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Laboratório de Condições Termodinâmicas Extremas (LCTE)

O Laboratório de Condições Termodinâmicas Extremas (LCTE) é dedicado ao desenvolvimento de instrumentação científica e de suporte a experimentos nas linhas de luz do Sirius em que o ambiente de amostra envolva, principalmente, alta pressão, campo magnético e variação de temperatura. A infraestrutura do LCTE está dividida em cinco setores, onde cada laboratório é dedicado a uma condição de amostra diferente. Este conjunto de laboratórios está situado no eixo 44, ao longo da linha de luz EMA.

Visão geral dos laboratórios que compõem o LCTE.

CONTATO & EQUIPE

Coordenação: Danusa do Carmo
Tel.: +55 19 3518 3524
E-mail: danusa.carmo@lnls.br

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Instalações

Laboratórios de Altas Pressões

A aplicação de pressões no regime de MBar é feita através de células de bigorna de diamante, as DACs. Os laboratórios de altas pressões (HP1 e HP2 Lab) fornecem as condições necessárias para a preparação dessas células de pressão e para o carregamento desses dispositivos com as amostras a serem estudadas em experimentos nas linhas de luz. Para fazer essa preparação, os laboratórios de altas pressões contam com:

  • Microscópios de alta magnificação;
  • Laser drilling e um sistema de eletroerosão (EDM) para perfurar gaskets;
  • Micromanipulador para o carregamento e corte de amostras;
  • Glovebox para manipulação de amostras sensíveis ao ambiente;
  • Gasloading para o carregamento de meio de pressão hidrostático (Ne, Ar);
  • Sistema de ruby para leitura da pressão;
  • Wire bonder para a fixação de contatos elétricos;
  • Balança de precisão (0.0001g);
  • Estufa (130 oC);
  • Chapa aquecedora (300 oC);
  • Prensa hidráulica (12 ton);
  • Capela de exaustão;

Nestes dois laboratórios também são executados os desenvolvimentos em instrumentações para experimentos em condições fora do ambiente (alta pressão, campo magnético e temperatura criogênica). Essas instrumentações envolvem a fabricação de células de pressão e novos formatos de diamantes para a aplicação de pressão, a construção de bobinas para aplicação de campos magnéticos e o desenvolvimento de criostatos customizados para operarem nas linhas de luz em diferentes regimes de temperatura.

Laboratório de Materiais Nucleares

Experimentos com materiais contendo elementos nucleares requerem atenção especial devido as toxidades desses materiais. Para permitir uma manipulação segura e conciliar o uso de radionuclídeos em experimentos nas linhas de luz, está sendo planejado um laboratório de materiais nucleares. O ambiente desse laboratório possuirá pressão controlada e um sistema de ventilação isolado, além de acessos por antecâmaras com detectores de contaminantes radioativos. Este laboratório contará com:

  • Glovebox para manipulação segura das amostras nucleares;
  • Micromanipulador para o carregamento das amostras nas células de pressão sem contato direto;
  • Microscópios para ajustes das células de pressão;

Este laboratório irá trabalhar em conjunto com o grupo RAD, que cuidará da chegada das amostras ao laboratório, armazenamento, manipulação, experimento na linha de luz e descarte ou devolução da amostra para o usuário.

Laboratório de Ótica e Laser

O laboratório de ótica e laser é dedicado ao desenvolvimento de instrumentações de ótica visível para serem usados concomitantemente com experimentos nas linhas de luz, ou para caracterizações preliminares de amostras antes dos experimentos com raios X. Este laboratório irá contar um arranjo experimental composto de um espectrômetro Raman e um sistema de aquecimento controlado para experimentos em altas temperaturas (até 5000 K). Futuramente, pretende-se adquirir sistema de laser de alta potência (20 J) para a geração de ondas de choque, que podem atingir até 1000 GPa e 80000 K.

Laboratório de Carregamento Criogênico

A interação entre hidrogênio e elementos metálicos mediada por pressão tem sido alvo de grande interesse na comunidade científica. A compressão e a síntese desses hidretos metálicos são feitas usando células de bigorna de diamante. Para permitir os estudos de hidretos metálicos superdensos no Sirius, estamos construindo um sistema de carregamento criogênico de hidrogênio (H2) em células de pressão. Essa estação experimental (cryoloading) será composta por:

  • Criostato para refrigeração da célula durante o carregamento;
  • Gearbox para rotação dos parafusos e aplicação da pressão na célula;
  • Sistema de ruby para medir a pressão;

Por motivos de segurança, o sistema de carregamento criogênico será alocado em um laboratório externo ao prédio do Sirius. Esse equipamento foi financiado com recursos do Instituto Serrapilheira (FUNARBE processo 1709-17301).

Estação de carregamento de hidrogênio em alta pressão.

Equipamentos multiusuários financiados pela Fapesp

  • Sistema de carregamento de gás (2014/05480-3)
  • Micromanipulador automatizado (2014/05480-3)
  • Glovebox com luneta estereoscópica (2014/05480-3)
  • Criostato de fluxo de He4 (2014/05480-3)
  • Criostato de vaporização de He4 (2018/19497-6)
  • Estereomicroscópio motorizado (2018/19497-6)
  • Sistema para contatos elétricos Wire Bonder (2018/19497-6)