Tese de mestrado. Engenharia de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

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.

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

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

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

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

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

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.

Submitted by Etelvina Domingos (etelvina.domingos@ufpe.br) on 2015-03-12T19:05:15Z No. of bitstreams: 2 TESE Maria Danielle Marques.pdf: 22782720 bytes, checksum: 356f51640a480d28fe67c9c8fdb4e769 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T19:05:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 TESE Maria Danielle Marques.pdf: 22782720 bytes, checksum: 356f51640a480d28fe67c9c8fdb4e769 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-01-30 / CNPq CAPES FACEPE / Esta tese é o resultado da investigação de dois temas: os rutenatos pirocloros Gd2−xMxRu2O7 (0 ≤ x ≤ 2), com M = Ho ou Y; e os novos materiais supercondutores Zr1−xNbxB2 (0,01 ≤ x ≤ 0,05). Para a caracterização estrutural de todas as amostras foi utilizada a técnica de difração de raios X (DRX) com análise por refinamento Rietveld e para o estudo morfológico foi utilizada a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os materiais foram também caracterizados por medidas de calor específico, magnetização e resistividade em função da temperatura. Os padrões de difração de raios X com a análise por refinamento permitiram a identificação de compostos com fase única e verificação da variação do parâmetro de rede com o aumento da concentração do dopante de acordo com a lei de Vegard, independente do dopante, para todas as amostras pirocloros e intermetálicas. Verificou-se que a adição de ácido nítrico, na reação do estado sólido melhora a morfologia das amostras pirocloros proporcionando sistemas mais homogéneos em termos de superfície e o tamanho de grão. Os resultados obtidos a partir da microscopia eletrônica de varredura nas amostras de Zr1−xNbxB2 mostrou uma superfície homogênea, sem segregação de fases secundárias e sem presença de aglomerados dos metais componentes, confirmando a formação de uma fase única, bem distribuída por todo o corpo do material. Os estudos das propriedades magnéticas revelaram que a dopagem com Ho e Y, no sítio do íon Gd provoca um aumento e uma diminuição no momento magnético dos compostos, respectivamente, demonstrando que a resposta magnética destes materiais deve-se predominantemente ao Gd. Concluímos que, a adição de Ho na matriz Gd2Ru2O7 pode-se ajustar o ordenamento magnético da amostra alterando-o de antiferromagnético, na ausência de Ho, para ferromagnético na ausência de Gd, enquanto que, as amostras dopadas com Y preservam a ordem antiferromagnética do composto. Medidas magnéticas, elétricas e térmicas realizadas nas amostras intermetálicas revelam que a supercondutividade pode emergir na matriz não-supercondutora ZrB2 para pequenas concentrações de nióbio, com temperatura crítica supercondutora alcançando o valor máximo de 8,2 K para a composição Zr0;96Nb0;04B2. Foi encontrado um possível comportamento não convencional no diagrama de Hc1 versus a temperatura reduzida (T/Tc), que sugere comportamento de duas bandas.

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