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Ttulo [PT]: Excitao ptica tipo degrau nas tcnicas fototrmicas : estudo de vidros pticos e de materiais para produo de energia
Autor(es): Francine Baesso Guimares Astrath
Palavras-chave [PT]:

Excitao top-hat. Tcnica fotoacstica com clula aberta (OPC). Lente trmica (LT). Espelho trmico (ET). leos combustveis. Camadas catalisadoras. Espectroscopia de deflexo fototrmica (PDS).
Titulao: Doutor em Fsica
Banca:
Mauro Luciano Baesso [Orientador] - UEM
Carlos Jacinto da Silva - UFAL
Joo Carlos Silos Moraes - UNESP
Jurandir Hillmann Rohing - UEM
Lus Carlos Malacarne - UEM
Resumo:
Resumo: Neste trabalho, quatro tcnicas fototrmicas, Espectroscopia de Lente Trmica (LT), Espectroscopia de Espelho Trmico (ET), Deflexo Fototrmica (PDS) e Fotoacstica com clula aberta (OPC), foram empregadas na caracterizao de diversos materiais utilizando-se feixes de excitao com perfil de intensidade tipo degrau. Os experimentos foram realizados em vidros pticos e em materiais utilizados na produo de energia. Os modelos tericos para este tipo de excitao foram desenvolvidos para as tcnicas de LT e de ET. Medidas nas amostras de vidros transparentes foram feitas com as tcnicas de LT e de ET realizadas numa mesma montagem experimental. Os resultados mostraram que vivel utilizar lasers no gaussianos de menor custo para medidas com estas tcnicas. Da mesma forma, foi demonstrado que a tcnica de ET com excitao tipo degrau pode ser empregada para o estudo de materiais opacos. As medidas foram feitas em placas de grafite cristalino e amorfo, as quais so utilizadas na construo de clulas de hidrognio combustvel. A viabilidade da tcnica de lente trmica com excitao tipo degrau para o estudo de lquidos foi testada em amostras de leo diesel derivadas de petrleo extrado de poos com grande quantidade de areia. Os resultados obtidos com os dois tipos de excitao, degrau e gaussiano, foram concordantes, e os valores da difusividade trmica e da variao do ndice de refrao com a temperatura (dn/dT) medidos foram correlacionados com o nmero de cetanos e com o contedo monocclico aromticos das amostras de combustveis. Foram feitas ainda medidas em um sistema de duas camadas, chamadas de camadas catalisadoras, utilizando as tcnicas fotoacstica com clula aberta e deflexo fototrmica. Essas camadas catalisadoras so tambm utilizadas na fabricao de clulas de hidrognio combustvel. Por fim, as tcnicas fototrmicas apresentadas nesse trabalho com utilizao de excitao do tipo degrau provaram ser aplicveis no estudo de diversos materiais, sugerindo que possam ser utilizadas com menor custo quando comparadas com sistemas que utilizam lasers com perfil de intensidade gaussiano.

Abstract: In this work, four photothermal techniques, the Thermal Lens Spectroscopy (TL), the Thermal Mirror Spectroscopy (TM), the Photothermal Deflection (PDS), and the Open Photoacoustic Cell (OPC) have been employed to characterize several materials under tophat laser excitation. The experiments were performed on optical materials used for energy production. The theoretical models for the tophat laser excitation were developed for the TL and TM methods. Measurements on transparent optical glasses were performed concurrently with the TL and the TM techniques. The results have showed the feasibility of using less expensive non-Gaussian profile lasers for these techniques. Indeed, it has been showed that the TM tophat excitation can be used to study opaque solid materials. The measurements were performed on crystalline and polycrystalline graphite plates, which are materials used in hydrogen fuel cells. The feasibility of the TL under tophat excitation for the study of liquids was tested on diesel fuels extracted from Canadian oil sands. The results under tophat and also under Gaussian excitations were in good agreement and the values obtained for the thermal diffusivity and the temperature coefficient of the refractive index (dn/dT) were correlated with the cetane number and the monocyclic aromatics contents of the fuels. In addition, the OPC and PDS were used to characterize catalyst layers. Catalyst layers are materials also used in hydrogen fuel cells. In summary, the photothermal techniques under tophat laser excitation presented in this work have been proven to be applicable in studying several different materials, suggesting their applicability in less expensive setups compared to the Gaussian excitation.
Data da defesa: 26/07/2011
Cdigo: vtls000195401
Informaes adicionais:
Idioma: Portugus
Data de Publicao: 2011
Local de Publicao: Maring, PR
Orientador: Prof. Dr. Mauro Luciano Baesso
Co-Orientador: Prof. Dr. Jun Shen, Prof. Dr. Nelson Guilherme Castelli Astrath
Instituio: Universidade Estadual de Maring. Programa de Ps-Graduao em Fsica
Nvel: Tese (doutorado em Fsica)/
UEM: Programa de Ps-Graduao em Fsica

Responsavel: inez
Categoria: Aplicao
Formato: Documento PDF
Arquivo: Francine Baesso Guimares Astrath 2011.pdf
Tamanho: 1913 Kb (1959163 bytes)
Criado: 09-04-2012 11:05
Atualizado: 09-04-2012 12:01
Visitas: 1133
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