Banca de DEFESA: EDISON LUIZ BONOTTO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: EDISON LUIZ BONOTTO
DATA: 10/08/2021
HORA: 09:00
LOCAL: Sala Virtual
TÍTULO: Desenvolvimento de Algoritmos e Ferramentas Computacionais para Suporte na Caracterização Microestrutural de Materiais através de Imagens de Microscopia Eletrônica
PALAVRAS-CHAVES: Processamento de Imagens, Clusterização, Microestruturas de Materiais, Microscopia Eletrônica de Varredura, Análise de Textura, Meta-heurísticas.
PÁGINAS: 125
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
SUBÁREA: Materiais Não-Metálicos
ESPECIALIDADE: Cerâmicos
RESUMO: O 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 a 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: 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 as imagens e outros parâmetros de eficiência do processo automático da análise. Com a validação, o programa foi aplicado a 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 as 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.
MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1160815 - MARCAL ROSAS F LIMA FILHO
Interno - 1666290 - RENATE MARIA RAMOS WELLEN
Externo ao Programa - 1175878 - LUCIDIO DOS ANJOS FORMIGA CABRAL
Externo ao Programa - 3581068 - SANDRO MARDEN TORRES
Externo à Instituição - YURI LAIO TEIXEIRA VERAS SILVA