laser pulse width . Experiments are performed which validate the theoretical model and regression fitting is performed to obtain the thermal diffusivity and the linear thermal expansion coefficient of the samples. The values obtained for these properties are in agreement with literature data. The technique is shown to be useful for quantitative determinations of the physics properties of metals with high thermal diffusivity. |
publishDate |
2014 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2014 2018-04-11T18:17:35Z 2018-04-11T18:17:35Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2682 |
url |
http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/2682 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual de Maringá Brasil Departamento de Física Programa de Pós-Graduação em Física UEM Maringá, PR Centro de Ciências Exatas |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Estadual de Maringá Brasil Departamento de Física Programa de Pós-Graduação em Física UEM Maringá, PR Centro de Ciências Exatas |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM) instacron:UEM |
instname_str |
Universidade Estadual de Maringá (UEM) |
instacron_str |
UEM |
institution |
UEM |
reponame_str |
Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) |
collection |
Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1801841399851646976 |