Caracterização de materiais sólidos por ultrassom

Resumo

Este projeto de pesquisa visa desenvolver técnicas de medição por ultrassom que possibilitem caracterizar materiais sólidos (piezelétricos e não piezelétricos). O conhecimento das propriedades de tais materiais é fundamental para a modelagem de transdutores ultrassônicos, que vêm sendo desenvolvidos pelo Laboratório de Ultrassom da Escola Politécnica da USP. Além disso, a medição precisa das propriedades de materiais anisotrópicos é importante em aplicações na indústria aeronáutica e naval. Serão desenvolvidas novas metodologias para determinar as propriedades complexas de cerâmicas piezelétricas com geometrias circulares e anelares. Também será feito um estudo da variação das propriedades piezelétricas, dielétricas e elásticas desses materiais com a temperatura. Com relação à caracterização de materiais não piezelétricos, serão implementadas técnicas e montagens experimentais que permitam a medição das constantes elásticas de materiais isotrópicos (metais, plásticos e polímeros) e anisotrópicos (fibras de vidro/carbono) com um melhor controle de temperatura. Após a caracterização dos materiais constituintes do transdutor, será realizada a simulação dos modelos (cerâmica piezelétrica, cerâmica colada na chapa/disco, transdutores ultrassônicos). Para validação dos métodos de determinação das propriedades piezelétricas e não piezelétricas, serão comparados os resultados teóricos (método dos elementos finitos - 2D e 3D) e experimentais (interferômetro, impedância elétrica) da vibração das cerâmicas piezelétricas, dos transdutores piezelétricos e da propagação de ondas elásticas em chapas ou discos metálicos. (AU)