Investigação sobre a difusividade térmica na junção Metal/cerâmica AISI 304L/YBa2Cu3O7−δ
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) |
Texto Completo: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/6919 |
Resumo: | Superconducting ceramic materials are generally hard and brittle, have low tensile and impact strength and low heat diffusion capacity. This imposes limitations for technological applications when superconducting ceramics are subjected to electrical and thermal stresses. Thus, an alternative is to combine the properties of superconducting ceramics with the properties of metals. With this objective in mind, in this dissertation the deposition of superconducting ceramic YBa2Cu3O7-δ in stainless steel AISI 304 L followed by thermal treatment was investigated. The thermal diffusivity measurements were performed with a carbon dioxide laser with Gaussian space profile, wavelength 10 μ!, intensity 10√2 # / !2 and diameter equal to 1 !!. In order to make comparisons, the thermal diffusivity measurement in AISI 304 L stainless steel plate, as received, presented value similar to the value supplied by the manufacturer. Using plates of AISI 304 L, several substrates with dimensions of 70 x 10 x 3mm were manufactured. Posteriorly, these substrates were milled, producing rectangular channels of 2 mm wide by 1.25 mm deep. The channels were filled with YBaCuO electroceramics. This assembly was baked for 15 min at a temperature of 1040°C, being removed and cooled in the air, generating samples of the junction. These junction samples were characterized by XRD, AC magnetic susceptibility and scanning electron microscopy. Finally, the thermal diffusivity measurements were performed by the flash method at the junction. The thermal diffusivity of the metal/ceramic junction presented values close to those theoretically estimated, considering the hypothesis of additivity without interference between the compounds. However, these conclusions are partial, which reinforces the need for further studies on the thermal diffusivity of this metal /ceramic junction. |
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Passos, Carlos Augusto CardosoOrlando, Marcos Tadeu D’AzeredoOliveira, Patrício Santana deRossi, Jesualdo LuizPassamai Junior, José LuisRamos, Rogério2018-03-22T15:51:23Z2018-02-212018-03-22T15:51:23Z2017-11-24Superconducting ceramic materials are generally hard and brittle, have low tensile and impact strength and low heat diffusion capacity. This imposes limitations for technological applications when superconducting ceramics are subjected to electrical and thermal stresses. Thus, an alternative is to combine the properties of superconducting ceramics with the properties of metals. With this objective in mind, in this dissertation the deposition of superconducting ceramic YBa2Cu3O7-δ in stainless steel AISI 304 L followed by thermal treatment was investigated. The thermal diffusivity measurements were performed with a carbon dioxide laser with Gaussian space profile, wavelength 10 μ!, intensity 10√2 # / !2 and diameter equal to 1 !!. In order to make comparisons, the thermal diffusivity measurement in AISI 304 L stainless steel plate, as received, presented value similar to the value supplied by the manufacturer. Using plates of AISI 304 L, several substrates with dimensions of 70 x 10 x 3mm were manufactured. Posteriorly, these substrates were milled, producing rectangular channels of 2 mm wide by 1.25 mm deep. The channels were filled with YBaCuO electroceramics. This assembly was baked for 15 min at a temperature of 1040°C, being removed and cooled in the air, generating samples of the junction. These junction samples were characterized by XRD, AC magnetic susceptibility and scanning electron microscopy. Finally, the thermal diffusivity measurements were performed by the flash method at the junction. The thermal diffusivity of the metal/ceramic junction presented values close to those theoretically estimated, considering the hypothesis of additivity without interference between the compounds. However, these conclusions are partial, which reinforces the need for further studies on the thermal diffusivity of this metal /ceramic junction.Os materiais cerâmicos supercondutores são geralmente, duros e frágeis, possuem baixa resistência à tração e ao impacto e baixa capacidade de difundir calor. Isto impõe limitações para aplicações tecnológicas quando as cerâmicas supercondutoras estão submetidas a estresses elétricos e térmicos. Desta forma, uma alternativa é combinar as propriedades da cerâmica supercondutora com as propriedades dos metais. Com este objetivo em mente, nesta dissertação foi investigada a deposição de cerâmica supercondutora YBa2Cu3O7− em aço inoxidável AISI 304 L seguido de tratamento térmico. As medidas de difusividade térmica foram realizadas com um laser de dióxido de carbono com perfil espacial gaussiano, comprimento de onda 10 µ!, intensidade 10 "2 #/!2 e diâmetro igual a 1 !!. A fim de realizar comparações, a medida da difusividade térmica em chapa de aço inoxidável AISI 304 L, tal como recebido, apresentou valor similar ao valor fornecido pelo fabricante. Utilizando chapas de AISI 304 L, foram fabricados vários substratos com dimensões de 70mm x 10mm x 3mm. Posteriormente, esses substratos foram fresados, produzindo canais retangulares de 2 mm de largura por 1,25 mm de profundidade. Os canais foram preenchidos com eletrocerâmicas de YBaCuO. Essa montagem foi levada ao forno por 15 min a uma temperatura de 1040°C, sendo retirada e esfriada ao ar, gerando amostras da junção. Estas amostras de junções foram caracterizadas por XRD, susceptibilidade magnética AC e microscopia eletrônica de varredura. Por fim, realizaram-se as medidas de difusividade térmica através do método flash na junção. A difusividade térmica da junção metal/cerâmica apresentou valores próximos aos estimados teoricamente, considerando a hipótese de aditividade sem interferência entre os compostos. Entretanto, tais conclusões são parciais, o que reforça a necessidade de estudos mais aprofundados acerca da difusividade térmica desta junção Metal/Cerâmico.TextOLIVEIRA, Patrício Santana de. Investigação sobre a difusividade térmica na junção Metal/cerâmica AISI 304L/YBa2Cu3O7−δ. 2017. Dissertação (Mestrado em Engenharia mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.http://repositorio.ufes.br/handle/10/6919porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFESBRCentro TecnológicoThermal diffusivityAISI 304 L stainless steelLaser FlashDifusividade térmicaAço inoxidável AISI 304 LFlash LaserEngenharia Mecânica621Investigação sobre a difusividade térmica na junção Metal/cerâmica AISI 304L/YBa2Cu3O7−δinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALPatricio-Santana-de-Oliveira-2017-trabalho.pdfapplication/pdf4792610http://repositorio.ufes.br/bitstreams/f2e1ae80-bf23-4fac-801e-8a8335334242/download168954353e0b41cc653630bb38705116MD5110/69192024-06-28 16:10:38.854oai:repositorio.ufes.br:10/6919http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T16:10:38Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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