Estudo de protótipo para medidas de alta pressão em ambientes de difícil acesso

• Autor(a) principal: Amorim, Cainan Cardoso
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/198492
• topic: Altas pressões; Fluorescência; Espectroscopia Raman; Fibras ópticas

O estudo da matéria sob altas pressões constitui uma importante ferramenta para adquirir conhecimento acerca do comportamento da matéria condensada e a síntese de novos materiais. O objetivo do trabalho é montar um protótipo de dispositivo portátil para medir pressões em câmaras de alta pressão do tipo DAC-Membrana (m- DAC) fixadas dentro de um difratômetro de raios-x. As m-DACs permitem a aplicação de pressão sem a necessidade de serem retiradas de dentro do difratômetro, diferentemente das câmaras acionadas por torques mecânicos. Com isso, não seria necessário mudar o alinhamento da câmara ao longo de diferentes pressões de trabalho durante um conjunto de medidas difratométricas. O protótipo estudado neste trabalho coleta e mede uma pequena quantidade de luz emitida da fluorescência de pedaços micrométricos de rubi, posicionados juntamente com a amostra dentro da m-DAC. O experimento é possível, pois ocorre um deslocamento do pico dubleto no espectro de fluorescência do rubi com a variação da pressão. O foco deste trabalho é montar um sistema para excitarr e outro para coletar o sinal luminescente do rubi. Um laser “green pointer” pequeno, compacto e de baixo custo será utilizado para excitar a fluorescência desejada do material, acoplado a uma lente. O sistema de coleta deste sinal é composto por uma lente, seguida de um semi-espelho, e uma segunda lente acoplada a uma fibra óptica. A outra extremidade da fibra está alinhada com um sistema que já está montado e otimizado para medidas de Espectroscopia Raman. Este, por sua vez, é composto por uma lente objetiva de microscópio, que coleta a luz da fibra, e direciona o sinal até uma lente objetiva fotográfica, acoplada a um monocromador com detector CCD muito sensível (refrigerado com nitrogênio líquido). A parte mecânica e óptica do projeto apresenta dificuldades técnicas, visto que são necessários o uso de suportes, posicionadores e ajustes precisos, uma vez que se espera realizar acoplamentos ópticos de alta eficiência. Serão apresentadas as etapas de desenvolvimento instrumental realizadas para a montagem do protótipo, bem como os resultados alcançados utilizando duas lentes objetivas de microscópio, e também duas lentes plano-convexas simples. Para a excitação do rubi, além do laser “green pointer”, utilizou-se um laser de excitação de menor energia. A partir dos resultados, serão discutidas algumas opções de melhorias do protótipo, e possibilidades de trabalhos futuros que permitam aperfeiçoar a estrutura de análise do Laboratório de Altas Pressões e Materiais Avançados da UFRGS.