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Orientador: Amauri Garcia

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: O presente trabalho trata do desenvolvimento de métodos de purificação, e caracterização de materiais de aplicação de alto conteúdo tecnológico. Foi realizada por FUSÃO ZONAL, a purificação do ESTANHO e do CHUMBO, aplicáveis em dispositivos eletrônicos, cujas matérias-primas foram selecionadas de acordo com determinados teores de impurezas, para que através do refino por conjuntos de passadas de zonas líquidas, o SIMPLES, DUPLO e TRIPLO REFINO ZONAL, fossem obtidas purezas maiores que cinco noves. O nível de pureza foi caracterizado por análise química, medidas de dureza sob carga reduzida e aspectos macro e micrográficos da interface plana. O FERRO aplicável em dispositivos magnéticos foi refinado por diferentes métodos de purificação: FUSÃO ZONAL, REFINO SOB ATMOSFERAS OXIDANTEE- REDUTORA, e TRATAMENTO TÉRMICO SOB ATMOSFERA DE HIDROGÊNIO, partindo-se de matérias-primas pré-purificadas por técnicas diversifica"das. Um método indireto de controle de pureza foi desenvolvido para caracterização das amostras purificadas de ferro, através de medidas de parâmetros magnéticos, primeiramente aplicadas na evolução da precipitação dos carbonetos, nas ligas Fe Puro-C também desenvolvidas nesse trabalho, fundidas por LEVITAÇÃO SOB ATMOSFERA DE HÉLIO. Finalmente foi realizada uma simulação computacional de acampanhamento do processo de refino zonal, otimizada para conjuntos de passadas de zona líquida: o SIMPLES(SRZ), o DUPLO (DRZ) e O TRIPLO REFINO ZONAL(TRZ), que conta com uma otimização laboratorial

Abstract: The presente work deals with the development of techniques of purification and characterization of materiaIs for use in hightechnology application. Lead and Tin were purified by multi-pass zone refining process, starting with the material containing a specified amount of impurities. The final purity was greater than five nines, appropriated for application in electronic devices. The grade of purity was determined by using methods like chemical analysis, microhardness measuremments and checking the plane interface in the macro and microstructure. Iron was purified by different techniques: Zone Mel ting, Refining under Oxidizing and Reductive Atmospheres, and Heat Treatment under a Hydrogen Atmosphere. The purified Iron is used mainly in the manufacture of magnetic devices. An indirect method of purity control was developed, in which the samples of purified Iron are characterized by using mmagnetic parameters. The method is applied in this work for examining samples of Pure Iron-Carbon alloys, melted by Levitation under Helium Atmosphere. Finally, a computer simulation of the zone refining process was made in which the increasing grade of purity can be calculated for the Simple Zone Refining (SZR) , Double (DZR) , and the Triple Zone Refining (TZR) , and these results can be used to optimize the laboratory operationg conditions

Doutorado

Doutor em Engenharia Mecânica