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IPEN-DOC 26637
- DIAS, RENAN A.F.
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Caracterização microestrutural e mecânica de ligas à base de níquel após processamento mecânico (deformação plástica severa) e tratamento térmico
/ Microstructural and mechanical characterization of nickel-based alloys after mechanical processing (severe plastic deformation) and heat treatment
.
2019.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
79 p.
Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro.
DOI:
10.11606/D.85.2020.tde-04022020-093955
Abstract: Uma variedade significativa de propriedades apresentadas pelos materiais é fortemente dependente da microestrutura, dentre elas pode-se citar limites de resistência e escoamento, alongamento, tenacidade, resistência ao impacto entre outras. Nas ligas comercializadas a microestrutura dos metais (tamanho de grão) é controlada de acordo com a aplicação, através de tratamentos termomecânicos convencionais, como forjamento, laminação e extrusão, onde o tamanho de grão alcançado pode chegar à ordem dos micrometros. O Equal-Channel Angular Pressing (ECAP), ou Prensagem Angular em Canais Iguais, é uma técnica de processamento não convencional, que tem a capacidade de submeter os metais processado à chamada deformação plástica severa (DPS), permitindo assim a obtenção de metais com tamanhos de grão abaixo de 1μm. O presente trabalho irá analisar os fenômenos metalúrgicos envolvidos na aplicação do ECAP na superliga de níquel Inconel 600 (liga 600), composta de 72% níquel, 14-17% cromo e 6-10% ferro, que é utilizada na indústria nuclear como material dos tubos do circuito primário dos geradores de vapor dos Pressurized Water Reactors (PWR), ou Reatores de Água Pressurizada. Amostras da liga 600 foram solubilizadas e processadas por ECAP até 5 passes utilizando as rotas A e Bc e, após o processamento, algumas foram submetidas à tratamentos térmicos em diferentes temperaturas. Para caracterização microestrutural foram utilizados microscópios óptico, eletrônico de varredura e de transmissão, a textura foi analisada por meio das técnicas de difração de raios X e Electron Backscatter Diffraction, EBSD ou Difração de Elétrons Retro-Espalhados e a dureza foi caracterizada por meio de microdureza Vickers. Após a deformação da liga 600 solubilizada, observou-se uma mudança na microestrutura, a amostra solubilizada possuía grãos grosseiros e apresentava maclas de recozimento e, após o primeiro passe notou-se formação de estruturas de deformação com o aparecimento de linhas de escorregamento e após o terceiro passe são observadas bandas de deformação e de transição. Também foram observadas diferentes subestruturas de discordâncias formadas pelas diferentes rotas de processamento como estruturas celulares e microbandas. A microdureza da liga sofreu um incremento à medida que novos passes foram feitos, fenômeno que pode ser correlacionado com o aumento da resistência mecânica da liga. Além disso, observou-se que pela rota BC os valores de microdureza são mais homogêneos do que os encontrados pela rota A. As análises de EBSD evidenciaram que rota BC produziu grão mais equiaxiais e também uma quantidade maior de grãos com contornos de alto ângulo, enquanto a rota A produziu grãos mais alongados e uma menor quantidade de grãos com contornos de alto ângulo. A análise, por difração de raios X, das amostras deformadas pela rota A, sem tratamento térmico, evidenciou que uma tendência de formação de textura associada aos planos e direções {111} <110>, e após os tratamentos térmicos houve a formação uma nova textura associada aos planos e direções {114} <221>. As amostras deformadas pela rota BC tende a formar texturas referentes aos planos e direções {112} <110> apesar da formação de outras texturas, que após os tratamentos térmicos formaram diversas outras texturas associadas aos planos e direções {110} <110>, {100} <110> e {111} <110>.
Palavras-Chave: deformation; materials working; mechanical properties; plasticity; microstructure; grain boundaries; nickel alloys; materials testing; stress analysis; density; heat treatments; x-ray fluorescence analysis; x-ray diffraction; electron scanning; optical microscopy
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IPEN-DOC 24779
- PRETTO, LUCAS R. de
; - SAMAD, RICARDO E.
; - ROSSI, WAGNER de
; - FREITAS, ANDERSON Z. de
. Optical coherence tomography characterization of femtosecond laser manufactured microfluidic circuits.
In: GRAY, BONNIE L. (Ed.); BECKER, HOLGER (Ed.) MICROFLUIDICS, BIOMEMS, AND MEDICAL MICROSYSTEMS, 16th,
January 27 - February 01, 2018, San Francisco, California, USA. Proceedings... Bellingham, WA, USA: Society of Photo-optical Instrumentation Engineers,
2018.
p. 104911A-1 - 104911A-12.
(SPIE Proceedings Series, 10491).
DOI:
10.1117/12.2289937
Abstract: Dimensional characterization of microfluidic circuits were performed using three-dimensional models constructed from OCT images of such circuits. Were fabricated microchannels on the same BK7 glass plate, under different laser ablation conditions and substrate displacement velocity in relation to laser beam. Were used the following combination of energy, from 30 μJ to 60 μJ and velocity from 588 mm/min to 1176 mm/min, at 1 kHz laser repetition rate and 40 fs of pulse duration (FWHM). For OCT imaging we used an OCP930SR (Thorlabs System Inc) with 930 nm central wavelength, 6 μm of lateral and axial resolution, and image of 500 x 512 pixel corresponding to 2.0 mm x 1.6 mm of lateral and axial scans respectively at 8 frames per second. We also characterized devices like, micropumps, microvalves and microreactors. It was possible register the micropumps and valves in action in real time. Using the OCT images analyses was possible to select the best combination of laser pulse energy and substrate velocity. All the devices were made in raster protocol, where laser beam pass through the same path in a controlled number of times, and with each iteration more material is removed and deeper the channels remain. We found a deformation at the edge of fabricated structures, due to velocity reduction of substrate in relation to laser beam, which causes more laser pulses superposition in these regions, and more material is ablated. The technique was thus evaluated as a potential tool to aid in the inspection of microchannels.
Palavras-Chave: tomography; optical systems; optical modes; scanning electron microscopy; electron scanning; computer codes; fluidic control devices; lasers
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IPEN-DOC 05329
- FERNANDES, STELA M. de C.
.
Caracterizacao microestrutural e mecanica da superliga a base de niquel (liga 600) apos tratamentos termicos.
1993.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
117 p.
Orientador: Waldemar Alfredo Monteiro.
Palavras-Chave: nickel alloys; superalloys; microstructure; mechanical properties; heat treatments; optical microscopy; electron scanning; transmission electron microscopy
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IPEN-DOC 24392
- HARAGUCHI, MARCIO I.
;- CALVO, WILSON A.P.
; - KIM, HAE Y.
. Tomographic 2-D gamma scanning for industrial process troubleshooting. Flow Measurement and Instrumentation, v. 62, p. 235-245, 2018. DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2017.09.004 Abstract: Gamma scanning is a nuclear inspection technique widely used to troubleshoot industrial equipments in refineries and petrochemicals plants such as distillation columns and reactors. In this technique, a sealed radiation source and detector move along the equipment, and the intensity readouts generate the density profile of the equipment. Although many improvements have been introduced in recent years, the result of gamma scan still consists of a simple 1-D density plot. In this work, we present the tomographic gamma scanning that, using image reconstruction techniques, shows the result as a 2-D image of density distribution. Clearly, an image reveals more features of the equipment than a 1-D graph and many problems that could not be troubleshooted using the conventional technique can now be solved with this imaging technique. We use ART (Algebraic Reconstruction Technique) intercalated with total variation minimization filter. The use of total variation minimization leads to compressive sensing tomography, allowing to obtain good quality reconstruction from few irradiation data. We simulated the reconstruction of different density distributions. We applied the new technique to data obtained by irradiating with gamma rays phantoms that emulate industrial equipments. Finally, we present the result obtained by applying the innovative technique to real operating distillation column. It seems that the new technique has identified a problem in this equipment that is very difficult to detect using conventional gamma scan.Palavras-Chave: gamma radiation; gasers; gamma sources; electron scanning; tomography; distillation
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IPEN-DOC 25207
- HARAGUCHI, MARCIO I.
;- KIM, HAE Y.
;- CALVO, WILSON A.P.
. Results of process equipment imaging by tomographic gamma scan.
Chemical Engineering Transactions,
v. 69,
p. 649-654,
2018.
DOI:
10.3303/CET1869109
Abstract: Gamma scanning is a nuclear inspection technique widely used for troubleshooting industrial process
equipments in refineries and petrochemicals. A radiation source and detector move vertically along the height
of the vessel and the radiation readings are used to plot the graph of density profile. In recent years, many
improvements have been added to this technique, but essentially the result of gamma scanning still consists
of a 1-D density plot. Developed in 2012, the tomographic gamma scan uses image reconstruction techniques
to show the result of gamma scan as a 2-D density distribution image. In this work, we present the current
status of the technology and the results obtained by applying the technique to real operating process
equipment. The results present images that match well with the 1-D density plots obtained by the conventional
gamma scan and reveal process and operational problems that has never been visualized before with the
traditional technique. The tomographic gamma scan can be immediately applied in practice with low financial
investment.
Palavras-Chave: image processing; tomography; gamma radiation; equipment; gamma fuel scanning; nondestructive testing; irradiation; radiation sources
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IPEN-DOC 25234
- MARCHINI, LEONARDO G.
.
Estudo da incorporação de nanopartículas de prata na matriz polimérica de termoplástico elastomérico poliester (TPE-E) por diferentes técnicas de processamento visando ação bactericida
/ Study of the different processing techniques of silver nanoparticles incorporation in the polymer matrix of polyester elastomeric thermoplastic TPE-E aiming bactericidal action
.
2018.
Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
130 p.
Orientador: Duclerc Fernandes Parra.
DOI:
10.11606/T.85.2018.tde-01112018-105111
Abstract: A primeira parte do estudo consistiu em caracterizar as amostras de termoplástico elastomérico poliéster (TPE-E) modificadas via irradiação gama (γ) em presença de atmosfera de oxigênio e irradiadas com fonte de 60 Co nas doses de 5, 10, 20, 30, 50 e 100 kGy. Na segunda parte foram realizadas as caracterizações das dispersões coloidais de prata metálica adsorvida em sílica pirogênica (AgNPs_SiO2) e do óxido de zinco aditivado com prata metálica adsorvida em sílica pirogênica (AgNPs_ZnO). Na terceira e última parte, as concentrações de 250, 500, 1000 e 5000 ppm, em massa , de AgNPs_SiO2, idem para AgNPs_ZnO, foram misturados mecanicamente por 30 minutos com 1 % em massa de óleo ALKEST TW 80, 0.3 % em massa de anti-oxidante Irganox 1010 e grânulos de TPE-E, posteriormente processados, independentemente, via injeção plástica, extrusão monorosca e irradiação com prensagem a quente. As técnicas de caracterização utilizadas no trabalho foram: espectroscopia no infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X (DRX), espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de comprimento de onda (WD-XRF), microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia por dispersão de energia de raios X (MEV-EDS), microscopia eletrônica de transmissão com espectroscopia por dispersão de energia de raios X (MET-EDS), índice de fluidez (MFR) e ensaios de tração. As amostras de TPE-E irradiadas apresentaram diminuição da temperatura de degradação (Tonset) e do índice de fluidez (IF) com o aumento da dose de irradiação. Foi possível observar nos resultados obtidos por espectrometria de fluorescência de raios X por dispersão de comprimento de onda a presença de prata nos compostos de sílica pirogênica e de óxido de zinco com sílica pirogênica. Todas as amostras de TPE-E contendo aditivos AgNPs_SiO2 e AgNPs_ZnO obtidas pelas diferentes técnicas apresentaram atividade bactericida para bactéria Gram-negativa Escherichia coli (E.Coli) e a bactéria Gram-positiva Staphylococcus aureus (S.Aureus), sendo os melhores resultados obtidos nos filmes de TPE-E irradiados e prensados com 0.5 % de AgNPs_ZnO com doses de 20 e 50 kGy e 0.5 % AgNPs_SiO2 com doses de 0 e 20 kGy.
Palavras-Chave: germicides; transition elements; silver; nanomaterials; polymers; organic polymers; molecules; polyesters; elastomers; thermoplastics; rubbers; energy beam deposition; thin films; infrared spectra; calorimetry; x-ray diffraction; x-ray fluorescence analysis; electron microscopy; electron scanning; electron transfer
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IPEN-DOC 26635
- CORREA, JOAO C.
.
Caracterização das propriedades físicas de solo arenítico da Formação Botucatu - na região da cidade de Bofete - SP
/ Characterization of the physical properties of sandstone soil of Botucatu Formation - in the region of the city of Bofete - SP
.
2019.
Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) -
Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
79 p.
Orientador: Margarida Mizue Hamada.
DOI:
10.11606/D.85.2020.tde-03022020-121456
Abstract: O Desenvolvimento humano sempre foi galgado pela utilização dos recursos naturais encontrados, porém nem sempre de maneira ordenada e correta. Um dos principais recursos utilizados pela humanidade é a água, que vem sendo retirada dos grandes aquíferos, tais como o Aquífero Guarani, que se localiza no território centro-sul da América do Sul, incluindo em seu traçado, países como Brasil, Argentina e Paraguai, de forma a comprometer a sustentabilidade do uso deste recurso com o risco de subsidência ou acomodação das camadas do sub-solo, devido à explotação de água destes reservatórios. Este fenômeno precisa ser analisado e caracterizado com bastante cuidado para prevenir ou mitigar acidentes ou incidentes em edificações e pavimentos. Em virtude da complexidade e heterogeneidade de suas estruturas e composições de acordo com sua localização, este trabalho tem o intuito de ampliar o conhecimento sobre a rocha do reservatório da Formação Botucatu, utilizando diferentes técnicas para sua caracterização, como ensaios geotécnicos, microscópio eletrônico de varredura, fluorescência e difração de raios X e tomografia computadorizada de terceira geração. A taxa de cisalhamento (Vs) foi associada a diferentes parâmetros da rocha, como densidade seca, índice de vazios, teor de umidade, grau de saturação e porosidade. O coeficiente de permeabilidade (k) obtido no teste foi de 3,34E-04 cm/s e é consistente com o valor do solo arenítico, proveniente da rocha do reservatório. O teste para obtenção do limite de plasticidade indicou que o solo rochoso avaliado não é plástico. O arenito analisado pela técnica de fluorescência de raios X é predominantemente composto por SiO2 (76%) e Al2O3 (20%), seguido por Fe2O3 (2,3%). Nos difratogramas de raios X, as amostras do arenito apresentaram picos relativos de SiO2 e Al2O9SiO2 corroborando os resultados obtidos nas medições de fluorescência de raios X. Os estudos SEM mostraram que as rochas não apresentaram cimentação em suas estruturas, indicando que são rochas de reservatório, com potencial para armazenamento de água. Uma boa resolução foi encontrada para as imagens das rochas arenito Botucatu seca, úmida e úmida contendo bário. A distribuição das densidades das partículas das rochas foi apresentada no histograma construída pelas intensidades dos pixels das imagens.
Palavras-Chave: ground water; aquifers; physical properties; physical chemistry; sustainability; sediment-water interfaces; sandstone project; soils; geophysical surveys; sample preparation; oils; gas analysis; central receiver test facility; radioactive wastes; storage facilities; x-ray fluorescence analysis; x-ray diffraction; electron scanning; optical microscopy; image processing; brazil
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IPEN-DOC 27133
- COUTO, CAMILA P.
; - REVILLA, REYNIER I.
;- COLOSIO, MARCO A.
;- COSTA, ISOLDA
; - PANOSSIAN, ZEHBOUR
;- DE GRAEVE, IRIS
;- TERRYN, HERMAN
;- ROSSI, JESUALDO L.
. Electrochemical behaviour of 22MnB5 steel coated with hot-dip Al-Si before and after hot-stamping process investigated by means of scanning Kelvin probe microscopy.
Corrosion Science,
v. 174,
p. 1-10,
2020.
DOI:
10.1016/j.corsci.2020.108811
Abstract: Press-hardened steels are commonly protected with hot-dip Al-Si coating. Due to the electrochemical complexity
of this system, either before or after hot-stamping process, SKPFM was used to investigate the influence of the
thermo-mechanical process on the electrochemical behaviour of the galvanic coupling. The hot-stamping process
changed significantly the anodic/cathodic coupling of the coating/steel due to iron enrichment in the coating
layer. Hence, a concurrent mechanism was thoroughly established, i.e., while the press hardening enhances the
corrosion properties of the steel system (steel and metallic coating) through diffusion, at the same time it diminishes
the cathodic protection of the Al-Si layer.
Palavras-Chave: steels; hardness; coupling; electrochemical corrosion; surface coating; coatings; electron scanning; scanning electron microscopy; electrochemical coating
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IPEN-DOC 27714
- BUSTILLOS, OSCAR V.
. O espectro de massas na espectrometria de massas.
Revista Analytica,
v. 110,
p. 24-26,
2021.
Palavras-Chave: mass spectra; mass spectroscopy; ion sources; chemical analysis; electron scanning; ionization
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IPEN-DOC 22979
- HARAGUCHI, M.I.
;- KIM, HAE Y.
;- CALVO, W.A.P.
. Distillation column troubleshooting with improved gamma scan technique.
In: WORLD CONGRESS ON INDUSTRIAL PROCESS TOMOGRAPHY, 8th,
September 26-29, 2016, Iguassu Falls, PR, Brazil. Proceedings... ISIPT - International Society for Industrial Process Tomography,
2016.
p. 1-8.
Abstract: Gamma scanning is a nuclear inspection technique used to troubleshoot industrial equipments in refineries and petrochemicals plants around the world. In this technique, a sealed radiation source and detector move along an equipment, and the intensity readouts generate a density profile of the equipment. The simplicity of this technique has made it popular in many countries. In recent decades, many improvements have been proposed, from automated scanning to wireless detectors, new collecting software and improved data presentation. However, the technique concept has not changed since it was proposed decades ago, and the results still consist on a one-dimensional mean density profile of the target. The present work, developed in a master degree project, describes a new approach for gamma scanning. The innovative technology shows the result of a gamma scan as a two-dimensional density distribution plot. Clearly, a two-dimensional image reveals more features of the equipment under analysis, representing an advance in the non-destructive testing, as many problems that could not be troubleshooted using conventional gamma scanning can now be seen with this imaging technique. The innovative technology, patent pending, received an award from a recognized petroleum company.
Palavras-Chave: distillation equipment; gamma radiation; radioisotope scanning; tomography; sealed sources; industrial radiography; petrochemical plants; electron scanning; equipment
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.
2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.
O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
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