Desenvolvimento, construção e aplicação de acessórios para difratometria de raios X

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Geraldo de Lima Carezzato
Orientador(a): Luis Gallego Martinez
Banca de defesa: Eduardo Guy Perpétuo Bock, Horacio Marconi da Silva Matias Dantas Linhares
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
Programa de Pós-Graduação: Tecnologia Nuclear
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.85.2019.tde-16092020-141451
Resumo: No presente trabalho, um conjunto de acessórios foi projetado e construído para ser usado em um difratômetro de raios X, modelo Ultima IV, Rigaku. Um dos dispositivos, conhecido como spinner, projetado para girar a amostra em torno do eixo normal de sua superfície durante a medição, permite reduzir a orientação preferencial dos cristalitos no material, que pode ocorrer durante a preparação da amostra. Outro dispositivo projetado e construído foi um trocador programável de amostras, acoplado ao spinner, permitindo que até cinco medidas sejam agendadas sequencialmente, sem a intervenção do operador. Os protótipos foram construídos com materiais e componentes eletrônicos de baixo custo e apresentam inovações como o acoplamento magnético, sem contato entre o motor de passo e os porta-amostras. Embora existam dispositivos similares produzidos pelo fabricante do equipamento como acessórios opcionais, o desenvolvimento de tecnologia e o treinamento técnico e profissional para o desenvolvimento de instrumentação científica automatizada, destaca a relevância do projeto. Para demonstrar a aplicabilidade desses acessórios e sua eficácia na redução dos efeitos de orientação preferencial, foram feitas medidas de difração de raios X, em diferentes difratômetros, em amostras de cimentos Portland, que são especialmente suscetíveis a esses efeitos, e foram realizadas quantificações de fases cristalinas pelo método de Rietveld. As medidas e os resultados de análises quantitativas de fases, empregando os dispositivos desenvolvidos, foram comparados aos resultados das medidas realizadas em equipamentos de difração de raios X de outros laboratórios, com e sem o spinner. Os resultados demonstraram que, em 58,33% dos casos, o uso do spinner reduziu a dispersão dos valores de quantificação de fases.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis Desenvolvimento, construção e aplicação de acessórios para difratometria de raios X Development, construction and application of accessories for X-ray diffractometry 2019-12-04Luis Gallego MartinezEduardo Guy Perpétuo BockHoracio Marconi da Silva Matias Dantas LinharesGeraldo de Lima CarezzatoUniversidade de São PauloTecnologia NuclearUSPBR spinner spinner automatic sample-changer cimentos Portland difração de raios X orientação preferencial Portland cement preferred orientation trocador programável de amostras X-ray diffraction No presente trabalho, um conjunto de acessórios foi projetado e construído para ser usado em um difratômetro de raios X, modelo Ultima IV, Rigaku. Um dos dispositivos, conhecido como spinner, projetado para girar a amostra em torno do eixo normal de sua superfície durante a medição, permite reduzir a orientação preferencial dos cristalitos no material, que pode ocorrer durante a preparação da amostra. Outro dispositivo projetado e construído foi um trocador programável de amostras, acoplado ao spinner, permitindo que até cinco medidas sejam agendadas sequencialmente, sem a intervenção do operador. Os protótipos foram construídos com materiais e componentes eletrônicos de baixo custo e apresentam inovações como o acoplamento magnético, sem contato entre o motor de passo e os porta-amostras. Embora existam dispositivos similares produzidos pelo fabricante do equipamento como acessórios opcionais, o desenvolvimento de tecnologia e o treinamento técnico e profissional para o desenvolvimento de instrumentação científica automatizada, destaca a relevância do projeto. Para demonstrar a aplicabilidade desses acessórios e sua eficácia na redução dos efeitos de orientação preferencial, foram feitas medidas de difração de raios X, em diferentes difratômetros, em amostras de cimentos Portland, que são especialmente suscetíveis a esses efeitos, e foram realizadas quantificações de fases cristalinas pelo método de Rietveld. As medidas e os resultados de análises quantitativas de fases, empregando os dispositivos desenvolvidos, foram comparados aos resultados das medidas realizadas em equipamentos de difração de raios X de outros laboratórios, com e sem o spinner. Os resultados demonstraram que, em 58,33% dos casos, o uso do spinner reduziu a dispersão dos valores de quantificação de fases. In the present work, a set of accessories were designed and built in order to be used in an Ultima IV model Rigaku X-ray diffractometer. One of the devices, known as spinner, is intended to spin the sample around the normal axis to its surface during the measurement. This device allows reducing the preferred orientation of crystallites in the material that can occur during the sample preparation. Another device designed and built was a programble sample changer coupled to the spinner, allowing to schedule up to five samples measurements sequentially without operator intervention. The prototypes were built with low-cost materials and electronic components, and present innovations such as the non-contact magnetic coupling between the stepper motor and the sample holders. Although there are similar devices produced by the equipment manufacturer as optional accessories, the development of technology and the technical and professional training for the development of automated scientific instrumentation highlight the project relevance. To demonstrate the applicability of these accessories and their effectiveness in reduction or elimination of preferred orientation effects, in different diffractometers were performed X-ray diffraction measurements on Portland cements, which are especially susceptible to these effects, and were performed crystal phase quantifications by the Rietveld method. The measurements and results of quantitative phase analyses performed using the devices were compared to other measurements performed in X-ray diffraction equipment from other laboratories, with and without the use of spinner. Results demonstrated that the use of spinner reduced the dispersion of phase quantification values in 58.33% of cases. https://doi.org/10.11606/D.85.2019.tde-16092020-141451info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T19:08:02Zoai:teses.usp.br:tde-16092020-141451Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212020-09-22T15:01:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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