• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2021.tde-03012024-170546
Documento
Autor
Nombre completo
João Matheus Rugeri Murdiga
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Carlos, 2021
Director
Tribunal
Ferreira, Eduardo Bellini (Presidente)
Pallone, Eliria Maria de Jesus Agnolon
Silva, Joao Gustavo Pereira da
Título en portugués
Efeito do campo elétrico na sinterização de vidros no sistema Li2O-SiO2
Palabras clave en portugués
flash sintering
análise computacional
dissilicato de lítio
modelo de clusters
simulação
sinterização
vidros
Resumen en portugués
 As elevadas temperaturas e tempos necessários para a sinterização de materiais cerâmicos têm estimulado a busca por melhores alternativas, como a aceleração do processo pela aplicação de um campo elétrico. Essa técnica vem sendo estudada há alguns anos em materiais cerâmicos policristalinos, mas só recentemente passou a ser testada na sinterização de compactos de vidros em pó. Uma das abordagens é o Flash Sintering, que utiliza um forte campo elétrico para promover a rápida sinterização através da passagem de corrente pela amostra, o que gera um aquecimento extremo durante poucos segundos, gerando efeito Joule. No entanto, vários aspectos da aplicação da técnica à compactos de vidros em pó precisam ser melhor entendidos, como a função de cada óxido do vidro no processo, a influência da composição química, a relação entre Flash e cristalização simultânea, entre outros. O presente trabalho foi bem sucedido ao elaborar um software de inteligência artificial baseada nos algoritmos de Canny e de Limiarização de Gauss para a detecção do corpo de prova, possibilitando o cálculo Frame a Frame da retração do corpo de prova ao longo dos experimentos de Flash Sintering de vidros. O modelo de clusters, também foi programado, esse modelo permite estimar o comportamento da sinterização de materiais vítreos através de fluxo viscoso, e em conjunto com o software anterior permite calcular as taxas de aquecimento do corpo de prova. Um modelo baseado em diversos processos físicos foi desenvolvido para simular o Flash, e o resultado comparado a resultados experimentais, apresentando uma similaridade notável com as situações práticas. Por fim, experimentos de sinterização foram realizados com e sem a presença de campo elétrico em duas composições no sistema Lítia-Sílica, tendo como composição principal o dissilicato de lítio, esses experimentos foram utilizados na validação dos resultados computacionais e puderam comprovar a eficiência do software desenvolvido e do modelamento matemático do processo.
Título en inglés
Effect of electric field on glass sintering in the Li2O-SiO2 system
Palabras clave en inglés
cluster model
computational analysis
flash sintering
glass
lithium disilicate
simulation
sintering
Resumen en inglés
 The high temperatures and time intervals required for the sintering of ceramic materials have strengthened the research for cheaper alternative processes, such as time reduction by applying an electric field. The application of an electric field during the sintering of polycrystalline ceramic materials has been studied for years, but only recently has it been tested with powdered glass compacts. One approach is called Flash Sintering, which uses a strong electric field to foment rapid sintering by passing current through the sample and overheating by the Joule effect. However, several aspects of applying the technique to powdered glass compacts need to be better understood, such as what is the function of each glass oxide in the process, the influence of chemical composition, the relationship between Flash and simultaneous crystallization. This work was successful by developing an artificial intelligence software based on the Canny and Gaussian Thresholding algorithms for the detection of the specimen, enabling the Frame-to-Frame calculation of the specimen retraction during the Flash Sintering experiments with glasses. The Cluster model was also programmed, this model can estimate the sintering behavior of vitreous materials through viscous flow, and when the results are compared with the previous software, it can calculate the heating rates of the specimen. A model based on several physical processes was developed to simulate Flash, and the result was compared to experimental results, showing a remarkable similarity with the real world. Finally, sintering experiments were executed out with and without an electric field in two compositions in the Lithia-Silica system, with lithium disilicate as the main composition. These experiments were used to validate the computational results and were able to prove the efficiency of the software developed and the mathematical modeling of the process.
 
ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso:
Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
Fecha de Publicación
2024-01-05
 
ADVERTENCIA: Aprenda que son los trabajos derivados haciendo clic aquí.
Todos los derechos de la tesis/disertación pertenecen a los autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Tesis y Disertaciones de la USP. Copyright © 2001-2024. Todos los derechos reservados.