Desenvolvimento de métodos visando à determinação de elementos de matriz e elementos traços em ligas (Nd,Pr)-Fe-B por técnicas espectrométricas (2025)
- Authors:
- Autor USP: ELIAS, ALINE DE CARVALHO - IQ
- Unidade: IQ
- DOI: 10.11606/T.46.2025.tde-13062025-102740
- Subjects: TERRAS RARAS; ELEMENTOS QUÍMICOS; INSTRUMENTO DE MEDIDA; ESPECTROSCOPIA DE MASSA
- Keywords: (Nd,Pr)-Fe-B; Calibração externa; Calibração multi-energia; Calibração por razão das inclinações; Elementos Terras Raras; External calibration; ICP-MS; ICP-MS e (Nd,Pr)- FeB; LIBS; LIBS; Multi-energy calibration; Rare earth elements; Slope ratio calibration; WD XRF; WDXRF
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O Brasil possui a terceira maior reserva mundial de elementos terras raras (ETRs), mas ainda não domina a cadeia produtiva que agrega valor a esses elementos e tem investido para avançar nessa nova era tecnológica. Um dos projetos é a fabricação de ímãs permanentes de (Nd,Pr)-FeB, produto de alto valor comercial por possuir magnetismo elevado, mas condições no processo precisam ser consideradas para garantir a eficiência do produto. Destacam-se o monitoramento de contaminantes advindos da matéria prima ou até mesmo do processo de fabricação e o controle dos teores de elementos terras raras majoritários (Nd e Pr) na amostra. O objetivo desse trabalho é o desenvolvimento de métodos para o controle de uma das etapas do processo: a produção das ligas de (Nd,Pr)-Fe-B. Com isso, foi dividido em duas partes: (i) determinação de elementos terras raras na matriz (Nd e Pr) por espectrometria de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) e fluorescência de raio-X por dispersão de comprimento de onda (WDXRF) e (ii) determinação de elementos traços (Al, As, Ce, Co, Cu, Er, Eu, Ga, Ho, Nb, Sm, Tb, e Tm e Y) por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Na primeira parte é proposto um novo método analítico para determinação de Nd e Pr em ligas (Nd-Pr)-Fe-B após pré-tratamento de fusão de amostra. Os parâmetros instrumentais em LIBS foram otimizados visando maior sensibilidade (tempo de atraso = 0,50 µs, energia de pulso = 20 mJ, número de pulsos de laser = 401 e diâmetro de focalização = 65 µm) e o desempenho em três diferentes abordagens: calibração externa (CE), calibração multienergia (MEC) e calibração pela razão das inclinações (SRC) foi avaliado.CE foi construída em padrões enriquecidos com quantidades crescentes de Nd₂O₃ em Al₂O₃ e forneceu resultados exatos (erros relativos < 20%), enquanto a exatidão por MEC foi prejudicada (erros relativos > 57%), devido ao alto teor de Nd contido na câmara de ablação de emissão. SRC se destacou devido à calibração com um único padrão e resultados precisos, conforme demonstrado pela concordância com valores de referência em nível de confiança de 95% e erros relativos < 3%. Em WD XRF, as medições foram realizadas em atmosfera de vácuo com exposição de 30s. MEC apresentou resultados melhores (erros relativos < 10%) quando comparado com a CE (erros relativos < 20%). Para a determinação de elementos em níveis traços, a (ICP-MS) destacou-se pela sensibilidade e qualidade analítica com LODs < 0,002 µg. L-¹. Contudo, por causa da alta concentração de Nd e Pr na amostra foi necessário a utilização do modo MS/MS com O2 para superar interferências de dupla carga de ¹⁵⁰Nd na determinação de ⁷⁵As e para interferentes poliatômicos para ¹⁵⁹Tb e ¹⁶⁹Tm. Para os outros elementos, a célula de colisão e reação foi efetiva para resolução de interferentes espectrais e obteve recuperação maior que 70 %.
- Imprenta:
- Data da defesa: 28.03.2025
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo NÃO é de acesso aberto
-
ABNT
ELIAS, Aline de Carvalho. Desenvolvimento de métodos visando à determinação de elementos de matriz e elementos traços em ligas (Nd,Pr)-Fe-B por técnicas espectrométricas. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-13062025-102740/. Acesso em: 28 fev. 2026. -
APA
Elias, A. de C. (2025). Desenvolvimento de métodos visando à determinação de elementos de matriz e elementos traços em ligas (Nd,Pr)-Fe-B por técnicas espectrométricas (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-13062025-102740/ -
NLM
Elias A de C. Desenvolvimento de métodos visando à determinação de elementos de matriz e elementos traços em ligas (Nd,Pr)-Fe-B por técnicas espectrométricas [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-13062025-102740/ -
Vancouver
Elias A de C. Desenvolvimento de métodos visando à determinação de elementos de matriz e elementos traços em ligas (Nd,Pr)-Fe-B por técnicas espectrométricas [Internet]. 2025 ;[citado 2026 fev. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-13062025-102740/ - Feasibility of laser-induced breakdown spectrometry for determination of neodymium in magnet alloys
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.46.2025.tde-13062025-102740 (Fonte: oaDOI API)
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