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Desenvolvimento de câmaras de ultra vácuo em alumínio para elementos ópticos das linhas de luz do Sirius. (Sirius 2 rodada)

Processo: 16/50041-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de junho de 2018 - 31 de maio de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
Convênio/Acordo: FINEP - PIPE/PAPPE Subvenção
Colaborou com o Tema: Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS)
Pesquisador responsável:Artur Domingues Tavares de Sá
Beneficiário:Artur Domingues Tavares de Sá
Empresa:FCA Brasil Indústria, Comércio e Usinagem de Peças Ltda. EPP
Município: Campinas
Assunto(s):Soldagem  Alumínio  Ultra-alto vácuo  Projeto Sirius 

Resumo

O desenvolvimento e construção do Sirius irá alavancar a qualidade e as possibilidades de pesquisa com luz sincrotron no Brasil. Todo o processo de produção da radiação sincrotron como boa parte dos experimentos com ela realizados, ocorrem em regime de ultra alto vácuo (UHV). Até então, a maioria das câmaras de UHV são produzidas em aço inoxidável, e a FCA Brasil tem todo o know-how necessário e fabrica tais câmaras. Entretanto, à luz do conhecimento moderno, observamos que em vários aspectos o aço inox não é a melhor opção. Frente ao aço inox temos o alumínio, que dentre outras características apresenta uma taxa de degaseificação uma ordem de grandeza inferior à do aço inox. Além disso o alumínio ainda possui permeabilidade ao hidrogênio bem inferior ao aço inox, não é magnético, tem condutividade térmica dez vezes superior, é mais leve e pode ser usinado até dez vezes mais rapidamente. Essas duas últimas características, juntamente com o custo mais baixo de matéria prima, reduzem ainda mais o custo de produção e transporte de câmaras de UHV que forem produzidas em alumínio. Outras vantagens ainda poderiam ser apresentadas como por exemplo para o caso dos elementos ópticos: A redução do tamanho do feixe do Sirius em comparação com o LNLS, implicará em uma redução no tamanho dos elementos ópticos, que aliada ao menor peso das câmaras de alumínio, permitirá a colocação dos sistemas de posicionamento dos elementos óticos do lado de fora das câmaras, simplificando a manutenção dos mesmos. É por esses, dentre outros motivos, que nos propomos a desenvolver câmaras de UHV em alumínio para elementos ópticos do Sirius. Os desafios que se apresentam diante de nós consistem essencialmente da qualidade das soldas necessárias para se atingir UHV e a compatibilização das conexões destas câmaras com o resto do sistema. Para vencer os dois desafios promoveremos estudos sistemáticos de solda TIG (Tungsten Inert Gas) em alumínio e da solda por difusão entre alumínio e aço inoxidável para o desenvolvimento de flanges bi-metálicas. Alcançados os objetivos a FCA Brasil além de ser a empresa brasileira pioneira no fornecimento de câmaras de UHV em aço inoxidável, passará também a confeccionar câmaras de UHV em alumínio, contribuindo para a autonomia cientifica e tecnológica do país no segmento e viabilizando que a indústria nacional entre nesse mercado atualmente explorado por poucas industriais internacionais. (AU)