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Microestrutura e propriedades magnéticas de ligas para ímãs nanocristalinos de Sm(CoFeCuZr)z para aplicações em altas temperaturas (2012)

  • Authors:
  • Autor USP: ROMERO, SERGIO ANTONIO - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PMT
  • Subjects: DISPOSITIVOS MAGNÉTICOS; TERRAS RARAS; LIGAS METÁLICAS (PROPRIEDADES MAGNÉTICAS); MATERIAIS MAGNÉTICOS
  • Language: Português
  • Abstract: O objetivo deste trabalho foi tentar correlacionar microestrutura e propriedades magnéticas de ímãs permanentes de alta energia do tipo Sm(CoFeCuZr)z para aplicações em temperaturas acima de 300°C. Avaliou-se a possibilidade de que o constituinte matriz da microestrutura dos ímãs para altas temperaturas fosse diferente do constituinte matriz dos ímãs convencionais. Com este propósito foram estudados três conjuntos de amostras: i) Dois ímãs comerciais para aplicações na temperatura ambiente, um da Electron Energy e outro da Vacuumschmelze. Eles foram caracterizados magneticamente e a sua microestrutura foi analisada por microscópio eletrônico de varredura dotado de análise química, com o objetivo de avaliar se os mesmos apresentavam dois microconstituintes presentes em algumas ligas de Sm(CoFeCuZr)z. ii) Uma liga comercial da Johnson Matthey (JM) que é utilizada para produzir ímãs permanentes de Sm(CoFeCuZr)z. Essa liga foi utilizada para o estudo e avaliação de ciclos térmicos como solubilização, tratamento isotérmico, rampa de resfriamento lento e tratamento térmico a 400°C, e o seu efeito nas propriedades magnéticas e na micro e nano estruturas. iii) Duas séries de ligas com seis amostras cada série produzidas em forno a arco voltaico no LMM-IFUSP, com o propósito de estudar o efeito do teor de cobre e samário nas propriedades magnéticas, na microestrutura e na nanoestrutura dessas ligas. A caracterização magnética em campo de 9T permitiu determinar a polarização máxima e o campo coercivo das amostras. A caracterização magnética em campos de até 2T permitiu determinar o campo coercivo e a polarização remanente das amostras em temperaturas na faixa de 200 a 500°C. Três ligas resultaram em campo coercivo Hci > 398kA/m (Hci > 5kOe) a 450°C, que segundo a literatura, podem ser utilizadas em aplicações em temperaturas elevadas.Uma caracterização detalhada da microestrutura e da composição química foi feita utilizando-se Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com análise química de praticamente todas as amostras. No diagrama de fases pseudo-ternário foi possível definir o campo de fases das composições 2:17R com baixo e alto Sm. As amostras da liga comercial JM e três das doze ligas produzidas em forno a arco voltaico apresentaram os microconstituintes claro e escuro e estes parecem não afetar as propriedades magnéticas das amostras. Foi observado que com o aumento do teor de Sm na liga a polarização máxima diminui. A polarização máxima Jmáx também diminui com o aumento do teor de Cu na liga, porém de forma menos acentuada. Foi possível observar a estrutura nanométrica, bem como a presença e a formação das nanocélulas nessas ligas nanocristalinas com elétrons secundários via microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo MEV/FEG, que é um diferencial neste trabalho uma vez que essas análises são típicas em microscopia eletrônica de transmissão. Verificou-se que as nanocélulas são observáveis com FEG em amostras cuja coercividade são superiores a 159 kA/m (2kOe). Foi possível aplicar o modelo de Stoner-Wohlfarth modificado por Callen Liu e Cullen à curva de histerese para determinar o campo de anisotropia magnetocristalina, a magnetização de saturação e o coeficiente de interação de campo médio 1/d. A difração de Raios-X aliada ao refinamento Rietveld permitiram determinar as fases formadas em altas temperaturas após o tratamento de homogeneização a 1175°C/4h. Verificou-se que há a formação de duas fases romboédricas, uma rica em cobre e a outra rica em ferro. Este dado é inédito na literatura.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 07.12.2012
  • Acesso à fonte
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    • ABNT

      ROMERO, Sérgio Antônio; LANDGRAF, Fernando José Gomes. Microestrutura e propriedades magnéticas de ligas para ímãs nanocristalinos de Sm(CoFeCuZr)z para aplicações em altas temperaturas. 2012.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-19072013-162250/pt-br.php >.
    • APA

      Romero, S. A., & Landgraf, F. J. G. (2012). Microestrutura e propriedades magnéticas de ligas para ímãs nanocristalinos de Sm(CoFeCuZr)z para aplicações em altas temperaturas. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-19072013-162250/pt-br.php
    • NLM

      Romero SA, Landgraf FJG. Microestrutura e propriedades magnéticas de ligas para ímãs nanocristalinos de Sm(CoFeCuZr)z para aplicações em altas temperaturas [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-19072013-162250/pt-br.php
    • Vancouver

      Romero SA, Landgraf FJG. Microestrutura e propriedades magnéticas de ligas para ímãs nanocristalinos de Sm(CoFeCuZr)z para aplicações em altas temperaturas [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-19072013-162250/pt-br.php


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