Impedância eletromecânica em heteroestruturas para determinação de transformações de fases em ligas de memória do forma
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26917 |
Resumo: | 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. |
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Impedância eletromecânica em heteroestruturas para determinação de transformações de fases em ligas de memória do formaEngenharia mecânicaImpedância eletromecânicaHeteroestruturaLigas de memória de formaElectromechanical impedanceHeterostructureShape memory alloysCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICASmart 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.Pró-Reitoria de Pós-graduação da UFPB (PRPG/UFPB)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.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia MecânicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFPBSouto, Cicero da Rochahttp://lattes.cnpq.br/4099240444291318Silvestre, Alysson Domingos2023-05-10T20:50:54Z2023-03-032023-05-10T20:50:54Z2023-02-15info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/26917porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2023-05-11T06:04:39Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/26917Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2023-05-11T06:04:39Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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