XXXVIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE PESQUISA OPERACIONAL
Pesquisa Operacional na Sociedade: Educação, Meio Ambiente e Desenvolvimento
12 a 15/09/06 Goiânia, GO
SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL PARA DETERMINAÇÃO DE
VALORES ÓTIMOS DE VARIÁVEIS DO PROCESSO DE SÍNTESE DE
DIAMANTES DO TIPO CARBONADO.
João José de Assis Rangel
Universidade Candido Mendes (UCAM-Campos - NPDI)
Rua Anita Peçanha, 100, Campos dos Goytacazes, RJ, Brasil,
Cep.: 28040-320. [email protected]
Guerold Sergueevitch Bobrovnitchii
Sérgio Neves Monteiro
Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF - CCT - LAMAV);
Av. Alberto Lamego, 2000, Campos dos Goitacazes, RJ, Brasil.
[email protected], [email protected]
RESUMO
Os diamantes sintéticos são materiais de elevada dureza e resistência mecânica, com ampla
aplicação industrial. Dentre os tipos de diamantes, encontra-se o diamante policristalino do tipo
Carbonado, que pode ser sintetizado diretamente a partir de um bloco de grafite. Ou seja, o processo
ocorre através da transformação direta do grafite em diamante no estado sólido. Neste trabalho está
sendo apresentado um estudo que relaciona a densidade do grafite com a voltagem elétrica aplicada
no aquecimento em função também do tempo de síntese. A análise foi feita a partir dos resultados
de diversas simulações computacionais comparadas com dados reais do processo típico industrial
para síntese do Carbonado. Os resultados permitiram identificar a influência da densidade do grafite
nos parâmetros do processo de síntese.
Foi demonstrado através de simulação computacional que existem valores precisos (ótimos)
para a densidade do grafite a ser utilizado na síntese. Os resultados das simulações computacionais
mostraram-se em concordância com os dados conhecidos da literatura sobre o assunto. Desta forma,
foi mostrado que existe uma relação bem determinada entre a densidade do grafite utilizado na
síntese e as características do Carbonado formado. Se não for obedecida a utilização do grafite
adequado, o diamante produzido estará fora dos padrões de comercialização do produto. Este
resultado foi constatado após a analise da taxa de transformação e do tempo do processo. Foi
verificado que após a variação da porosidade do grafite, houve alteração nos valores da taxa de
transformação e conseqüentemente no tempo de síntese. As alterações ocorridas implicaram
alterações nas características do diamante.
Palavras-chave: simulação, carbonado, diamante, grafite.
ABSTRACT
Synthetic diamonds are materials with the highest hardness and elevated mechanical strength that
allows for a broad industrial application. Among the several types of diamonds, the polycrystalline
Carbonado is a special one, which can be directly synthesized from bulky graphite. In other words,
the process occurs by direct solid state transformation of a graphite volume into diamond. In the
present work, it was demonstrated by computational simulation that there exist accurate (optimum)
values for the graphite density to be used in the synthesis. The results were obtained by comparing
XXXVIII SBPO
[ 2416 ]
XXXVIII SIMPÓSIO BRASILEIRO DE PESQUISA OPERACIONAL
Pesquisa Operacional na Sociedade: Educação, Meio Ambiente e Desenvolvimento
12 a 15/09/06 Goiânia, GO
the graphs associated with these computational simulations and typical electrical voltage values
applied for the heating and related processing times for production of Carbonado diamond.
Keywords: Carbonado, diamond, graphite. Main área: Simulation
XXXVIII SBPO
[ 2417 ]