| Título da Dissertação: | ESTUDO DA DIFUSIVIDADE TÉRMICA DE MATERIAIS EM PÓ UTILIZANDO A CÉLULA FOTOACUSTICA ABERTA (OPC) E SEU COMPORTAMENTO NA LIGA MAGNETOCALÓRICA Gd5,09Si2,03Ge1,88 |
| Nome do Aluno: | Vinícius Vaulei Gonçalves Mariucci |
| Banca Examinadora: | Antonio Carlos Bento (orientador) João Cardoso de Lima - UFSC Cleber Santiago Alves - DEM/UEM |
| Data da Defesa: | 28/02/2011 |
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| Resumo: |
Neste trabalho de mestrado é proposto o uso da técnica de célula fotoacústica aberta (OPC) para estudar a difusividade térmica de materiais em pó. As amostras foram armazenadas em pequenos porta-amostras (ou bastidores) na forma de um disco vazado especialmente confeccionados para materiais em pó. Acoplando-se um dispositivo Peltier a OPC foi possível controlar a temperatura das amostras. A determinação da difusividade em função da temperatura possibilitou a detecção das transições de fase de primeira e de segunda ordem para a liga magnetocalórica Gd5,09Si2,03Ge1,88 com tamanhos de grãos entre 45 e 63 μm. Aquecendo o pó de -11 ºC até -2 ºC a transição de primeira ordem ocorreu em torno das temperaturas -7 ºC e - 6,5 ºC, e no resfriamento de 50 ºC até 0 ºC a transição de segunda ordem foi detectada na temperatura de 27 ºC, ambas previstas pela literatura. Ainda para o Gd5,09Si2,03Ge1,88 foram realizadas medidas da difusividade em função da granulometria para uma série de 4 bastidores a temperatura constante de 25 ºC. Cada bastidor foi preenchido com uma granulometria diferente, indo desde grãos menores que 25 μm até tamanhos entre 45 e 63 μm. Com a obtenção da difusividade térmica em função dos tamanhos de grãos constatou-se que a difusividade cresce linearmente com o aumento da granulometria. Além das técnicas experimentais é apresentado um modelo teórico para a OPC utilizando uma amostra de três camadas. O objetivo do modelo é descrever a variação do sinal fotoacústico em função da frequência de modulação óptica para algumas amostras, como o aço 316L, o germânio, o silício, e a sílica vítrea. As considerações teóricas deste modelo inicial não levaram em conta propriedades como a resistência térmica nas interfaces entre os contatos das camadas da amostra, nem as características existentes no interior do volume de pó, como: porosidade, formato dos grãos, quantidade de fase fluida e fase sólida, e outras características que podem influenciar na propagação de calor. Tais considerações foram deixadas para serem abordadas em trabalhos futuros. As investigações realizadas sobre as propriedades térmicas de materiais em pó, bem como da liga magnetocalórica, mostraram que a técnica OPC não se limita apenas a amostras homogêneas (como filmes finos e laminados) podendo ser adaptada e aplicada com baixo custo a diferentes tipos de materiais, inclusive amostras porosas. Palavras Chaves: Célula Fotoacustica Aberta. Fotoacústica. Material em Pó. Difusividade Térmica. |