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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/22227
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Campo DCValorIdioma
dc.creatorBonotto, Edison Luiz-
dc.date.accessioned2022-02-25T18:27:33Z-
dc.date.available2021-09-10-
dc.date.available2022-02-25T18:27:33Z-
dc.date.issued2021-08-10-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/22227-
dc.description.abstractThe development of functional materials with specific properties is intrinsically dependent on microstructural characteristics. Especially with the increase in the production of materials that use nanotechnology, where the effects of interface, distribution and phase composition on properties are striking, the precise and fast analysis of materials on a microscopic scale becomes imperative in the development process. In this sense, the analysis of microscopic images requires methods that incorporate computational tools that minimize subjective interpretations due to the complexity of the images and, at the same time, the high number of data generated. Although there are several computer programs available for image analysis, there are subtlety of microstructural analysis that are deeply connected with the nature of the materials, so that the image analysis response can incorporate chemical information, such as phase composition. . In fact, considering the scope of the literature review of this work, no computer program automatically addresses the chemical nuances referred to a priori. The thesis defended in this work is that it is possible to obtain automatic quantitative analyzes in polycrystalline materials from scanning electron microscopy images in backscattered mode. Therefore, a computational tool capable of quantitatively determining the degree of dispersion of the constituent phases as well as their compositions was developed. Therefore, an algorithm was developed that estimates the average gray tone of a phase based on the coefficient of retransmitted electrons and incorporated a clustering method using the K-Means optimization routine. Two particle scattering indicator algorithms based on entropy and co-occurrence were also incorporated. The validation of the routine was obtained from simulated images (benchmarks) with which the recovery of the values imposed on the images and other efficiency parameters of the automatic analysis process was verified. With the validation, the program was applied to the analysis of the phase distribution in polycrystalline rocks and in phase images present in a template sample, where its chemical composition is known a priori. The implemented algorithm for the identification of the gray level of the phases proved to be efficient and robust, estimating with good precision the expected average tone for each phase of the samples. The clustering method using the ZK-Means optimization routine presented excellent segmentation, recovering the values imposed on the simulated images in the analysis process. Particle dispersion indicator algorithms generated 2D and 3D graphics, which can be used to observe their relationship with material properties. The tools proved to be promising, and it was possible to verify their effectiveness in determining the phases and their distributions.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Jackson Nunes (jackson@biblioteca.ufpb.br) on 2022-02-25T16:47:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) EdisonLuizBonotto_Tese.pdf: 9761436 bytes, checksum: c251b696135af5e4a5cfb0bb9ff57434 (MD5)en
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Biblioteca Digital de Teses e Dissertações BDTD (bdtd@biblioteca.ufpb.br) on 2022-02-25T18:27:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) EdisonLuizBonotto_Tese.pdf: 9761436 bytes, checksum: c251b696135af5e4a5cfb0bb9ff57434 (MD5)en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2022-02-25T18:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 805 bytes, checksum: c4c98de35c20c53220c07884f4def27c (MD5) EdisonLuizBonotto_Tese.pdf: 9761436 bytes, checksum: c251b696135af5e4a5cfb0bb9ff57434 (MD5) Previous issue date: 2021-08-10en
dc.description.sponsorshipNenhumapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Paraíbapt_BR
dc.rightsAcesso abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectProcessamento de imagenspt_BR
dc.subjectClusterizaçãopt_BR
dc.subjectMicroestruturas de materiaispt_BR
dc.subjectMicroscopia eletrônica de varredurapt_BR
dc.subjectAnálise de texturapt_BR
dc.subjectMeta-heurísticaspt_BR
dc.subjectImage processingpt_BR
dc.subjectClusteringpt_BR
dc.subjectMaterials microstructurespt_BR
dc.subjectScanning electron microscopypt_BR
dc.subjectTexture analysispt_BR
dc.subjectMeta-heuristicspt_BR
dc.titleDesenvolvimento de algoritmos e ferramentas computacionais para suporte na caracterização microestrutural de materiais através de imagens de microscopia eletrônicapt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor1Lima Filho, Marçal Rosas Florentino-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2852416174296757pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1662991112153139pt_BR
dc.description.resumoO desenvolvimento de materiais funcionais com propriedades específicas depende intrinse camente de características microestruturais. Especialmente com o aumento na produção de materiais que utilizam nanotecnologia, onde efeitos de interface, de distribuição e de composição de fases nas propriedades são marcantes, a análise precisa e rápida de materiais em escala microscópica passa a ser imperativa no processo de desenvolvimento. Nesse sentido, a análise de imagens microscópicas necessita de métodos que incorporem ferra mentas computacionais que minimizem interpretações subjetivas devido à complexidade das imagens e, ao mesmo tempo, pelo elevado número de dados gerados. Apesar de haver vários programas computacionais disponíveis para análise de imagens, existem nuances da análise microestrutural que se conectam profundamente com a natureza dos materiais, de forma que a resposta da análise da imagem pode incorporar informações de natureza química, como por exemplo a composição da fase. De fato, considerando o alcance da revisão da literatura desse trabalho, nenhum programa computacional aborda, de forma automática, as nuances químicas referidas a priori. A tese defendida nesse trabalho é de que é possível obter análises automáticas quantitativas em materiais policristalinos a partir de imagens de microscopia eletrônica de varredura em modo retroespalhado. Portanto, desenvolveu-se uma ferramenta computacional capaz de determinar quantitativamente o grau de dispersão das fases constituintes bem como suas composições. Para tanto, foi desenvolvido um algoritmo que estima o tom de cinza médio de uma fase baseado no coefi ciente de elétrons retransmitidos e incorporado um método de clusterização, utilizando-se da rotina de otimização K-Means. Também foram incorporados dois algoritmos indicadores de dispersão de partículas, baseados em entropia e coocorrência. A validação da rotina foi obtida a partir de imagens simuladas (benchmarks) com as quais verificou-se a recuperação dos valores impostos às imagens e outros parâmetros de eficiência do processo automático da análise. Com a validação, o programa foi aplicado à análise da distribuição de fases em rochas policristalinas e em imagens de fases presentes em uma amostra gabarito, onde sua composição química é conhecida a priori. O algoritmo implementado para a identificação do nível de cinza das fases mostrou-se eficiente e robusto, estimando com boa precisão o tom médio esperado para cada fase das amostras. O método de clusterização utilizando a rotina de otimização ZK-Means apresentou ótima segmentação, recuperando os valores impostos às imagens simuladas no processo de análise. Os algoritmos indicadores de dispersão de partículas geraram gráficos 2D e 3D, os quais poderão ser utilizados para observar a relação destes com as propriedades dos materiais. As ferramentas mostraram-se promissoras, tendo sido possível verificar suas eficácias na determinação das fases e suas distribuições.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentEngenharia de Materiaispt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUFPBpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIASpt_BR
Aparece nas coleções:Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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