Title

FORNO DE INDUÇÃO A VÁCUO PARA MATERIAIS APLICADOS EM ACELERADORES DE PARTÍCULAS

VACUUM INDUCTION FURNACE FOR MATERIALS USED IN PARTICLE ACCELERATORS

Authorship

PEREIRA, VICTOR FERRINHO; KAKIZAKI, DANIEL YUKIO; PEREIRA, VICTOR FERRINHO; FERREIRA, TALES; JANES, DANILO BIAZON; BAGNATO, OSMAR ROBERTO; DEFAVARI, RAFAEL; PEREIRA, VÍCTOR FERRINHO

PEREIRA, VICTOR FERRINHO

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KAKIZAKI, DANIEL YUKIO

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FERREIRA, TALES

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JANES, DANILO BIAZON

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BAGNATO, OSMAR ROBERTO

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DEFAVARI, RAFAEL

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PEREIRA, VÍCTOR FERRINHO

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DOI

10.5151/2594-5327-41124

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Abstract

OS ACELERADORES DE PARTíCULAS DEMANDAM MATERIAIS AVANçADOS PARA APLICAçõES COMO SENSORES E BOBINAS MAGNéTICAS. A PRODUçãO DESSES MATERIAIS FREQUENTEMENTE REQUER O USO DE FORNOS à VáCUO QUE ATENDAM A REQUISITOS ESPECíFICOS DE PROCESSO. FRENTE A ISSO, FOI CONSTRUíDO, NESTE TRABALHO, UM FORNO DE INDUçãO A VáCUO CAPAZ DE ATINGIR TEMPERATURAS PRóXIMAS A 2000 °C, COM TAXAS DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO SUPERIORES àS DOS FORNOS CONVENCIONAIS. PARA ISSO, FORAM ADAPTADOS SISTEMAS DE VáCUO, FONTE DE INDUçãO E SISTEMA DE RESFRIAMENTO, ALéM DE SIMULAçõES COMPUTACIONAIS PARA A CONSTRUçãO DO EQUIPAMENTO. PARA VALIDAçãO DO EQUIPAMENTO, FORAM SINTERIZADAS AMOSTRAS CERâMICAS DE YAG, UTILIZADAS EM DETECTORES DE RAIOS-X, E REALIZADOS TRATAMENTOS TéRMICOS EM LIGAS DE NBTI PARA APLICAçõES EM SUPERCONDUTIVIDADE. VERIFICOU-SE QUE TODOS OS REQUISITOS DE OPERAçãO, AVALIADOS NOS DIFERENTES MATERIAIS ESCOLHIDOS PARA A ETAPA DE VALIDAçãO, BEM COMO O FUNCIONAMENTO ADEQUADO DE TODOS OS SUBSISTEMAS DO FORNO FORAM SATISFATORIAMENTE ALCANçADOS. A CONSTRUçãO E VALIDAçãO DESTES TIPOS DE FORNOS NãO-CONVENCIONAIS ABRE NOVAS PERSPECTIVAS PARA O DESENVOLVIMENTO DE MATERIAIS COM APLICAçõES ESPECIAIS.

PARTICLE ACCELERATORS REQUIRE ADVANCED MATERIALS FOR APPLICATIONS SUCH AS SENSORS AND MAGNETIC COILS. THE PRODUCTION OF THESE MATERIALS OFTEN REQUIRES THE USE OF VACUUM FURNACES THAT MEET SPECIFIC PROCESS REQUIREMENTS. CONSIDERING THIS, IN THIS WORK WE BUILT A VACUUM INDUCTION FURNACE CAPABLE OF REACHING TEMPERATURES CLOSE TO 2000 °C, WITH HIGHER HEATING AND COOLING RATES THAN CONVENTIONAL FURNACES. TO DO THIS, VACUUM SYSTEMS, AN INDUCTION SOURCE AND A COOLING SYSTEM WERE ADAPTED, AS WELL AS COMPUTER SIMULATIONS TO BUILD THE EQUIPMENT. TO VALIDATE THE EQUIPMENT, YAG CERAMIC SAMPLES USED IN X-RAY DETECTORS WERE SINTERED AND HEAT TREATMENTS WERE CARRIED OUT ON NBTI ALLOYS FOR SUPERCONDUCTIVITY APPLICATIONS. IT WAS FOUND THAT ALL THE OPERATING REQUIREMENTS, ASSESSED ON THE DIFFERENT MATERIALS CHOSEN FOR THE VALIDATION STAGE, AS WELL AS THE PROPER FUNCTIONING OF ALL THE FURNACE SUBSYSTEMS WERE SATISFACTORILY ACHIEVED. THE CONSTRUCTION AND VALIDATION OF THESE TYPES OF NON-CONVENTIONAL FURNACES OPENS UP NEW PERSPECTIVES FOR THE DEVELOPMENT OF MATERIALS WITH SPECIAL APPLICATIONS.

Keywords

Forno à vácuo; Aquecimento por indução, YAG; Supercondutividade

Vacuum furnace; Induction heating, YAG; Superconductivity.