Desenvolvimento de vidro cristal de nióbio guiado por inteligência artificial

dc.contributor.advisor-co1Santos, Gisele Guimarães dos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0761705816463042por
dc.contributor.advisor1Zanotto, Edgar Dutra
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1055167132036400por
dc.contributor.authorSouza, Maurício Lima
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/1221235483356841por
dc.date.accessioned2024-07-16T19:10:48Z
dc.date.available2024-07-16T19:10:48Z
dc.date.issued2022-05-27
dc.description.abstractUtensils containing lead have been used for centuries, but the need to reduce exposure to this metal has encouraged the search for lead-free materials. Artificial neural networks (ANN) were used in this work as a tool in the development of new crystal glasses containing niobium instead of lead. Fixing certain parameters, such as refractive index, nd (≥ 1.55), glass transition temperature, Tg (≤ 570 °C), Abbe number, d (≤ 47), and the amount of the network-forming oxide SiO2 (≥ 60 mol%), tens of possible compositions were obtained. The most viable (eight, in total) were selected for synthesis and characterization. The glasses were prepared by melting the reagent mixtures (~ 1500 °C), and the refractive indices, glass transition temperature, chemical durability, and microhardness Vickers were estimated and compared to the values of a commercial lead-free crystal glass. The d values were only predicted established by the ANN. The values of nd and Tg predicted by the ANN were satisfactorily consistent with the experimental values measured. Among the prepared glasses, five presented values to nd similar or superior to the commercial sample and four of these presented Tg’s values just slightly higher than the commercial sample. All these glasses had a high degree of transparency and absence of color, with refractive indices between 1.558 and 1.634, glass transition temperature between 522 and 650 °C, and predicted Abbe number values between 40.9 and 54.4, low chemical solubility, and microhardness equivalent to the commercial sample.eng
dc.description.resumoUtensílios contendo chumbo em sua composição vêm sendo utilizados há séculos, mas a necessidade de reduzir a exposição a esse metal tem incentivado a busca por novos materiais livres deste. Redes neurais artificiais (RNA) auxiliadas pelo uso de algoritmos genéticos (AG) foram utilizadas neste trabalho como ferramenta no desenvolvimento de novas composições de vidros cristais contendo nióbio no lugar de chumbo. Fixando parâmetros, tais como índice de refração, nd (≥ 1,55), temperatura de transição vítrea, Tg (≤ 570 °C), número de Abbe, d (≤ 47) e a quantidade do óxido formador de rede SiO2 (≥ 60 mol%), obtivemos dezenas de possíveis composições. As mais viáveis (oito, no total) foram selecionadas para síntese e caracterização. Os vidros foram preparados por fusão dos reagentes (~ 1500 °C) e os índices de refração, temperatura de transição vítrea, solubilidade química e microdureza (Vickers) foram medidos e comparados aos valores de um vidro cristal livre de chumbo comercial. Os valores de d foram apenas estimados (preditos) utilizando RNA. Os valores de nd e Tg preditos pela RNA foram satisfatoriamente condizentes com os valores determinados experimentalmente. Dentre os vidros preparados, cinco apresentaram valores de nd semelhantes ou superiores à amostra comercial e destes, quatro apresentam Tg’s equivalentes ao valor medido para a amostra comercial, embora ligeiramente superiores. Estes vidros apresentaram alto grau de transparência e ausência de cor, com índices de refração entre 1,558 e 1,634, temperatura de transição vítrea entre 522 e 650 °C, valores preditos de número de Abbe entre 40,9 e 54,4, baixa solubilidade química, e microdurezas equivalentes à da amostra comercial.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipId88887.494636/2020-00por
dc.identifier.citationSOUZA, Maurício Lima. Desenvolvimento de vidro cristal de nióbio guiado por inteligência artificial. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20020.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/20020
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectVidro cristal livre de chumbopor
dc.subjectInteligência artificialpor
dc.subjectMachine learningeng
dc.subjectNióbiopor
dc.subjectLead-free crystal glasseng
dc.subjectArtificial intelligenceeng
dc.subjectNiobiumeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApor
dc.titleDesenvolvimento de vidro cristal de nióbio guiado por inteligência artificialpor
dc.title.alternativeDevelopment of niobium crystal glass guided by artificial intelligenceeng
dc.typeDissertaçãopor

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