Caracterização micro-estrutural de cerâmicas supercondutoras do tipo SmBaCuO através do software Imagej
Autor(a) principal: | |
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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/10/9758 |
Resumo: | In the last 20 years, the high-temperature critical superconductivity has been highlighted by its application potential and the difficult understanding, since there is no general theory about a superconductivity that explain its properties. The macroscopic and transport properties of materials can be justified by their microstructures. Thus, knowing them quantitatively and qualitatively becomes a powerful material analysis tool. High critical temperature ceramic superconductors are characterized microstructurally by the arrangement between their grains. The grains are interpenetrating themselves, with Josephson microjunctions (weak-links) between them. Studies have pointed that weak-links (therefore grain size) directly influence high-temperature superconductors properties, such as the critical current and magnetic shielding. Due to the difficulty of measuring the weak-link points, we work with statistical treatments of grain contours, being the digital image processing a powerful tool for this purpose. This, allows us to quantify the grains from a digital image of them. In this work, SEM images (scanning electron microscopy) were used for a microstructural analysis of the set of grains that form to forms the superconductors belonging to the system SmBaCuO studied by the UFES Applied Physics group. The images were processed by ImageJ software, and the statistical analysis by the ActionStat. The ImageJ allowed treating an image by removing its noise and highlighting regions of interest (grains and pores). The ActionStat presented a statistical analysis to the data collected by ImageJ. As a result we have a measure of the porosity, a count of the grains correlated with their statistical diameters (Feret's diameter) and a curve fitting for the diameters frequency histogram. For the curve fitting, the A and D samples showed a better distribution to the Gamma curve. Nevertheless, the B and D samples presented better fitting to Weibull curve. The C sample had satisfactory results to both distributions |
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Belich Junior, HumbertoGarcia, Caio BarbosaPassos, Carlos Augusto CardosoAmorim, Leandro Silva2018-08-02T00:03:00Z2018-08-012018-08-02T00:03:00Z2017-04-13In the last 20 years, the high-temperature critical superconductivity has been highlighted by its application potential and the difficult understanding, since there is no general theory about a superconductivity that explain its properties. The macroscopic and transport properties of materials can be justified by their microstructures. Thus, knowing them quantitatively and qualitatively becomes a powerful material analysis tool. High critical temperature ceramic superconductors are characterized microstructurally by the arrangement between their grains. The grains are interpenetrating themselves, with Josephson microjunctions (weak-links) between them. Studies have pointed that weak-links (therefore grain size) directly influence high-temperature superconductors properties, such as the critical current and magnetic shielding. Due to the difficulty of measuring the weak-link points, we work with statistical treatments of grain contours, being the digital image processing a powerful tool for this purpose. This, allows us to quantify the grains from a digital image of them. In this work, SEM images (scanning electron microscopy) were used for a microstructural analysis of the set of grains that form to forms the superconductors belonging to the system SmBaCuO studied by the UFES Applied Physics group. The images were processed by ImageJ software, and the statistical analysis by the ActionStat. The ImageJ allowed treating an image by removing its noise and highlighting regions of interest (grains and pores). The ActionStat presented a statistical analysis to the data collected by ImageJ. As a result we have a measure of the porosity, a count of the grains correlated with their statistical diameters (Feret's diameter) and a curve fitting for the diameters frequency histogram. For the curve fitting, the A and D samples showed a better distribution to the Gamma curve. Nevertheless, the B and D samples presented better fitting to Weibull curve. The C sample had satisfactory results to both distributionsNos últimos 20 anos a supercondutividade de alta temperatura crítica tem se destacado pelo potencial de aplicação e pelo difícil entendimento da mesma, uma vez que não há uma teoria geral sobre a supercondutividade que explique suas propriedades. As propriedades macroscópicas e de transporte dos materiais podem ser explicadas por suas microestruturas. Desse modo, conhecê-las qualitativa e quantitativamente se torna uma poderosa ferramenta de análise dos materiais. Cerâmicas supercondutoras de alta temperatura crítica são caracterizadas microestruturalmente pelo arranjo entre seus grãos. Estes são interpenetrantes havendo microjunções Josephson (weak links) entre eles. Estudos tem apontado que os weak-links, e, consequentemente o tamanho dos grãos, influenciam diretamente em propriedades dos supercondutores de alta temperatura, como a corrente crítica e blindagem magnética. Devido à dificuldade de mensurar exatamente os weak-links, trabalha-se com tratamentos estatísticos dos contornos de grãos, sendo o processamento digital de imagens uma poderosa ferramenta para essa finalidade. Seu uso permite quantificar os grãos a partir de uma imagem digital dos mesmos. Neste trabalho utilizou-se de imagens digitais oriundas de MEV (microscópio eletrônico de varredura) para a análise microestrutural do conjunto de grãos que formam os supercondutores do tipo SmBaCuO estudados pelo grupo de Física Aplicada da UFES. O processamento digital das imagens foi feito pelo software ImageJ e a análise estatística pelo ActionStat. O ImageJ possibilitou a correção de iluminação e ruídos na aquisição da imagem, bem como destacar e separar as regiões de interesse (poros e grãos). O ActionStat apresentou uma análise estatística para os dados coletados pelo ImageJ. Como resultado das análises temos a medida da porosidade, a contagem dos grãos correlacionando-os com diâmetro de Feret, e o ajuste de curva para o histograma da frequência dos diâmetros. Para o ajuste de curva as amostras A e D apresentaram melhor distribuição para a curva Gamma. Já as amostras B e E mostraram melhor distribuição para a curva Weibull. A amostra C apresentou resultado satisfatório para ambas distribuições.TextGARCIA, Caio Barbosa. Caracterização micro-estrutural de cerâmicas supercondutoras do tipo SmBaCuO através do software Imagej. 2017. 164 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Tecnológico, Vitória, 2017.http://repositorio.ufes.br/handle/10/9758porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Engenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFESBRCentro TecnológicoSuperconductivitySuperconductive ceramicsJosephson junctionsDigital image processingMicrostructural analysisSmBaCuOImageJ (Programa de computador)Processamento digital de imagensSupercondutividade de alta temperaturaSupercondutores cerâmicosProcessamento de imagens - Técnicas digitaisMicroestrutura - AnáliseJosephson, JunçõesEngenharia Mecânica621Caracterização micro-estrutural de cerâmicas supercondutoras do tipo SmBaCuO através do software Imagejinfo: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:UFESORIGINALCAIO BARBOSA GARCIA.pdfapplication/pdf16837176http://repositorio.ufes.br/bitstreams/5670c291-99fe-4ad3-9a00-eac13785883f/download886345a9cc53e9f89cdd4e7b6ad17256MD5110/97582024-06-28 16:10:49.87oai:repositorio.ufes.br:10/9758http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T16:10:49Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false |
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