Impedância eletromecânica em heteroestruturas para determinação de transformações de fases em ligas de memória do forma

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silvestre, Alysson Domingos
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPB
Texto Completo: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26917
Resumo: Os materiais inteligentes evidenciam características intrínsecas espetaculares quando estimulados externamente podendo promover mudanças expressivas em seu estado inicial. Em particular as SMAs (Shape Memory Alloys), tem sido bastante abordada em trabalhos científicos e tecnológicos, pois suas características peculiares de recuperar sua forma previamente estabelecida quando sujeito a um procedimento termomecânico ou eletromagnéticos, as tornam atraentes para os mais diversos usos e aplicações. Contudo, para utilizá-las de maneira adequada é necessário observar alguns aspectos envolvidos no processo que define algumas de suas características, como a transformação de fase. Logo, este trabalho apresenta uma proposta de investigação a um método de princípio operacional diferente, denominado (EMIH) Impedância Eletromecânica em Heteroestrutura como ferramenta aliada ao Differential Scanning Calorimetry (DSC) para medir temperaturas de transformação de fase em ligas SMAs. O método utiliza uma junção de cerâmica piezoelétrica - titanato de zirconato de chumbo (PZT), com o metal SMA. Com isto, é proposto um equipamento capaz de fornecer ciclagem térmica em forma de calor às amostras de PZT/ SMA (heteroestrutura) e sua caracterização. A investigação aborda amostras de: Ni-Ti (Níquel, titânio), para dois tipos de tratamento térmico, Ni-Ti-Nb (Níquel, titânio, Nióbio), Co-Al-Ni (Cobre, Alumínio, Níquel), além de aço, cobre e latão foram analisados. O método proposto avaliou quantitativamente por meio da magnitude da impedância e do ângulo de fase com diferentes frequências fixas e diferentes taxas de aquecimento e resfriamento, obtendo excelentes resultados quando comparados ao método do DSC. Também foi avaliado a capacitância de heteroesturtura.
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Logo, este trabalho apresenta uma proposta de investigação a um método de princípio operacional diferente, denominado (EMIH) Impedância Eletromecânica em Heteroestrutura como ferramenta aliada ao Differential Scanning Calorimetry (DSC) para medir temperaturas de transformação de fase em ligas SMAs. O método utiliza uma junção de cerâmica piezoelétrica - titanato de zirconato de chumbo (PZT), com o metal SMA. Com isto, é proposto um equipamento capaz de fornecer ciclagem térmica em forma de calor às amostras de PZT/ SMA (heteroestrutura) e sua caracterização. A investigação aborda amostras de: Ni-Ti (Níquel, titânio), para dois tipos de tratamento térmico, Ni-Ti-Nb (Níquel, titânio, Nióbio), Co-Al-Ni (Cobre, Alumínio, Níquel), além de aço, cobre e latão foram analisados. O método proposto avaliou quantitativamente por meio da magnitude da impedância e do ângulo de fase com diferentes frequências fixas e diferentes taxas de aquecimento e resfriamento, obtendo excelentes resultados quando comparados ao método do DSC. Também foi avaliado a capacitância de heteroesturtura.Smart materials show spectacular intrinsic characteristics when externally stimulated and can promote significant changes in their initial state. In particular, SMAs (Shape Memory Alloys) have been widely discussed in scientific and technological works, as their peculiar characteristics of recovering their previously established shape when subjected to a thermomechanical or electromagnetic procedure, make them attractive for the most diverse uses and applications. However, to use them properly, it is necessary to understand the properties involved in the process that defines its main characteristic, phase transformation. Therefore, this work presents an investigation proposal for a method with a different operating principle, called (EMIH) Electromechanical Impedance in Heterostructure as an alternative tool to Differential Scanning Calorimetry (DSC) to measure phase transformation temperatures in SMAs alloys. The method uses a piezoelectric ceramic junction - lead zirconate titanate (PZT) with SMA metal. With this, equipment capable of providing thermal cycling in the form of heat to PZT/SMA samples (heterostructure) and its characterization is proposed. The investigation addresses samples of: Ni-Ti (Nickel, titanium), for two types of heat treatment, Ni-Ti-Nb (Nickel, titanium, Niobium), Co-Al-Ni (Copper, Aluminum, Nickel), in addition to steel, copper, and brass were analyzed. The proposed method was evaluated quantitatively through impedance magnitude and phase angle with different fixed frequencies and different heating and cooling rates, obtaining excellent results when compared to the DSC method. Heterostructure capacitance was also evaluated.Submitted by Marília Cosmos (marilia@biblioteca.ufpb.br) on 2023-05-10T20:50:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) AlyssonDomingosSilvestre_Tese.pdf: 8106196 bytes, checksum: 9c46bf7c6c9e51ab86b40875bc4fd7b7 (MD5)Made available in DSpace on 2023-05-10T20:50:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) AlyssonDomingosSilvestre_Tese.pdf: 8106196 bytes, checksum: 9c46bf7c6c9e51ab86b40875bc4fd7b7 (MD5) Previous issue date: 2023-02-15Pró-Reitoria de Pós-graduação da UFPB (PRPG/UFPB)porUniversidade Federal da ParaíbaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBBrasilEngenharia MecânicaAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAEngenharia mecânicaImpedância eletromecânicaHeteroestruturaLigas de memória de formaElectromechanical impedanceHeterostructureShape memory alloysImpedância eletromecânica em heteroestruturas para determinação de transformações de fases em ligas de memória do formainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSouto, Cicero da Rocha52328678491http://lattes.cnpq.br/409924044429131808215997473http://lattes.cnpq.br/4430071892474953Silvestre, Alysson Domingosreponame:Repositório Institucional da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPBTEXTAlyssonDomingosSilvestre_Tese.pdf.txtAlyssonDomingosSilvestre_Tese.pdf.txtExtracted texttext/plain175719https://repositorio.ufpb.br/jspui/bitstream/123456789/26917/4/AlyssonDomingosSilvestre_Tese.pdf.txtde1c5136cfad2179ae2a6b635f9afc24MD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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Silvestre, Alysson Domingos
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