Estudo de metodologia para produção e análise de preformas de sílica dopadas pelo método MCVD

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Carvalho, Andre
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
MCVD
Planejamento de experimentos
Fibra óptica
Engenharia nuclear
Diretoria-Geral do Desenvolvimento Nuclear e Tecnologia da Marinha (DGDNTM)
Link de acesso: https://repositorio.marinha.mil.br/handle/ripcmb/848019
Resumo: O método de deposição química modificada por vapor (MCVD - Modified Chemical Vapor Deposition) é amplamente utilizado para produção de preformas de fibras ópticas devido à sua eficiência e precisão no controle da composição e das propriedades ópticas das fibras resultantes. Este trabalho visa apresentar o estudo para o desenvolvimento de uma metodologia que permita a produção de preformas de sílica dopadas por meio do processo MCVD. Para tanto, foi realizado o levantamento da literatura da metodologia e dos parâmetros de processo mais comuns aplicados ao processamento de fibras germanosilicatos e Fibras ópticas dopadas com Terras raras, especialmente dopadas com Yb e Al. Foi assim proposta uma metodologia com escalonamento de complexidade para a produção dessas preformas e aplicado um modelo numérico de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) para testar os dados levantados na literatura quanto a eficiência da reação. As simulações realizadas pelo CFD foram orientadas por um modelo de planejamento de experimentos que gerou um resultado numérico direcionado a reduzir os custos e tempo necessário para realização dos experimentos. As simulações associadas a metodologia de planejamento de experimentos do tipo composto central rotacional permitiu, dentro da faixa de operação analisada, encontrar um ponto ótimo para o processo, ocorrendo em uma temperatura de 2100 K, com fluxo de 1,9 L/min e a velocidade de rotação do tubo substrato podendo ser mantida no nível mais conveniente, uma vez que essa não apresentou alteração com significância estatística na resposta estudada. Adicionalmente, foi detalhada a metodologia de análise do perfil do índice de refração para ser utilizado nas preformas produzidas pelo método MCVD, com resultados experimentais que indicam uma fibra com índice de refração do tipo degrau.
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