Orientador: Mauricio Prates de Campos Filho

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

Resumo: Um perfil dos materiais de grau eletrônico foi traçado - incluindo os métodos de purificação, as aplicações na indústria eletro-eletrônica e os aspectos econômicos - estratégicos de sua pro dução. Utilizou-se os princípios da solidificação para o equacionamento da distribuição de soluto em...

Resumo: Um perfil dos materiais de grau eletrônico foi traçado - incluindo os métodos de purificação, as aplicações na indústria eletro-eletrônica e os aspectos econômicos - estratégicos de sua pro dução. Utilizou-se os princípios da solidificação para o equacionamento da distribuição de soluto em ligas processadas por fusão zonal com os parâmetros que afetam este processo como; tamanho de zona liquida, espessura da camada limite de difusão, velocidade de solidificação, etc. São descritas as características operacionais dos equipamentos construídos durante o trabalho; forno para fusão zonal horizontal com aquecimento resistivo, forno a vácuo, fonte dupla de potência e controlador de temperatura. Um estudo comparativo foi realizado entre o controlador de temperatura construido e os disponíveis no mercado interno. Um circuito para o controle das variações do tamanho de zona que ocorrem durante a fusão zonal do estanho foi projetado e construido, demonstrando resultados satisfatórios. Teceu-se um panorama sobre os métodos disponíveis no país para a análise de metais puros com suas vantagens e desvantagens, sendo sugeridos outros que deveriam ser implantados para a complementação dos existentes.Foi feito um estudo sobre a quantidade de impurezas retiradas do estanho por aquecimento a vácuo, durante vários tempos. Os métodos de análise utilizados foram os de espectroscopia de emissão por faísca, taxa de resistividade (P4,2K / P300K) e microdureza, sendo seus resultados comparados e correlacionados. Experiências foram realizadas visando a purificação do estanho por fusão zonal tendo como material de partida o estanho de pureza comercial disponível no país e o pré-purificado por aquecimento a vácuo. O perfil de impurezas foi traçado pelos métodos acima descritos mais o de microscopia ótica. Finalmente são sugeridas algumas linhas de pesquisa de correntes do trabalho, podendo-se citar entre elas o crescimento de monocristais, a purificação de outros metais utilizando os equipamentos construídos, etc.

Abstract: A summary was made of the subject of eletronic grade materials, including purification techniques, applications in the electronic industry and economic/strategic aspects of production. A mathematical description of zone melting was developed from basic solidification principles and...

Abstract: A summary was made of the subject of eletronic grade materials, including purification techniques, applications in the electronic industry and economic/strategic aspects of production. A mathematical description of zone melting was developed from basic solidification principles and included a description of the effects of operational parameters such as zone length, boundary layer thickness and interface advance rate. The operational characteristics of the apparatus constructed are described. This includes the horizontal zone melting furnace, vacuum heating furnace, and control system. The control device was especially constructed and its performance was compared with other systems available in Brazil. A control circuit was designed and constructed which eliminated variations in zone length during movement. A survey was made of the analysis methods available in Brazil and their characteristics examined. A study was made of the removel of impurities from tin by vacuum heating. The analytical methods employed were spark emission spectroscopy, resistance ratio (P4,2K / P300K) measurements and microhardness examinations. Experiments were carried out of purification by zone melting, using the tin purified by vacuum heating as a starting material. The impurities profiles were examined by the techniques cited above and microstructural examinations. Finally some possible lines of future research are suggested as a resuIt of this study including projects in the areas of single crystal growth and purification applied to other metals.