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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2013.tde-29122014-173415
Document
Auteur
Nom complet
Fernando Trevisan Saez Parra
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2013
Directeur
Jury
Santos Filho, Sebastiao Gomes dos (Président)
Gimenez, Salvador Pinillos
Reis, Ronaldo Willian
Simões, Eliphas Wagner
Siqueira, Cesareo de La Rosa
Titre en portugais
Fabricação e caracterização de termopares Cu/Cu-Ni-P obtidos por deposição eletroquímica e simulações térmicas de estruturas de termopar para radiometria.
Mots-clés en portugais
Deposição química
Eletrodeposição
Filmes finos
Potência termoelétrica
Simulação térmica
Termopar
Resumé en portugais
Neste trabalho foram estudadas deposições químicas de ligas Cobre-Níquel-Fósforo e foram fabricados termopares Cu/Cu-Ni-P sobre superfícies de lâminas de silício. Inicialmente, as superfícies foram préativadas em uma solução diluída de ácido fluorídrico contendo PdCl2. Em seguida, foi empregado um banho químico alcalino diluído em água deionizada contendo 15 g/l NiSO4.6H2O; 0,1 a 0,3 g/l CuSO4.5H2O; 15 g/l Na2HPO2.H2O e 60 g/l Na3C6H5O7.2H2O na temperatura de 80OC, sendo que NH4OH foi adicionado até que o pH do banho atingisse o valor de 8,0. Verificamos que a concentração do sal de cobre na solução de deposição afeta substancialmente a quantidade de cobre nos depósitos de Cu-Ni-P. As concentrações planares e as composições dos filmes depositados foram obtidas através da técnica de espectrometria de retroespalhamento de Rutherford (RBS) e a morfologia superficial foi caracterizada através da técnica de microscopia de força atômica (AFM). A solução: 15 g/l NiSO4.6H2O + 0,3 g/l CuSO4.5H2O + 15 g/l Na2HPO2.H2O + 60 g/l Na3C6H5O7.2H2O + NH4OH (pH 8.0), na temperatura de 80OC, foi a escolhida na obtenção da liga Cu0.4Ni0.4P0.2 para a construção de termopares Cu/ Cu0.4Ni0.4P0.2, os quais quantificaram a resposta termoelétrica semelhante aos valores típicos apresentados na literatura para Cu/CuNi. Também é proposto e simulado, usando o software ANSYS, uma estrutura de termopar sobre o silício e seu comportamento térmico. Modificações e condições são apresentadas para otimizar o seu funcionamento visando aplicações em radiometria.
Titre en anglais
Fabrication and characterization of Cu / Cu-Ni-P thermocouples obtained by electroless deposition and thermic simulations of thermocouple structures for radiometry.
Mots-clés en anglais
Electroless deposition
Thermic simulation
Thermocouple
Thermoelectric power
Resumé en anglais
In this work, it was studied chemical depositions of Cu-Ni-P alloys and it was fabricated Cu/Cu-Ni-P thermocouples onto silicon wafer surfaces. Initially, surfaces were pre-activated in a diluted hydrofluoric acid solution containing PdCl2. Following, it was used a de-ionizedwater- diluted alkaline chemical bath containing 15 g/l NiSO4.6H2O; 0,1-0,3 g/l CuSO4.5H2O; 15 g/l Na2HPO2.H2O and 60 g/l Na3C6H5O7.2H2O at temperature of 80OC where NH4OH was added until ph was 8.0. The concentration of copper salt in the deposition solution greatly affected the Cu content of the Cu-Ni-P deposits. Areal concentration and composition were obtained from by Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) and surface morphology was characterized by Atomic Force Microscopy (AFM). The solution: 15 g/l NiSO4.6H2O; 0.3 g/l CuSO4.5H2O; 15 g/l Na2HPO2.H2O; 60 g/l Na3C6H5O7.2H2O; NH4OH (pH 8.0) at the temperature of 80OC was chosen to obtain the Cu0.4Ni0.4P0.2 alloy to fabricate Cu/ Cu0.4Ni0.4P0.2 thermocouples with a good thermoelectric power, which is similar to the typical values reported in literature for Cu/CuNi. Also a new geometry for a thermocouple on silicon substrate is proposed and thermic simulations, using ANSYS software, are performed. Modifications and conditions are presented to improve the performance of the thermocouple for radiometry applications.
 
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Date de Publication
2021-10-27
 
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