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O Efeito Magnetocalórico nas Ligas Heusler Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27

SARDINHA, F. C. 28 March 2008 (has links)
Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2944_.pdf: 4789530 bytes, checksum: 523ebc25e4140437c1560cdf118c63dc (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Neste trabalho, verificou-se experimentalmente a variação da entropia magnética nas ligas Heusler não-estequiométricas Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27, substituindo-se parcialmente (até 50%) os átomos de Mn por átomos de Fe. Tal estudo focalizou-se principalmente na região de transformação magneto-estrutural a baixas temperaturas. A análise dos difratogramas de raios-X indica que a substituição parcial de Mn por Fe nessa faixa de concentração, ocasiona uma predominância da fase- L21, porém acompanhada de outras fases espúrias. As medidas de magnetização em função da temperatura realizadas a campos baixos revelam que, em toda a faixa de concentração estudada (0 x 0,5), o sistema apresenta uma transição magnética (Ferromagnético Paramagnético) ao atingir a temperatura de Curie, TC, um pouco acima da temperatura ambiente, quando o material se encontra na fase austenítica. E, assim como muitas outras ligas Heusler, o material sofre uma transição estrutural ao ser resfriado a temperaturas inferiores à temperatura de transição martensítica, TM. À medida que se aumenta a concentração de Fe, a temperatura de Curie, TC, sofre uma pequena variação, aumentando em torno de 5%, enquanto que TM diminui lenta e monotonicamente. A variação da entropia, para um campo de 5T, apresenta um máximo SM = - 9,3 J/kg.K para x = 0,1, a uma temperatura T = 250K e, então, diminui para x 0,3, variando linearmente com o campo aplicado.
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Efeito magnetocalórico nos compostos Gd(Zn1-xCdx) e Gd(Pd1-xRhx) / Magnetocaloric effect in the compounds Gd(Zn1-xCdx) and Gd(Pd1-xRhx)

Mônica Borges Gomes 16 March 2006 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, calculamos as propriedades magnéticas e termodinâmicas e o efeito magnetocalórico em compostos do tipo Gd(A1-xBBx), onde A e B são elementos não magnéticos. Para tal finalidade, usamos um modelo hamiltoniano de spins localizados, incluindo o acoplamento com um campo magnético externo. A interação spin-spin é tratada na aproximação de campo molecular. O parâmetro de interação de troca indireta entre os spins localizados é calculado como uma função da concentração de impurezas. Para esse fim, usamos um modelo no qual a desordem química é tratada na aproximação do potencial coerente. Aplicamos o modelo para estudar o efeito magnetocalórico nos compostos Gd(Zn1-x Cdx) e Gd (Pd1-xRHx). As variações adiabáticas da temperatura e as variações isotérmicas da entropia calculadas para variações de campo magnético estão em bom acordo com os dados experimentais. / In this work we calculated the magnetic and thermodynamic properties as well as the magnetocaloric effect in the compounds Gd(A1−xBBx), where A and B are non-magnetic impurities. For this purpose, we use a model Hamiltonian of interacting spin including the coupling with an external magnetic field. The spin-spin interaction is treated in the molecular field approximation. The indirect exchange interaction parameter between localized spins is calculated as a function of the impurity concentration. To this end we use a model in which the disorder is treated in the coherent potential approximation. We apply the model to study the magnetocaloric effect in the compounds Gd(Zn1−xCdx) and Gd(Pd1−xRhx). The calculated adiabatic temperature changes and isothermal entropy changes upon magnetic field variations are in good agreement with the available experimental data.
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Efeito magnetocalórico nos compostos Gd(Zn1-xCdx) e Gd(Pd1-xRhx) / Magnetocaloric effect in the compounds Gd(Zn1-xCdx) and Gd(Pd1-xRhx)

Mônica Borges Gomes 16 March 2006 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesta dissertação, calculamos as propriedades magnéticas e termodinâmicas e o efeito magnetocalórico em compostos do tipo Gd(A1-xBBx), onde A e B são elementos não magnéticos. Para tal finalidade, usamos um modelo hamiltoniano de spins localizados, incluindo o acoplamento com um campo magnético externo. A interação spin-spin é tratada na aproximação de campo molecular. O parâmetro de interação de troca indireta entre os spins localizados é calculado como uma função da concentração de impurezas. Para esse fim, usamos um modelo no qual a desordem química é tratada na aproximação do potencial coerente. Aplicamos o modelo para estudar o efeito magnetocalórico nos compostos Gd(Zn1-x Cdx) e Gd (Pd1-xRHx). As variações adiabáticas da temperatura e as variações isotérmicas da entropia calculadas para variações de campo magnético estão em bom acordo com os dados experimentais. / In this work we calculated the magnetic and thermodynamic properties as well as the magnetocaloric effect in the compounds Gd(A1−xBBx), where A and B are non-magnetic impurities. For this purpose, we use a model Hamiltonian of interacting spin including the coupling with an external magnetic field. The spin-spin interaction is treated in the molecular field approximation. The indirect exchange interaction parameter between localized spins is calculated as a function of the impurity concentration. To this end we use a model in which the disorder is treated in the coherent potential approximation. We apply the model to study the magnetocaloric effect in the compounds Gd(Zn1−xCdx) and Gd(Pd1−xRhx). The calculated adiabatic temperature changes and isothermal entropy changes upon magnetic field variations are in good agreement with the available experimental data.
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Descrição do efeito magnetocalórico no modelo da rede kondo

Alfaro, Francisco 10 October 2008 (has links)
Made available in DSpace on 2016-12-12T20:15:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 capa e sumario.pdf: 56826 bytes, checksum: 4bd9d172c8abd2474a434fbae3b75124 (MD5) Previous issue date: 2008-10-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O modelo da rede de Kondo descreve uma rede de spins localizados Si que interagem com os elétrons de condução via um acoplamento de troca local J. Assumindo um acoplamento ferromagnético J > 0 da regra de Hund, o modelo pode ser usado para descrever alguns materiais magnetocalóricos tais como Gd(SixGe1−x)4, La(Fe1−xSix)13, e LaCa1−xMnxO3, que são importantes para refrigeração magnética próximo a temperatura ambiente. Os momentos localizados são descritos no Hamiltoniano modelo por operadores de spin, e os elétrons de condução por operadores fermiônicos. Para estudar o efeito magnetocalórico, um campo magnético uniforme externo e adicionado através do termo Zeeman. Pela média dos graus de liberdade dos operadores fermiônicos, obtém-se um acoplamento de troca indireto Jij entre spins dos sítios i e j, que corresponde a interação RKKY. O valor médio {Szi} auto-consistente é calculado no Hamiltoniano efetivo de Heisenberg na aproximação de fase aleatória (RPA). Os elétrons de condução para um dado valor de {Szi} é obtido das correspondentes funções de Green através do método da equação de movimento. A pressão e a dependência da dopagem com a temperatura de Curie são levadas em conta no cálculo de Jij
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Obtenção de materiais magnéticos para o estudo da propriedade magnetocalórica

Couto, Giselle Giovanna do [UNESP] 30 July 2010 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-30Bitstream added on 2014-06-13T19:21:30Z : No. of bitstreams: 1 couto_gg_dr_araiq.pdf: 4341693 bytes, checksum: 3b63e445c1d9c51d53d2c327a5dfae09 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A proposta deste estudo foi introduzir novos namomateriais para avaliar o efeito magnetocalórico (EMC). O EMC foi obtido a partir de medidas de uma família de isotermas de magnetização em um intervalo de temperatura e a mudança de entropia do sistema (ΔS) foi calculado usando as relações de Maxwell. Três tipos de materiais foram obtidos neste trabalho. O primeiro marterial foi as ferritas de gadolinío sintetizadas pelo processo poliol usando acetilacetonato de gadolínio e acetilacetonado de ferro como precursores metálicos e tetraetilenoglicol como solvente. O valor de mudança de entropia alcançou o valor máximo de 0,16 J Kg-1K-1 para campo de 2T, a baixa temperatura (30K). As propriedades magnéticas dos nanomateriais obtidos (Gd50FeOx, Gd5FeOx, Gd3FeOx e Gd1FeOx) foram obtidos em função da composição dos materiais. Moagem de alta energia foi empregada para produzir particulas pequenas de Gd5Si2Ge2. As propriedades magnéticas e magnetocalóricas das amostras bulk e moídas de Gd5Si2Ge2 foram investigadas a partir de medidas magnéticas. Quando comparado com o material bulk primitivo, diminuições significativas nos valores de magnetização de saturação e efeito magnetocalórico são observadas mesmo depois de pouco tempo de moagem, com 4h que produz partículas com distribuição de tamanho de 0,5μm. As amostras moídas parecem perder a transição estrutural de primeira ordem que aparece no Gd5Si2Ge2 bulk. Em baixas temperaturas as amostras moídas passam por uma transição de vidro de spin. Nanopartículas de FeAg foram sintetizadas através de modificações no processo poliol, usando acetilacetonato de prata e acetilacetonato de ferro como precursores e diferentes razões molares de Fe:Ag (1:1, 1:0,5 e 1:0,1, respectivamente). Os dados de difração de raios X mostram picos somente da prata na fase cúbico de face centrada. Os espectros de infravermelhos mostram... / The purpose of this study was to introduce new nanomaterial to evaluate magnetocaloric effect. The MCE was obtained by measuring a family of magnetization isotherms curves at set temperature intervals and calculating the entropy change (ΔS) for this system using the Maxwell relation. Three kinds of materials were made in this work. First material was gadolinium ferrites synthesized by polyol process using gadolinium acetilacetonate and iron acetilacetonate as metal precursors and tetraethileneglycol as solvent. The magnetic entropy change reaches the maximum values of 0.16 J Kg-1K-1 for the field of 2T, at low temperature (30K). The magnetic properties of the produced nanomaterials (Gd50FeOx, Gd5FeOx, Gd3FeOx and Gd1FeOx) were determined as a function of their composition. Highenergy ball milling was employed to produce small particles of Gd5Si2Ge2. Magnetic and magnetocaloric properties of the ball-milled and bulk Gd5Si2Ge2 samples were investigated through the magnetization measurements. When compared to the pristine bulk material, a significant decrease in saturation magnetization and magnetocaloric effect is observed even after the relatively short ball milling time of 4 h which produced particles with an average size of ca. 0.5 μm. The ball-milled samples appear to lose a first-order structural transition, present in bulk Gd5Si2Ge2, and display a superparamagnetic behaviour below the corresponding Curie temperatures. At very low temperatures, the Gd5Si2Ge2 ball-milled samples undergo a spin-glass transition. FeAg nanoparticles are synthesized by modified... (Complete abstract click electronic access below)
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Estudo das propriedades magnéticas dos compostos R-Pnictides, R=Nd, Yb

Ramirez Plaza, Edison Jesus 14 March 2002 (has links)
Orientador: Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T23:11:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamirezPlaza_EdisonJesus_D.pdf: 20488929 bytes, checksum: 440763eb44bb40a463607435ffc8cb2a (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Nos últimos anos tem surgido grande interesse da comunidade científica para entender os mecanismos físicos microscópicos que governam os efeitos magnetocalóricos, principalmente em compostos intermetálicos contendo terras raras (R). Em particular, tem-se estudado compostos do tipo RX com X = N, P, As, Sb e Bi, pois eles formam estruturas com alta simetria, facilitando a interpretação das observações experimentais. No presente trabalho são estudadas as propriedades magnéticas dos compostos RX, com R = Nd e Yb, dando ênfase na identificação da contribuição quadrupolar na região paramagnética. Para atingir nosso objetivo foram realizados programas computacionais tanto em Mathematica como em Fortran. O modelo de Hamiltoniano usado incorpora o campo cristalino, o termo quadrupolar e o campo molecular, incluindo o campo dinâmico. Foram realizados cálculos da variação da magnetização com a temperatura e o campo aplicado, da susceptibilidade, assim como da entropia magnética. Amostras policristalinas dos compostos RX foram preparadas e caracterizadas por nosso grupo. A análise dos resultados de medidas magnéticas mostram a contribuição quadrupolar e pelo confronto com os cálculos computacionais, são obtidos os parâmetros do campo molecular e quadrupolar. Suficientes evidências são apresentadas para reforçar os resultados obtidos. O entendimento da contribuição quadrupolar nestes compostos é o ponto central do presente estudo. O modelo desenvolvido pode ser utilizado para melhorar as previsões teóricas nos estudos do efeito magnetocalórico / Abstract: In the last years great interest from the scientific community has arisen for understand the microscopic physical mechanisms that govern the magnetocaloric effects, mainly in intermetalic compounds containing rare earths (R). In particular, ones have studied RX compounds with X = N, P, As, Sb and Bi, because they form structures with high symmetry, facilitating the interpretation of the experimental observations. In the present work are studied the magnetic properties of the RX compounds, with R = Nd and Yb, with emphasis in the identification of the quadrupolar contribution in the paramagnetic region. To reach our goals were developed computational algorithms in Mathematica and Fortran software. The model of Hamiltonian used incorporates the crystalline, quadrupolar and molecular field terms, including the dynamic field. Calculations were carried out of the magnetization variation with temperature and applied field, ofthe susceptibility, as well as ofthe magnetic entropy. Polycrystalline samples of the RX compounds were prepared and characterized by our group. Analysis of the magnetic measurements results show the quadrupolar contribution and from the confront with the calculations results the parameters of the molecular and quadrupolar field are obtained. Sufficient evidences are presented for reinforce the conclusions. The understanding of the quadrupolar contribution in these compounds is the main point of the present study. The developed model can be used to improve the theoretical calculations in magnetocaloric effect studies / Doutorado / Física / Doutor em Ciências
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Estudo do efeito magnetocalórico em compostos de MnAs1-xAx, A = P, Sb, Te e Mn1-xFexAs / The study of the magnetocaloric effect in compounds of MnAs1-xAx, A = P, Sb, Te e Mn1-xFexAs

Campos, Ariana de 26 May 2006 (has links)
Orientadores: Sergio Gama, Nilson Antunes de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:08:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campos_Arianade_D.pdf: 9214751 bytes, checksum: 227e7e0b1cc697ea73f810066346ff6d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho descreveremos a obtenção dos compostos da família MnA s1-xAx (A= Te,P, Sb) e Mn1-xFe xAs para várias concentrações. Dividimos este trabalho em duas etapas, a primeira via obtenção em forno de alta pressão e a segunda via obtenção em forno tubular em tubos de quartzos. A primeira etapa, ainda se dividiu em obtenção indireta e direta dos materiais. Na obtenção indireta dos materiais, focamos nosso trabalho nos compostos de MnAs e MnSb para a produção da série MnAs1-xSbx. Na obtenção direta, partimos dos elementos para sintetizar os materiais, utilizando o mesmo método adotado na obtenção indireta. Na segunda etapa do trabalho, obtemos os compostos diretamente em tubos de quartzo. As amostras produzidas foram caracterizadas por difração de raios-X, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura utilizando a técnica de WDS e, finalmente, análises magnéticas para a obtenção do efeito magnetocalórico de cada material, e assim a avaliação destes materiais como possíveis candidatos a materiais refrigerantes. Após o cálculo do efeito magnetocalórico, utilizamos um modelo fenomenológico que considera a dependência da temperatura crítica da fase magnética na mudança de volume, o modelo utilizado parte das descrições propostas por Bean e Rodbell que correlaciona fortes interações magnetoelásticos com a transição de fase de primeira ordem / Abstract: In this work we describe the obtaining processes of the MnAs1-x Ax (A= Te, P, Sb) and Mn1-xFexAs series for several concentrations. We divided this work in two stages: in the first one the samples were obtained using a high pressure furnace and in the second one using a resistive furnaces with the samples sealed in quartz tubes. The first stage, can be split in direct and indirect obtaining of the materials. In the indirect obtaining of the materials, our work was focused on the MnAs and MnSb compounds for the production of the series MnAs1-xSbx. In the direct obtaining, we synthesized the materials directly from the elements, using the same method adopted in the indirect obtaining. In the second stage of the work, we obtained the samples directly from the elements in quartz tubes. The produced samples were characterized by ray-X diffraction, optical microscopy, electron microscopy using the WDS technique and finally magnetic analysis for the calculation of the magnetocaloric effect of each material and, in this way evaluate these materials as possible candidates to refrigerant materials. After the calculation of the magnetocaloric effect, we used a phenomenological model that considers the dependence of the critical temperature of the magnetic phase in the volume change, the model used part of the descriptions proposed by Bean and Rodbell [1] that correlates strong magnetoelastic interaction with the first order phase transition / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências
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Efeito da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de compostos metálicos: um estudo sistemático / Anisotropic effect on the magnetocaloric properties of metallic compounds: a systematic study

Julieth Caro Patiño 24 February 2014 (has links)
O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética.O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética. O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (ΔSiso) e pela variação da temperatura em um processo adiabático ΔTad.Apesar dos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos publicados nessa área, muitos aspectos desse efeito ainda não são bem compreendidos.Nesse trabalho discutimos os efeitos da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de um sistema de momentos magnéticos localizados. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de spins interagentes com um termo de anisotropia uniaxial do tipo DS2 z , onde D é um parâmetro. Nesse modelo, em que o eixo z é a direção de fácil magnetização, a magnitude do parâmetro de anisotropia e a direção do campo magnético aplicado têm um papel fundamental no comportamento das grandezas magnetocalóricas ΔSiso e ΔTad. Realizamos um estudo sistemático para um sistema com J = 1 aplicando o campo magnético em diferentes direções. Os resultados mostram que, quando o campo magnético é aplicado ao longo da direção z, as grandezas magnetocalóricas apresentam o comportamento normal (valores positivos de ΔTad e valores negativos de ΔSiso para ΔB > 0). Quando o campo magnético é aplicado em uma direção diferente do eixo z, as grandezas magnetocalóricas podem apresentar o comportamento inverso (valores negativos de ΔTad e valores positivos de ΔSiso para ΔB > 0) ou o comportamento anômalo (troca de sinal nas curvas de ΔTad e ΔSiso). Resultados equivalentes também foram obtidos para um sistema com J = 7=2. / The magnetocaloric effect, i.e., heating and/or cooling of a magnetic material subjected to magnetic field variation is the basis of magnetic refrigeration. The magnetocaloric effect is caracterized by the entropy change in an isothermic process (ΔSiso) and by the temperature change in an adiabatic process (ΔTad). Despite the large number of experimental and theoretical works published in this area, there are many aspects of the magnetoccaloric effect which are not yet completely understood.In this work we discuss the effects of anisotropy on the magnetocaloric properties of a system of localized magnetic moments. In order to do that, we used a model of interacting spins with a uniaxial anisotropy term DS2 z , where D is a parameter. In this model, where the z axis is the easy magnetization direction, the magnitude of the anisotropy parameter and the direction of the applied magnetic field have an important role in the behavior of the magnetocaloric quantities ΔSiso and ΔTad. We perform a systematic study for a system with J = 1 by applying the magnetic field in different directions. The results show that, when the magnetic field is applied in the z direction, the magnetocaloric quantities have the normal behavior (positive values of ΔTad and negative values of ΔSiso with ΔB > 0). When the magnetic field is applied in a direction different from the z axis, the magnetocaloric quantities can show the inverse behavior (negative values of ΔTad and positive values of ΔSiso with ΔB > 0) or the anomalous behavior (change of sign in the curves of ΔTad and ΔSiso). Similar results have also been obtained for a system with J = 7=2.
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Efeito da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de compostos metálicos: um estudo sistemático / Anisotropic effect on the magnetocaloric properties of metallic compounds: a systematic study

Julieth Caro Patiño 24 February 2014 (has links)
O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética.O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética. O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (ΔSiso) e pela variação da temperatura em um processo adiabático ΔTad.Apesar dos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos publicados nessa área, muitos aspectos desse efeito ainda não são bem compreendidos.Nesse trabalho discutimos os efeitos da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de um sistema de momentos magnéticos localizados. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de spins interagentes com um termo de anisotropia uniaxial do tipo DS2 z , onde D é um parâmetro. Nesse modelo, em que o eixo z é a direção de fácil magnetização, a magnitude do parâmetro de anisotropia e a direção do campo magnético aplicado têm um papel fundamental no comportamento das grandezas magnetocalóricas ΔSiso e ΔTad. Realizamos um estudo sistemático para um sistema com J = 1 aplicando o campo magnético em diferentes direções. Os resultados mostram que, quando o campo magnético é aplicado ao longo da direção z, as grandezas magnetocalóricas apresentam o comportamento normal (valores positivos de ΔTad e valores negativos de ΔSiso para ΔB > 0). Quando o campo magnético é aplicado em uma direção diferente do eixo z, as grandezas magnetocalóricas podem apresentar o comportamento inverso (valores negativos de ΔTad e valores positivos de ΔSiso para ΔB > 0) ou o comportamento anômalo (troca de sinal nas curvas de ΔTad e ΔSiso). Resultados equivalentes também foram obtidos para um sistema com J = 7=2. / The magnetocaloric effect, i.e., heating and/or cooling of a magnetic material subjected to magnetic field variation is the basis of magnetic refrigeration. The magnetocaloric effect is caracterized by the entropy change in an isothermic process (ΔSiso) and by the temperature change in an adiabatic process (ΔTad). Despite the large number of experimental and theoretical works published in this area, there are many aspects of the magnetoccaloric effect which are not yet completely understood.In this work we discuss the effects of anisotropy on the magnetocaloric properties of a system of localized magnetic moments. In order to do that, we used a model of interacting spins with a uniaxial anisotropy term DS2 z , where D is a parameter. In this model, where the z axis is the easy magnetization direction, the magnitude of the anisotropy parameter and the direction of the applied magnetic field have an important role in the behavior of the magnetocaloric quantities ΔSiso and ΔTad. We perform a systematic study for a system with J = 1 by applying the magnetic field in different directions. The results show that, when the magnetic field is applied in the z direction, the magnetocaloric quantities have the normal behavior (positive values of ΔTad and negative values of ΔSiso with ΔB > 0). When the magnetic field is applied in a direction different from the z axis, the magnetocaloric quantities can show the inverse behavior (negative values of ΔTad and positive values of ΔSiso with ΔB > 0) or the anomalous behavior (change of sign in the curves of ΔTad and ΔSiso). Similar results have also been obtained for a system with J = 7=2.
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Preparação de intermetálicos e manganitas para aplicações do efeito magnetocalórico

Vivas, Richard Javier Caraballo 06 July 2017 (has links)
Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-07-06T19:18:30Z No. of bitstreams: 1 mestrado.pdf: 10513746 bytes, checksum: a7e2f977b739ba0ba5022409d941a8f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-06T19:18:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mestrado.pdf: 10513746 bytes, checksum: a7e2f977b739ba0ba5022409d941a8f0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Em 1881 E. Warburg observou o efeito causado ao aplicar um campo magnético externo em uma amostra de ferro (Fe), observando que a temperatura do material se altera devido à aplicação do campo. Este fenômeno foi chamado, de efeito magnetocalórico (EMC) e pode ser visto desde um processo adiabático como as mudanças na temperatura do material e desde um processo isotérmico com troca de calor e variação na entropia magnética. A principal aplicação do EMC é a refrigeração magnética e tem sido estudado por vários pesquisadores em todo o mundo. Eles estão orientados ao desenvolvimento de materiais magnetocalóricos, como por exemplo, as ligas intermetálicas e as manganitas abordadas neste trabalho. O processo de fabricação das ligas intermetálicas apresenta complicações devido à forma de preparação: fusão em forno a arco voltaico. Portanto, a motivação deste trabalho de dissertação é o desenvolvimento e otimização de técnicas de sintetização de uma amostra monofásica intermetálica para futuros estudos do EMC. As amostras da família tipo RM4B (onde R = Y, La e Lu, M = Mn, Fe, Co e Ni) foram preparadas em um forno a arco, em atmosfera inerte de Argônio (Ar). Na primeira etapa de fabricação as amostras foram confeccionadas com quantidades exatas dos elementos constituintes. Uma segunda etapa de fabricação foi feita utilizando uma quantidade adicional de 3,4% de Y para sintetizar a subfamília YM4B (onde M = Fe, Co e Ni). As amostras foram tratadas termicamente durante 10 dias a 1223 e 1323 K e, mediante medidas de difração de raios X (DRX) foram caracterizadas e, estudadas levando em conta sua forma de preparação. Na segunda etapa de fabricação foi obtida uma amostra monofásica de YCo4B, na qual foram feitas as medições magnéticas de magnetização e susceptibilidade magnética. As manganitas são compostos cerâmicos com estrutura do tipo Perovskita, e sua forma de preparação já é conhecida. Neste trabalho preparamos as manganitas La0,6Sr0,4MnO3 por meio da técnica de Pechine, ou como também é chamada Sol-gel. As amostras foram calcinadas a distintas temperaturas para estudarmos a obtenção de amostras monofásicas com tamanhos de partículas (grão) com dimensões nanométricas. Para esse estudo se utilizou os resultados das medidas de difração de raios X e medidas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde foi possível observar que ao aumentar a temperatura de tratamento obtínhamos maiores tamanho de partículas (grãos). / In 1881 E. Warburg measured the effect caused by applying an external magnetic field in a sample of iron (Fe), noting that the material temperature changes due to application of the field. This phenomenon has been called then magnetocaloric effect (MCE) and can be seen from an adiabatic process as changes in material temperature and an isothermal process since as a heat exchange and variation in the magnetic entropy. The main application of MCE is the magnetic refrigeration and has been studied by several investigators worldwide. They are oriented in synthesizing the development of magnetocaloric materials, such as intermetallic alloys and manganites, discussed in this work. So one of the motivations of this dissertation work is the development and optimization of techniques for synthesizing of single phase intermetallic sample for future studies of MCE. The family RM4B type samples (where R = Y, La and Lu, M = Mn, Fe, Co and Ni) were prepared in an arc melting furnace in an inert atmosphere of Argon (Ar). In the first stage of manufacturing samples were fabricated with exact amounts of the constituent elements. A second manufacturing stage was carried out using an additional amount of 3.4 % of Y to synthesize the YM4 B subfamily (where M = Fe, Co and Ni). The samples were annealed for 10 days at 1223 and 1323 K and by measurements of X-ray diffraction (XRD) were characterized and studied in form of preparation. In the second stage of manufacture was obtained one sample phase YCo4B, in which the measurements were made magnetic magnetization and magnetic susceptibility. The manganites are ceramic type perovskite compounds, their preparation is simpler than the preparation of intermetallic alloys. In this work, we synthesize the manganites La0.6Sr0.4MnO3 by Pechine technique, or as it is also called Sol-gel. The samples were calcined at different temperatures to analyze the effects of heat treatment on the crystallization and formation of particle sizes. For this study was used the results from mean X-ray diffraction measurements and scanning electron microscopy (SEM), obtaining that increasing the temperature of the treatment effect of sintering is higher, and therefore the sizes of the particles (grains) are larger.

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