Lucas Barboza Sarno da Silva.

CNPq Ch. N 23/2022 - Linha 5: Diversificação dos usos e aplicações em ligas especiais de nióbio metálico em materiais de alto desempenho, como supercondutores, aceleradores de partículas, aparelhos de ressonância magnética, entre outros.Materiais supercondutores comerciais, como ligas de NbTi, são utilizados em diversos componentes avançados diretamente relacionados às áreas médica, energia, transporte e física de altas energias. Neste contexto, o Brasil detém as maiores reservas mundiais de Nióbio, a principal matéria-prima para a produção de supercondutores de baixa temperatura; domina o ciclo metalúrgico para obtenção de material de alta pureza, porém não tem estrutura técnico-cientifica para a produção em larga escala de fios supercondutores. Desta forma, o objetivo deste projeto é o desenvolvimento de uma rota metalúrgica para a fabricação em escala laboratorial de fios supercondutores da liga Nb-46,5Ti. O presente projeto será dividido em cinco etapas, de forma que inicialmente serão caracterizados fios supercondutores comerciais, posteriormente a liga será produzida em escala reduzida através de fusão a arco elétrico e fusão por feixe de elétrons seguido de tratamentos térmicos. A fabricação de monofilamentos embutidos em Cu OFHC será feita com foco na definição dos principais parâmetros termomecânicos para a fabricação dos fios e, após este processo, serão fabricados multifilamentos através de processos sucessivos de reembutimento, trefilação e tratamentos térmicos. Ao final, espera-se conseguir caracterizar as propriedades supercondutoras dos fios produzidos e fazer comparação com os fios supercondutores comerciais. Neste projeto serão utilizadas técnicas avançadas, envolvendo principalmente microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET), determinação do teor de impurezas (O, N e H), bem como definição dos principais parâmetros supercondutores, como a densidade de corrente crítica, campo magnético crítico e temperatura crítica. Este desenvolvimento visa fortalecer a indústria nacional quanto à rota de fabricação de fios supercondutores a base de Nióbio e está diretamente associada a aspectos inovativos, incluindo um grande potencial na geração de valor econômico e social.

Nos últimos anos houve um avanço significativo no entendimento e na aplicação dos supercondutores de MgB2. O Grupo de Supercondutividade da Escola de Engenharia de Lorena vem desenvolvendo trabalhos importantes no aprimoramento desses supercondutores. Foi observado que a adição de outros diboretos metálicos ao MgB2, com a mesma estrutura cristalina que o MgB2, é capaz de alterar as propriedades intrínsecas e extrínsecas do material, através de dopagem e/ou introdução de defeitos na matriz. O diboreto metálico VB2 se mostrou eficiente no aprisionamento das linhas de fluxo magnético, apresentando um significativo aumento na capacidade de transporte de corrente elétrica em toda a faixa de campo magnético. Além disso, trabalhos prévios do mesmo grupo de pesquisa mostraram que o desenvolvimento de fios multifilamentares de MgB2 é algo possível. O presente projeto de pesquisa propõe a utilização de outros diboretos metálicos imiscíveis ao MgB2, assim como o VB2, para a geração de defeitos estruturais nanométricos na matriz supercondutora de MgB2, atuando no aprisionamento de fluxo magnético, com o objetivo de melhorar efetivamente as propriedades de transporte do material. Os diboretos a serem utilizados serão o NbB2 e o TiB2, que possuem a particularidade de também serem supercondutores. O processo de produção desses bulks supercondutores será o mesmo utilizado em trabalhos já otimizados, usando moagem de alta energia em atmosfera controlada, compactação isostática a frio e tratamento térmico sob alta pressão. Com o resultado otimizado na preparação do MgB2, será projetado e desenvolvido um fio supercondutor multifilamentar de MgB2 de alta capacidade de transporte de corrente elétrica.

Desenvolvimento de protótipos educacionais para o ensino de física, com o
objetivo de despertar o interesse dos estudantes pela ciência e tecnologia. O grupo de
pesquisa e desenvolvimento atuará no desenvolvimento de protótipos educacionais
inovadores para o ensino dos princípios da física.
O conceito prático visa o desenvolvimento e aplicação de projetos por partes dos
alunos de engenharia, utilizando conceitos de desenho técnico, física, matemática,
linguagens de programação, e metodologia da pesquisa científica, com o objetivo de
realizar a construção de protótipos funcionais que se apliquem estes conhecimentos,
com o objetivo de apoiar o ensino de física.

Participação e apresentação de trabalho em conferência científica internacional.

Projeto utilizando as instalções de microscopia eletrônica de transmissão (TEM-MSC) e para preparação de amostras, do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

Projeto utilizando as instalções de microscopia eletrônica de transmissão (TEM-MSC) e de varredura (FEG-SEM), e para preparação de amostras, do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

Projeto desenvolvido utilizando as instalções de microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (SEM-FEG), do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS)