Orientador : Amauri Garcia

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas

Resumo: Este trabalho objetiva essencialmente, analisar de forma teórica e experimental os fatores que influenciam processos de purificação de materiais baseados na transformação líquido/sólido. Inicialmente, realizou-se uma revisão da teoria de redistribuição de soluto que ocorre durante a...

Resumo: Este trabalho objetiva essencialmente, analisar de forma teórica e experimental os fatores que influenciam processos de purificação de materiais baseados na transformação líquido/sólido. Inicialmente, realizou-se uma revisão da teoria de redistribuição de soluto que ocorre durante a solidificação, e fêz-se uma análise crítica de modelos e técnicas relacionados com os processos de solidificação unidirecional e fusão zonal. Em seguida, foram desenvolvidos dispositivos experimentais que permitem a análise direta da transformação líquido/sólido, através do processamento de amostras de compostos orgânicos. Estes compostos dependendo de suas características físicas intrínsecas, têm comportamento análogo a metais ou semicondutores, e podem ser utilizados na simulação de processos de purificação destes materiais, no que diz respeito á análise de fatores individuais de influência. Os resultados experimentais obtidos com compostos orgânicos foram comparados com previsões teóricas fornecidas por modelos analíticos e numéricos. A análise conjunta de todas as variáveis de influência, permitiu dimensionar um modelo otimizado do processo de purificação do materiais por fusão zonal. Finalmente, a análise realizada com compostos orgânicos, forneceu informações sobre parâmetros fundamentais de influência sobre a purificação baseada na transformação líquido/sólido, o que permitiu o desenvolvimento de um equipamento de solidificação unidirecional horizontal para metais e ligas de baixo e médio ponto de fusão. O desempenho e operacionalidade do equipamento foi testado através do crescimento de ligas de composição eutética

Abstract: The main purpose of this work is to analyse theoretically and experimentally, parameters which affect the purification processes based on the liquid-solid transformation. Firstly, a theoretical review was made concerning the solute redistribution during solidification as well as a critical...

Abstract: The main purpose of this work is to analyse theoretically and experimentally, parameters which affect the purification processes based on the liquid-solid transformation. Firstly, a theoretical review was made concerning the solute redistribution during solidification as well as a critical analysis of models and techniques related with the normal freezing and zone melting processes. Experimental devices were developed, which permit direct analysis of the solid-liquid transformation by processing organic compound samples. Depending on their intrinsic physical characteristics, these compounds have an analogous behaviour to metals or semiconductors, and can be used in the simulation of purification processes. The experimentals results obtained with organic compounds were compared with theoretical predictions furnished by Analytical and numerical models. The analysis of influence factors has permited to elaborate an optimizated model of the purification process. Finally, the analysis with organic compounds, has furnished informations about the fundamentals parameters affecting the purification based on liquid-solid transformation. This has permited the development of an horizontal unidirectional solidification equipment for low and medium melting point metals and alloys. The performance of this equipment has been checked by the controlled growth of an eutectic alloy