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Influência da substituição de Ga por Sn nas propriedades magneto-estruturais da liga Heusler Ni2MnGa.

MEZA, E. E. L. 09 March 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6052_.pdf: 2690443 bytes, checksum: 3ac7da0d9128ff302f648d33f71ea02c (MD5) Previous issue date: 2012-03-09 / Investigamos, neste trabalho, propriedades magneto-estruturais das ligas tipo Heusler Ni50Mn25Ga25&#8722;XSnX com X = (0; 1,25; 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5;25), objetivando entender a origem da transformação estrutural martensítica que está presente no composto ordenado Ni50Mn25Ga25, mas ausente na liga Heusler ordenada Ni50Mn25Sn25. Para tal estudo, caracterizamos estruturalmente as ligas preparadas por fusão a arco voltaico e tratadas termicamente, por difração de raios-X, e determinamos as propriedades magnéticas usando medidas de magnetização DC em função do campo aplicado [M(H)] e da temperatura [M(T)] num intervalo de 50 K e 400 K. Após análise de Rietveld, verificamos que todas as amostras preparadas possuem somente uma fase com estrutura cristalina cúbica tipo L21 à temperatura ambiente. O parâmetro de rede desta fase aumenta com o aumento da concentração de Sn no sistema, criando assim pressão química nos compostos ricos em Ga. Ainda das medidas de difração de raios-X, constatamos que as ligas estudadas possuem um alto ordenamento atômico, já que o parâmetro-S, que mede esta característica nos sistemas Heusler, tem valor próximo da unidade (0,9 < S < 1,1). Curvas M(H) exibem um comportamento ferromagnético, mas não saturam em 300 K para campos máximos de 3 T. Esta observação pode sugerir a presença, por exemplo, de interação antiferromagnéticas entres alguns dos átomos de Mn devido a regiões com desordem química, já que S não é exatamente igual a 1 (100% ordenadas) nas amostras. Adicionalmente, as magnetizações máximas, definidas para um campo de 3 T, apresentam inicialmente uma tendência de aumento e depois uma redução gradual (curva tipo pico) com a diminuição da concentração de elétrons de valência Resumo IV por átomo (e/a). Comportamento similar ao da magnetização máxima em função de (e/a), observamos também para a temperatura de transição para-ferromagnética (TC = temperatura de Curie) da fase tipo L21, indicando que a quantidade (e/a) aparentemente tem influência direta sobre as propriedades magnéticas das ligas tipo Heusler Ni50Mn25Ga25&#8722;XSnX. Por outro lado, verificamos, a partir de curvas M(T) obtidas nos protocolos Field-cooling (FC) e Field-Heating (FH), que a temperatura onde ocorre transformação martensítica (TM) se desloca para valores menores à medida que aumentamos a concentração de Sn e esta transformação estrutural, medida através das curvas M(T), não é observada para ligas com X > 2,5. Especificamente, para o composto Ni50Mn25Ga25, TM = 233 K, enquanto que para o composto Ni50Mn25Ga23;75Sn1;25 o valor de TM é de 114 K. Em geral, concluímos que TM não é governado pela grandeza (e/a) neste sistema, pois o aumento da razão (e/a) não provocou o aumento no valor de TM. Assim, inferimos que efeitos de pressão química, devido principalmente ao pequeno raio atômico dos átomos de Ga, parece governar a transformação estrutural nas ligas ricas em Ga. Finalmente, temos que ressaltar que nas ligas com transformação martensítica há uma histerese ferromagnética na fase austenítica L21 durante medidas de M(T) em processos de FC e FH, sugerindo que o arranjo atômico e os defeitos da estrutura tipo L21 das ligas pré-fabricadas não são completamente reversíveis durante os processos de resfriamento e aquecimento das amostras.
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Avaliação do diagrama de fases Ni-Al-Nb e obtenção da estrutura eutetica NiAl-NiAlNb

Garcia Urrutia Araujo, Fernando Luis 14 March 2002 (has links)
Orientador: Rubens Caram Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T03:27:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarciaUrrutiaAraujo_FernandoLuis_M.pdf: 12841097 bytes, checksum: 7616bc4cce13fb5a7d3b91a7272ba131 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A solidificação de uma liga eutética permite produzir duas ou mais fases sólidas, que crescem de forma cooperativa. Tal fato toma esse tipo de liga atraente na obtenção de compósitos do tipo in situo Um compósito in situ exibe propriedades distintas das propriedade das fases que o constituem, o que pode resultar em um material com características interessantes no tocante a propriedades mecânicas, elétricas, magnéticas ou ópticas. O objetivo do presente trabalho é avaliar ligas do sistema Ni-Al-Nb, contendo a estrutura eutética formadas pelas fases NiAl e NiAlNb. A primeira parte do presente estudo consistiu na obtenção das ligas no estado bruto de fusão, em atmosfera inerte, e sua respectiva caracterização por microscopia óptica, eletrônica de varredura, fluorescência de raios-X, análise térmica diferencial e difração de raios-X. Em seguida, ligas eutéticas desse sistema foram processadas pela técnica de solidificação direcional em fomo de aquecimento indutivo do tipo Bridgman. As amostras obtidas foram caracterizadas da mesma maneira elaborada com as amostras no estado bruto de fusão. Com o objetivo de avaliar a estabilidade da microestrutura em altas temperaturas, ligas solidificadas direcionalmente foram submetidas a tratamento térmico. Finalmente, amostras no estado bruto de fusão e solidificadas direcionalmente foram ensaiadas através de teste de microdureza Vickers. Os resultados obtidos permitiram compreender o modo de crescimento do eutético estudado, sua morfologia, seu comportamento em altas temperaturas e alguns aspectos preliminares de seu comportamento mecânico / Abstract: The solidification of an eutectic alloy results in two or more solid phases, which grow in cooperative form. Such phenomenon makes this type of alloy interesting for obtainment of in situ composites. An in situ composite shows different properties than the individual component phases, that can result in a material with interesting features with regards to mechanical, electric, magnetic or optical properties. The aim of the present work is to evaluate alloys in the Ni-Al-Nb system, containing the eutectic structure formed by NiAl and NiAlNb phases. The first part of the present study consisted of the obtainment of cast eutectic structure in an electric arc furnace under inert atmosphere, and their characterization by optical and electronic microscopy, thermal analysis technique, X-rays fluorescence and X-rays diffraction. After that, the eutectic alloys were processed by directional solidification in a Bridgman type inductive furnace. The directionally solidified samples were characterized in the same way as the cast samples. In addition, the high temperature stability of the directionally solidified samples was evaluated. Finally, cast and directionally solidified samples were evaluated through microhardeness Vickers testing. The results allowed to understand the NiAl-NiAlNb eutectic growth, its morphology, its behavior in high temperatures and some preliminary aspects of its mechanical properties / Mestrado / Materiais e Processos / Mestre em Engenharia Mecânica
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Contribuição ao estudo da microestrutura, comportamento mecanico e estrutura de defeitos cristalinos do composto intermetalico Nb2Al

Ferrandini, Peterson Luiz 09 December 2002 (has links)
Orientador : Rubens Caram Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T10:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrandini_PetersonLuiz_D.pdf: 26620588 bytes, checksum: 0fb622ecc0f6cf0621b690ee3ac863bb (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Os compostos intermetálicos podem exibir combinação interessante de características, o que os toma uma alternativa na obtenção de materiais estruturais para operação em altas temperaturas. Dentre tais compostos destaca-se o Nb2Al, também denominado de fase a. Tal composto exibe comportamento mecânico peculiar, envolvendo alta fragilidade à temperatura ambiente e resistência mecânica muito elevada em altas temperaturas. O presente trabalho objetivou estudar a microestrutura, o comportamento mecânico e a estrutura de defeitos cristalinos do Nb2Al. Inicialmente, ligas Nb-Al foram preparadas através de fusão a arco. Às ligas obtidas foram adicionados os elementos Ni, Si, Ti, Mo, V e Zr em quantidades variáveis. A análise microestrutural procurou estabelecer o efeito dessas adições na modificação da estrutura cristalina do Nb2Al, na formação de precipitados e no comportamento mecânico, quantificado através de ensaios de dureza, e tenacidade à fratura. Em seguida foi investigado o efeito da variação dos teores de Nb e Al na estrutura desse composto, avaliados através de ensaios de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Nessa etapa também procurou-se estabelecer o efeito da taxa de solidificação sobre a microestrutura. O comportamento mecânico do composto Nb2Al foi estudado através de medidas de dureza em altas temperaturas. A estrutura de defeitos cristalinos foi estudada por microscopia eletrônica de transmissão. Os resultados obtidos indicam que a adição de outros elementos ao Nb2Al não modificou sua estrutura cristalina ou seu comportamento mecânico, formando apenas precipitados, indicando alta estabilidade de seu arranjo atômico. O aumento da quantidade de alumínio nesse composto acarretou na modificação de seus parâmetros de rede. Constatou-se que o composto Nb2Al não apresenta transição frágil/dúctil entre a temperatura ambiente e 800 °C. Finalmente, a análise de sua estrutura cristalina revelou a presença de falhas de empilhamento e a ausência de discordâncias ou de sinais de sua movimentação, o que explicaria sua alta fragilidade / Abstract: The intermetallic compounds usually exhibit interesting features, which make them candidate materials to be used for the manufacturing of mechanical components to operate at high temperatures. An intermetallic compound which attracts attention for research is Nb2Al, also known as the (J phase. Such a compound presents a very particular mechanical behaviour, showing low fracture toughness at room temperature and remarkable strength at high temperatures. The purpose of this work was to study the microstructure, the mechanical behaviour and the crystalline defects structure of Nb2Al. Firstly, samples of Nb-Al alloys were arc melted. Afterwards Nb-Al alloys were alloyed with the following elements: Ni, Si, Ti, Mo, V and Zr, each one at several levels. The effects of these additions on the crystalline structure of Nb2Al, on the precipitation of other phases and on the mechanical properties were investigated. Mechanical properties were evaluated by means of hardness and fracture toughness tests. The influence of the variation of niobium and aluminium contents on the microstructure of this compound was evaluated utilizing X-ray diffraction and scanning electron microscopy. It was also investigated the effect of the heat extraction rate on the microstructure of the alloys. Vickers indentations were used to study the mechanical behaviour of the Nb2Al compound at high temperatures and a transmission electron microscopy study of the crystalline defects was also done. The results show that the alloying elements do not cause any change neither to the crystalline structure, nor to the mechanical behaviour of the Nb2Al. The only effect of the alloying elements was to form precipitates, which shows the remarkable stability of the structure. The increase of the aluminium content causes changes in the lattice parameters. It was verified that the Nb2Al compound does not show a brittle to ductile transition between room temperature and 800°C. Finally, the crystalline structure presents considerable amount of stacking faults as well as it was not found any sign of dislocations and dislocations motion, which explains the highly brittle behaviour of the material / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica
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Obtenção, crescimento direcional e caracterização das estruturas euteticas Al3Nb-Nb2Al e Al3Nb-Nb2AL-AlNbNi

Triveño Rios, Carlos 29 November 2000 (has links)
Orientador: Rubens Caram Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T03:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TrivenoRios_Carlos_D.pdf: 19885791 bytes, checksum: cc679e2fd9995660acfe596dd746b7ff (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: A fabricação de componentes estruturais para aplicações em altas temperaturas e em meios agressivos envolve o emprego de materiais que mantenham suas características químicas, mecânicas e físicas em níveis aceitáveis, mesmo em temperaturas acima de 1.000 °c. Uma possível alternativa para suprir tal demanda é o emprego de ligas eutéticas solidificadas direcionalmente. Tal processo pennite obter materiais compósitos do tipo in situ, com alta estabilidade em altas temperaturas. No presente trabalho, ligas dos sistemas Nb-AI e Nb-AI-X (X=Ti, Cu, Cr, Si e Ni) foram obtidas e processadas. Inicialmente, amostras desses sistemas foram analisadas em relação à microestrutura de solidificação no estado bruto de fusão, através de técnicas metalográficas convencionais com o objetivo de identificar composições associadas a estruturas eutéticas. Tal estudo resultou na identificação de uma nova liga eutética, de estrutura ternária do tipo Al)Nb-Nb2AI-AINbNi. Em seguida, tais ligas eutéticas foram solidificadas direcionalmente através da técnica Bridgman em fomo com aquecimento indutivo. As amostras resultantes tiveram suas microestruturas caracterizadas no tocante às condições de solidificação, ao comportamento mecânico através de ensaios de dureza, de tenacidade à fratura por impressão Vickers e de compressão a quente. Em uma etapa final, tais ligas foram avaliadas no tocante à resistência à oxidação e à estabilidade de suas microestruturas em alta temperatura. Os resultados obtidos possibilitaram a compreensão do modo de solidificação das ligas estudadas, bem como do comportamento mecânico e da estabilidade microestrutural em diferentes meios / Abstract: The manufacture of structural components for application in high temperatures and aggressive environments involves the use of materials that maintain their chemical, mechanical and physical properties even in temperatures above 1000°C. A possible altemative to meet such requirements is the use of directionally solidified euteetie alloys. Such process allows the obtainment ofin situ composite materials, with elevated high temperature stability. In the present work, alloys in the Nb-AI and Nb-Al-X (X=Ti, Cu, Cr, Si and Ni) systems were obtained and processed. lnitially, samples were analyzed regarding the solidification microstructure in the aseast condition through conventional metallographie techniques, with the objective to identify compositions presenting euteetie structures. This study resulted in the identification of a new euteetie alloy, i.e. of a new AhNb-Nb2AI-AlNbNi temary structure. Further, the euteetie alloys were directionally solidified using Bridgman technique in furnare with inductive heating. The resultant microstructures were characterized in terms of solidification conditions. AIso, the mechanieal behavior was evaluated through hardness testing, fracture thoughness using Viekers indentation technique and hot compressing. In a final stage, the oxidation resistance and the high temperature microstructure stability of the alloys were evaluated. The results obtained allowed to understand the mode of solidifiecent atmospherie conditions / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica
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Propriedades estruturais e magnéticas de compostos TR2Fe17Nx

Colucci, Cesar Canesin 08 September 1993 (has links)
Orientador: Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:23:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Colucci_CesarCanesin_D.pdf: 9332306 bytes, checksum: 405a5270a0d722aaa6c7cebd5c1de08b (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: As amostras do composto intermetálico TR2Fe17 com nitrogênio intersticial foram analisadas por diversas técnicas experimentais. Foram utilizadas análise óptica metalográfica, análise termomagnética ac, micro-sonda eletrônica, difração de raios-x e efeito Mossbauer . A difusão de nitrogênio foi estudada considerando diversas terras-raras leves na formação dos compostos 2:17. Todas as técnicas experimentais revelaram que a fase nitreto se acha presente na amostra mesmo quando a concentração nominal de nitrogênio é muito menor que aquela de saturação: a fase nitreto precipita diretamente a partir da fase 2: 17. Os padrões de difusão foram extensivamente analisados em diversas amostras, com diferentes concentrações de nitrogênio, quando submetidas à absorção em temperaturas variadas. Para temperatura de 400 °C todos os compostos apresentaram um modelo muito diferente daquele previsto pela lei de Fick, no qual uma camada de nitreto é formada na parte mais externa da partícula e cuja espessura cresce com o aumento de tempo de absorção. Temos observado, para essa temperatura, que o transporte de nitrogênio se realiza quase integralmente, por contornos de grão, contornos de fase e por defeitos estendidos. São formadas extensas faixas de nitreto ao longo da amostra, através desses canais de baixa impedância. A 500 e 600 °C, nota-se uma ligeira mudança no padrão de difusão, causada por dois mecanismos que a essas temperaturas tornam-se competitivos. É possível observar a formação de uma camada mais externa, correspondendo ao modelo núcleo-camada, e simultaneamente, canais de difusão através de todo o volume da partícula. A interface entre as duas fases, nitreto e 2:17 pura, tem características de uma função degrau, conforme resultados obtidos pela análise de micro-sonda eletrônica. A absorção de N2 pelo composto intermetálico produz um campo de tensão, responsável pelo alargamento de linha da transição magnética da fase pura. Estudamos esse alargamento em função da densidade de defeitos, criados por impactos mecânicos no processo de moagem da fase 2:17 pura. A transição, a partir de certo grau de deformação, torna-se completamente degenerada e dificilmente pode-se definir uma temperatura de transição. O diagrama PCT para o sistema nitrogênio-Nd2Fe17 não apresenta um patamar de pressão invariante, para a temperatura de 500 °C e no intervalo de 10-2 a 70 bar. A reversibilidade da reação não se processa, demonstrando que a fase nitreto é altamente estável. A homogeneização de partículas com concentração nominal de nitrogênio menor que a de saturação, não ocorre por efeito de tratamento térmico a 500 °C/24 horas sob atmosfera de argônio / Abstract: The samples of TR2Fe17 intermetallic compounds with intersticial nitrogen were analyzed by several experimental techniques. We used optical metallographic and ac thermomagnetic analyses, electron probe micro-analysis (EPMA), X-ray diffract on and Mossbauer effect for samples characterization. Diffusion of nitrogen was studied for several light rare-earth-iron 2:17 compounds. AlI experimental techniques showed that the nitrided phase is present in the sample even when the nominal concentration is much smaller than the saturation value: the nitrided phase precipitates directly from the 2:17 phase. Diffusion patterns were extensively analyzed in several samples with different nitrogen contents for several absorption temperatures. At 400 °C all compounds showed a very different behaviour than that predict by Fick's law, in which a layer of nitrided phase is formed at the outer region of particle and whose thickness grows as the absorption time increases. We observed, for this temperature, that nitrogen transport is made almost entirely through grain boundaries, phase boundaries and by extended defects. Large strips of the nitrided phase are formed along the sample through these channels. At 500 °C and 600 °C, we noted changes in the diffusion patterns, due to two competitive mechanism s acting simultaneously at these temperatures. We can observe an increasing outer layer, corresponding to the expected shell-core model, and at the same time, diffusion channels through the bulk of the particle. The interface between the two phases, nitrided and pure 2:17, looks like a step function, according to our results obtained from EPMA. The absorption of N2 by the compound induces a stress field, responsible for the broadening in the magnetic transition of the pure phase. The magnetic transition, from a certain stage of mechanical deformation, becomes completely degenerated and ol1e can hardly define a transition temperature. The PCT diagram for the N2-Nd2Fe17 system doesn't show a plateau at 500 °C, over the pressure range from 10-2 up to 70 bar. The reversibility of the reaction doesn't occur, showing that the nitrided phase is highly stable. The homogenization of the nitrided phase inside the particles, doesn't occur in performing a heat treatment at 500 °C, for 24h , under argon atmosphere / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Estudo da flutuação de valência em compostos intermetálicos através da ressonância paramagnética eletrônica

Souza, Jose Heitor Conceição de 21 July 1979 (has links)
Orientador: Helion Vargas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-26T17:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_JoseHeitorConceicaode_M.pdf: 1024356 bytes, checksum: 85a552a2d9cb1f2e7e50b50a3b74bbbd (MD5) Previous issue date: 1979 / Resumo: Com o intuito de se estudar a flutuação de valência em compostos intermetálicos através da Ressonância Paramagnética Eletrônica são preparadas e analisadas neste trabalho ligas de Eu( Rh1-xPtx )2 e de Gd( Rh1-xPtx )2 (x = 0, 1/2, 1, 3/4, 2 ). Analisou-se a qualidade da cristalização das amostras através da espectroscopia de raios-X. Além disto, medidas dos parâmetros de rede evidenciaram a flutuação de valência do Eu ao longo de sua série de compostos e mostraram que os compostos de Gd seguem a lei de Vegard. Medidas de RPE, entre 100o K e 300o K, revelaram uma grande diferença entre o comportamento da taxa dDH/dT ( variação da largura de linha RPE com a temperatura ) em função da composição das amostras para as duas séries de compostos. Dadas as presumíveis semelhanças na estrutura de banda destes compostos, acredita-se que esta diferença esteja associada à flutuação de valência do Eu. Desta forma sugere-se que a RPE seja uma técnica sensível a flutuação de valência e que possa, como tal, dar informações sobre a estrutura de bandas desses compostos assim como a interação dos elétrons de condição com a rede cristalina e com os íons paramagnéticos Eu+2 nestes compostos / Abstract: Not informed / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Síntese e caracterização das propriedades estruturais, microscópicas e hiperfinas de nanoestruturas à base de Ti-Fe-Ni e as modificações produzidas pela absorção de hidrogênio

Rodríguez Martínez, Marco Antonio 10 March 2014 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-21T15:45:41Z No. of bitstreams: 1 2014_MarcoAntonioRodriguezMartinez.pdf: 14855486 bytes, checksum: b3d63d48deaf042219ce4a4a762a3155 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-24T12:54:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_MarcoAntonioRodriguezMartinez.pdf: 14855486 bytes, checksum: b3d63d48deaf042219ce4a4a762a3155 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-24T12:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_MarcoAntonioRodriguezMartinez.pdf: 14855486 bytes, checksum: b3d63d48deaf042219ce4a4a762a3155 (MD5) / Neste trabalho, apresenta-se o estudo experimental da série TiFexNi1-x e o seu hidreto. A série com x=0,3; 0,5; 0,7; 0,9 e 1,0 foi preparada com forno de arco em atmosfera de argônio. Foram fundidos três botões do intermetálico com x=0,5. Um dos botões foi moído num moinho de bolas, o segundo foi moído adicionando-se 10% em peso de grafite e o terceiro foi mantido como preparado (bulk). Os três botões foram hidrogenados usando o método Sievert. Os difratogramas de raios-X indicaram que toda a série TiFexNi1-x formou na estrutura cristalina cúbica tipo CsCl (B2) com grupo espacial Pm3m. A dependência lineal do parâmetro de rede com a concentração x pode ser explicado usando a lei de Vegard. Nas amostras moídas (sem e com grafite) se observou um alargamento dos picos de difração, o qual foi associado à presença de nanoestruturas que mantiveram a estrutura cúbica B2. A amostra TiFe0.5Ni0.5 bulk hidrogenada mostrou a coexistência de duas fases principais: a fase a, que absorve muito pouco hidrogênio, e mantém a estrutura B2 e a fase ß, que absorve uma maior quantidade de hidrogênio e se forma na estrutura ortorrômbica, de grupo espacial P2221. Na amostra moída sem a adição de grafite se observou a formação da fase ß. Já para a amostra moída com grafite, se observou a formação da fase ? (fase rica em hidrogênio) de estrutura ortorrômbica com grupo espacial Cmmme a fase a. Através da estimativa dos tamanhos dos possíveis sítios intersticiais ocupados pelo hidrogênio se sugeriu uma maior probabilidade de ocupação do sítio 4e na fase ß e 4e, 2c e 2a na fase ?. A medida de espectroscopia Mössbauer obtida à temperatura ambiente para a liga intermetálica TiFe0.5Ni0.5 bulk foi ajustado com um singleto e indicou que o deslocamento isomérico (IS) apresenta um valor muito próximo ao da liga TiFe (dentro da faixa de erros). Os espectros Mössbauer da amostra bulk hidrogenada foram ajustados com um singleto e um dubleto. Estas componentes foram associadas à fase a e fase ß, respectivamente. Na fase ? não se observou variação notória no IS; já na fase ß, o IS teve um incremento de +0.195mm/s com relação à liga sem hidrogênio. Este incremento foi associado a uma diminuição na densidade eletrônica “s” na posição do núcleo Mössbauer. Considerando uma variação de volume da célula unitária relativa ?V/V~0.1 na fase ß e usando os valores de (?IS/?lnV) reportados na literatura, obtem-se uma variação do IS associada à variação de volume de ??IS?_vol~+0.133 a +0.154 mm/s. Estes valores não explicam completamente o resultado experimental de ??IS?_t=+0.195 mm/s, sendo necessário incluir uma contribuição eletrônica. Por outro lado, as distorções produzidas pelo hidrogênio quebram a simetria cristalina e se manifestam através de um desdobramento quadrupolar (DQ) não nulo na fase ß. Através do modelo de cargas pontuais e desprezando a contribuição eletrônica para o gradiente de campo elétrico, o DQ obtido experimentalmente pode ser explicado através da contribuição da rede, para o qual a carga efetiva dos primeiros vizinhos (átomos de Ti) foi estimada em q^'~+2.6e. Os resultados obtidos por microscopia eletrônica de varredura mostram uma diferença marcada entre o composto intermetálico e seu hidreto. No intermetálico se observa uma morfologia tipo blocos de pedras; já na amostra hidrogenada, observou-se fissuras superficiais muito finas as que podem ter sido provocadas pela difusão de hidrogênio para formar a fase ß. Após a moagem, se observou a formação de aglomerados porosos tipo couve-flor, que por sua vez, estão conformadas por agregados de pequenas lascas com morfologia tipo “pipoca”. Após a hidrogenação, observa-se um maior número de partículas soltas coexistindo com poucos agregados. Neste caso, as partículas parecem ter tamanho maior que as partículas antes da hidrogenação o que é consistente com os resultados obtidos por difração de raios X. Através das imagens da amostra TiFe0.5Ni0.5 moída com grafite, pode-se notar que o grafite evitou a formação de aglomerados. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, the experimental study of the TiFexNi(1-x) intermetallic alloy and its hydride is presented. Samples with x = 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 and 1,0 were prepared with an voltaic-arc furnace under argon atmosphere. Three pellets of the intermetallic alloy with x = 0,5 have been melted. One of these pellets was milled in a ball milling instrument, the second one was ball-milled with 10 wt% of graphite, and the third one was kept as prepared (bulk).The three samples were hydrogenated by using the Sievert method. XRD patterns analysis indicated that all samples (x = 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 and 1,0) form in the cubic crystal structure of CsCl (B2), with space group Pm3m. The linear dependence of the lattice parameter on the Fe concentration (x) is well explained by the Vegard’s law. In the milled samples (with and without graphite), it has been observed a roadening of the diffraction peaks that we associated with the presence of nanostructured grains which kept the cubic B2 structure. After hydrogenation, the TiFe0;5Ni0;5 bulk sample showed the coexistence of two main phases: the α phase with B2 structure, which absorbs small amount of hydrogen, and the β phase, which absorbs a larger amount of hydrogen and is formed in orthorhombic structure, with space group P2221. For the milled sample without the additional graphite, it was observed the formation of the β. However, for the graphite-milled sample, besides the phase, it has been observed the formation of a phase (a hydrogen-rich phase), which has an orthorhombic structure with space group Cmmm. From the estimation of the interstitial sites,size likely occupied by hydrogen atoms,it is suggested a higher occupation probability of the 4e site in the β phase and 4e, 2a and 2c in the γ phase. The analysis of the Mössbauer spectrum of the intermetallic TiFe0;5Ni0;5 alloy (bulk) obtained at room temperature indicated an isomer shift (IS) value similar to that one of TiFe alloy (within the uncertainty range). The Mössbauer spectra of the ydrogenated sample were well-fitted with a singlet and a doublet. These components were associated with the α and β phases, respectively. No remarkable change was observed for the IS in the α phase, however, in the β phase, the IS showed a relative increase of + 0.195 mm/s with respect to the alloy without hydrogen. This in crease has been associated with a decrease in the "s"electron density at the Mössbauer nucleus. Considering the variation of unit cell volume of 4V/V ~ 0,1 in the β phase and using the values of (θIS / θ ln V) reported in the literature, we obtain a change in the IS value associated with the volume change of 4ISvol ~ + 0,133 to + 0,154 mm/s. These values do not explain the value of 4ISt = + 0,195 mm/s and it is necessary to include an electronic contribution. On the other hand, the distortions produced by the hydrogen atoms break the crystal symmetry and they manifested themselves by the appearance of a nonzero quadrupole splitting (QS) in the β phase. By using a point charge model and neglecting the electron contribution to the electric field gradient, the QS btained experimentally can be modeled by the lattice contribution, in which case an effective charge of the nearest neighbors (Ti atoms) of q0 ~ + 2,6e has been estimated. Results obtained by scanning electron microscopy showed a marked difference between the intermetallic compound and its hydride. In the intermetallic alloy, a morphology of stonelike blocks has been observed, meanwhile in the hydrogenated sample surface cracks were observed, which may have been caused by the diffusion of hydrogen to form the β phase. The milling process brittles the stone type blocks and forms porous clusters of auliflower shapes. In turn, this cauliflower shapes are conformed by aggregates of small chips with "popcorn"morphology. After hydrogenation, it was observed a large number of isolated particles which coexist with few aggregates. In this case, the particles seem to have a larger size than the one observed in the non-hydrogenated sample. This is consistent with the X-ray diffraction results. Images of TiFe0;5Ni0;5 sample milled with graphite, reveals that the presence of graphite prevents the formation of agglomerates.
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Obtenção e caracterização de filmes finos ferromagnéticos das fases FE17TR2, TR=Nd, Pr e Sm

Urbano, Alexandre 06 June 1997 (has links)
Orientador: Sergio Gama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T19:19:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Urbano_Alexandre_M.pdf: 2101753 bytes, checksum: 1a1f1b27f655da85618c1912781e5e0c (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Filmes finos das fases Fe17TR2, TR = terras raras, são de muito interesse devido as boas propriedades magnéticas que estes materiais possuem na forma de "bulk". Na forma de filmes finos estas propriedades são mantidas, e filmes podem exibir anisotropia magnética perpendicular e altas coercividades. Nossas amostras de Fe17TR2, TR = Nd, Pr, e Sm, foram preparadas principalmente por "flash evaporation", sendo necessário para isto a preparação do material em '"bulk". Os compostos contendo Pr e Nd foram preparados por fusão à arco, em atmosfera inerte de argônio, seguido de tratamento térmico a 1000°C por 10 dias. As amostras foram então trituradas e peneiradas até a espessura de 200 mesh. Para aterra rara Sm, utilizamos um composto já preparado conseguido junto a Goldschmidt Co, que foi peneirado até a mesma dimensão. Para Pr, Nd, e Sm, obtivemos filmes por "flash evaporation" em uma unidade de evaporação Balzers, usando Ta e W como fontes de evaporação. A pressão de deposição foi tipicamente de 10-6 Torr. Para aterra rara samário filmes foram produzidos também por DC "sputtering", utilizando um alvo sinterizado com o material da Goldschmidt CO. Para ambas as técnicas de deposição vários substratos foram testados, como: vidro, vidro recoberto com CaF2 (500Å), alumina, tantalo e cobre laminado. A espessura dos nossos filmes foram de 3.000 à 5.000 Å, medidos por perfilometria e interferometria. Após as deposições os filmes foram tratados termicamente em um forno de lâmpadas sob atmosfera inerte de argônio em temperaturas de 300°C a 700°C. O tempo de tratamento variou de 10 a 180 min. Depois do tratamento térmico a amostra era submetida a uma atmosfera de nitrogênio sob 400°C, por 10 min. Este procedimento de nitrogenação foi feita no forno de lâmpadas. As amostras como depositadas e como tratadas termicamente foram analisadas por difratometria de raios-X, e uma Microanálise Eletrônica foi feita para assegurar a proporção dos elementos do composto. As propriedades magnéticas foram determinadas por um Magnetômetro de Amostra Vibrante, e um Analisador Termo-Magnético / Abstract: Films of the Fe17R2Nx phases, R= rare-earthsf are interesting because of the good magnetic and properties these materiais have in bulk form, mainly for R from = Sm, that show axial magnetic anisotropy .In film form these good magnetic properties are maintained, and films can show perpendicular anisotropy high coercivities. For Pr and Nd the bulk material was prepared by arc-melting the components in argon atmosphere, followed by heat treatment at 1000ºC/10 days. The samples were then crushed and sieved down to 200 mesh. For the Sm, we used powder obtained from Goldschmidt Co, sieved to the same size. For Pr, Nd and Sm, films were obtained by flash evaporation in a Balzers deposition unit, using Ta and W heated boats. Base pressure prior to deposition was typically 10-6 torr. For the samarium case we used also a DC sputtering apparatus using a sintered target built with powder from Goldschmidt Co. For both deposition techniquesf several substrate materiais were attempted, as glass, glass covered with a CaF2 buffer layer of 500 Å, aluminaf tantalum foil and laminated copper. Thicknesses were measure using a stillus perfilometer, and ranged from 3.000 to 5.000 Å. After deposition, t films were heat-treated in a lamp furnace under high purity argon. Temperatures ranged from 300ºC up to 750ºC, by 10 until 180 min. After the heat-treatment we did nitrogenation of the films in the same lamp furnace, at 400ºC, during 10 min, under an one atm high purity nitrogen atmosphere. The as-prepared, heat-treated and nitrogenated samples were characterized by x-ray diffraction. Electron microprobe analysis was used to assure that the right proportion of the elements was in the samples. The magnetic properties were determined using a vibrating sample magnetometer (VSM) and an AC thermomagnetic analyser (TMA) / Mestrado / Física / Mestre em Física
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Microestrutura de solidificação e propriedades de ligas euteticas em sistemas NiAl-MR (MR = Mo, Nb, Ta, W)

Batista, Wilton Walter 09 May 2002 (has links)
Orientador : Rubens Caram Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T07:38:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_WiltonWalter_D.pdf: 23488384 bytes, checksum: f21cb39c0c872caf16e03e75701ac4d2 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O composto intermetálico NiAl exibe propriedades que fazem dele um candidato potencial para ser utilizado como material estrutural em temperaturas elevadas, quais sejam: alto ponto de fusão, elevada resistência mecânica e à oxidação em altas temperaturas, baixa densidade e elevada condutividade térmica. Entretanto, o NiAl possui baixa tenacidade à fratura à temperatura ambiente e baixa resistência à fluência. Uma das formas de contornar tais deficiências consiste em sua combinação com metais refratários dentro de uma transformação eutética, o que permitiria obter materiais compósitos do tipo in situo Neste trabalho foram investigadas transformações eutéticas nos sistemas NiAl-MR (MR=Mo, Nb, Ta, W). Inicialmente, amostras desses sistemas foram preparadas através de fusão a arco e caracterizadas com o objetivo de determinar composições e temperaturas eutéticas, bem como a natureza das microestruturas resultantes. Em seguida, ligas eutéticas dos sistemas NiAl- Ta e NiAl-Mo foram solidificadas direcionalmente em um forno de indução Bridgman. Os resultados obtidos mostraram que apenas o sistema NiAl-Mo produziu microestruturas eutéticas regulares e orientadas na direção de extração de calor. Com o objetivo de avaliar o efeito de outros elementos na microestrutura eutética do sistema NiAl-Mo, foram adicionadas a esse eutético quantidades variáveis dos Cr, Nb, Ta, Ti e V. Os resultados indicaram a formação de precipitados e quebra da regularidade da estrutura eutética. Amostras das ligas NiAl e NiAl-Mo foram caracterizadas mecanicamente, verificando-se que o comportamento mecânico do NiAl é aprimorado com sua combinação com o Mo. Finalmente, amostras da liga eutética NiAl-Mo foram recozidas em altas temperaturas por diferentes períodos de tempo. Os resultados obtidos indicam que a liga NiAlMo possui boa resistência à oxidação e ótima estabilidade microestrutural em temperaturas altas / Abstract: The intermetallic compound NiAl shows interesting properties that make it a candidate to be used as a high temperature structural material. These properties are high melting point, high strength, good oxidation resistance at high temperatures, low density and high thermal conductivity. However, NiAl presents low fracture toughness at room temperature and low creep resistance. A way to overcome such deficiencies is to alloy it with refractory metals for promoting eutectic reactions, in order to generate in situ composite materials. In this work, eutectic transformations in the NiAl-MR (MR=Mo, Nb, Ta, W) systems were investigated. Initially, samples of these systems were arc melted and characterized in order to determine compositions and eutectic temperatures, as well as the nature of the resultant microstructures. Afterwards, eutectic alloys of the systems NiAl-Ta and NiAl-Mo were directionally solidified using a Bridgman induction furnace. Results showed that on1y the NiAl-Mo system produced regular eutectic microstructures that were oriented in the heat extraction direction. In order to evaluate the effect of other elements in the eutectic microstructure of the NiAl-Mo system, additions of Cr, Nb, Ta, Ti e V were also made. Precipitated particles were identified as well as irregular regions in addition to the eutectic microstructure. Samples of the NiAl and NiAl-Mo alloys had their mechanical properties evaluated, allowing to conclude that the mechanical behavior of NiAl improves when it is alloyed with Mo. Finally, samples of the eutectic alloy NiAl-Mo were annealed for different periods of time. The results indicate that the NtAl-Mo alloy presents good oxidation resistance and excellent microstructural stability at high temperatures / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica
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Investigação do magnetismo local em compostos intermetálícos do tipo RZn(R = Ce, Gd, Tb, Dy) e GdCu pela espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada / Investigation of local magnetism in RZn (R = Ce, Gd, Tb, Dy) and GdCu intermetalic compounds using perturbed angular correlation gamma-gamma spectroscopy

Santos, Brianna Bosch dos 26 August 2010 (has links)
Neste trabalho foi feito um estudo sistemático, sob um ponto de vista atômico, do magnetismo local em compostos intermetálicos magnéticos do tipo RZn (R = Ce, Gd, Tb, Dy) e RCu, por meio de medida das interações hiperfinas utilizando a técnica de Correlação Angular Gama-Gama Perturbada com os núcleos de prova 111In111Cd e 140La140Ce. O magnetismo nesses compostos tem origem no momento angular dos elétrons 4f das terras raras. Assim, o estudo sistemático da série RZn é interessante para verificar o comportamento do campo hiperfino magnético com a variação do número de elétrons da camada 4f. A utilização do núcleo de prova 140La140Ce é interessante, pois o Ce+3 íon possui um elétron 4f que pode contribuir para o campo hiperfino total, e os resultados encontrados mostraram um comportamento anômalo. A análise feita com o núcleo de prova 111Cd mostrou que, para os compostos ferromagnéticos, o campo hiperfino magnético segue o comportamento da função de Brilluoin com a temperatura e, em função da projeção do spin, este campo diminui linearmente com o aumento do número atômico da terra rara, mostrando que a principal fonte para o campo hiperfino vem da polarização dos elétrons de condução. O gradiente de campo elétrico para 111Cd RZn mostrou uma forte diminuição com o aumento do número atômico da terra rara. Supõe-se assim que a maior parte da contribuição ao gradiente de campo elétrico tenha origem nos elétrons da camada 4f da terra rara. Já para as medidas de 111Cd GdCu, quando este composto é submetido a um ciclo térmico, sua rede cristalina passa a coexistir em dois sistemas, tanto na estrutura cúbica do tipo CsCl, como na estrutura ortorrômbica do tipo FeB. As medidas com esses dois núcleos foram de fundamental importância, pois ainda não foram vistos trabalhos desses compostos com estas pontas de prova. / This work presents, from a microscopic point of view, a systematic study of the local magnetism in RZn (R = Ce, Gd, Tb, Dy) and GdCu intermetalic compounds through measurements of hyperfine interactions using the Perturbed Angular Correlation Gamma- Gamma Spectroscopy technique with 111In 111Cd and 140La 140Ce as probe nuclei. As the magnetism in these compounds originates from the 4f electrons of the rare-earth elements it is interesting to observe in a systematic study of RZn compounds the behavior of the magnetic hyperfine field with the variation of the number of 4f electrons in the R element. The use of probe nuclei 140La 140Ce is interesting because Ce+3 ion posses one 4f electron which may contribute to the total hyperfine field, and the results showed anomalous behavior. The results for 111Cd probe showed that the temperature dependence of the magnetic hyperfine field follows the Brillouin function, and the magnetic hyperfine field decreases linearly with increase of the atomic number of rare earth when plotted as a function of the rare-earth J spin projection, showing that the main contribution to the magnetic hyperfine field in RZn compounds comes from the polarization of the conduction electrons. The results for the electric field gradient measured with 111Cd for all compounds showed a strong decrease with the atomic number of the rare-earth element. We have therefore assumed that the major contribution to the electric field gradient originates from the 4f electrons of the rare-earths. The measurements of the electric field gradient for GdCu with 111Cd, after temperature decreases and increases again showed that two different structures, CsCl-type cubic and FeB-type orthorhombic structures co-exist. Finally, it is the first time that measurements of hyperfine parameters have been carried out with theses two probe nuclei in the studied RZn.

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