Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3730.pdf: 2572602 bytes, checksum: 22ea795f7954d00c959f0b06c4adad81 (MD5) Previous issue date: 2011-04-15 / Universidade Federal de Minas Gerais / Ni-based amorphizable alloys in the bulk form show a good combination of properties, with high mechanical strength and hardness, good ductility and excellent corrosion resistance. These alloys have been used in recent technological applications, for example, in pressure sensors and micro-geared motors. Particularly, Ni-Nb-Zr alloys with amorphous structure show, in addition to good mechanical properties, excellent corrosion resistance in acid medium due to the formation of a Nb- and Zr-rich passive film. In this context, the purpose of this project is to develop Ni-Nb-Zr alloys with high glass-forming ability (GFA) by using the topological &#955; criterion combined with the average electronegativity difference, &#916;e , and to carry out its mechanical characterization by nanoindentation. Ni45.5Nb23Zr31.5, Ni50Nb28Zr22, Ni57Nb17.5Zr25.5 and Ni79Nb8.5Zr12.5 alloys were selected and produced in the form of melt-spun ribbons and copper mold cast wedges. The samples were analyzed by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS), X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC) and nanoindentation. Results from the processing of wedge samples revealed the highest GFA for the Ni50Nb28Zr22 alloy, which presented 60% of amorphous fraction for a thickness of 200 &#956;m and 23% for thickness of 320-480 &#956;m. The alloy Ni45.5Nb23Zr31.5 showed the second highest GFA, making possible to obtain 14% of amorphous fraction for a thickness of 240 &#956;m. The hardness and reduced elastic modulus of the ribbon samples increased in the following order: Ni45.5Nb23Zr31.5 < Ni50Nb28Zr22 < Ni57Nb17.5Zr25.5. For the Ni50Nb28Zr22 alloy, it was attained higher hardness and elastic modulus and lower plastic energy for the wedge compared to the ribbon, which can be ascribed to the higher amount of free volume in the structure of the amorphous ribbon. The compressive yield stress (&#963;y,C) of this alloy was estimated to be 2.5 and 3.2 GPa for ribbon and wedge, respectively. viii / As ligas amorfizáveis de grande volume ou maciças à base de Ni apresentam boa combinação de propriedades, com altos valores de resistência mecânica e dureza, boa dutilidade e excelente resistência à corrosão. Essas ligas têm sido utilizadas em recentes aplicações tecnológicas, por exemplo, em sensores de pressão e em motores com microengrenagens. Especificamente, as ligas Ni-Nb-Zr com estrutura amorfa apresentam, além de boas propriedades mecânicas, excelente resistência à corrosão em meio ácido pela formação de um filme passivo rico em Nb e Zr. Nesse contexto, a proposta do presente trabalho é o desenvolvimento de ligas com alta tendência de formação de estrutura amorfa (TFA) do sistema Ni-Nb-Zr pela aplicação do critério topológico &#955; combinado com a diferença de eletronegatividade média, &#916;e , e sua caracterização mecânica por nanoindentação. Foram selecionadas as ligas Ni45,5Nb23Zr31,5, Ni50Nb28Zr22, Ni57Nb17,5Zr25,5 e Ni79Nb8,5Zr12,5, produzidas na forma de fita por melt-spinning e de cunha por fundição em molde de cobre. As amostras foram caracterizadas por espectrometria de massa por ionização acoplada por plasma (ICP-MS), microscopia eletrônica de varredura/espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS), difratometria de raios X (DRX), calorimetria diferencial de varredura (DSC) e nanoindentação. Os resultados do processamento de amostras em forma de cunha apontaram maior TFA para a liga Ni50Nb28Zr22, que apresentou 60% de fração amorfa para uma espessura de 200 &#956;m e 23% para espessura de 320-480 &#956;m. A liga Ni45,5Nb23Zr31,5 apresentou a segunda maior TFA, possibilitando a obtenção de 14% de fração amorfa para uma espessura de 240 &#956;m. A dureza e o módulo elástico reduzido das amostras de fita aumentaram na seguinte seqüência: Ni45,5Nb23Zr31,5 < Ni50Nb28Zr22 < Ni57Nb17,5Zr25,5. A liga Ni50Nb28Zr22 apresentou maior dureza, maior módulo elástico e menor energia plástica na forma de cunha do que na forma de fita, o que pode ser atribuído ao maior volume livre contido na estrutura da fita. A tensão de escoamento em compressão (&#963;y,C) da liga Ni50Nb28Zr22 foi estimada em 2,5 e 3,2 GPa em forma de fita e de cunha, respectivamente.

Orientador: Marcelo Knobel / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-31T23:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pirota_KleberRoberto_D.pdf: 7210196 bytes, checksum: c9218cbcb20790395e19215f5ecf5a7f (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Esta tese mostra os resultados de três anos e meio dedicados a investigação do fenômeno da Magnetoimpedância gigante (GMI) em fitas ferromangéticas amorfas e microfios amorfos cobertos por uma camada de vidro. Os resultados obtidos em microfios comprovaram a viabilidade da sua utilização em aplicações que usam o fenômeno da Magnetoimpedância. Com relação às fitas, com a indução de anisotropia transversal mediante tratamentos térmicos com tensão, deixou-se claro a possibilidade de se construir um sensor de tensão que faz uso da GMI. Além do trabalho experimental, que envolveu caracterização magnética de amostras, tratamentos térmicos e medidas de GMI, também foi dada uma contribuição teórica no que diz respeito ao entendimento da influência de anisotropias magnéticas e sua distribuição no efeito da GMI / Abstract: This work shows the results of the Giant Magnetoimpedance (GMI) investigations in ferromagnetics ribbons and glass-covered amorphous microwires. The results in microwires demonstrate the viability of its use for GMI applications. Concerning the ribbons, with induced transversal magnetic anisotropy by means of stress-annealing, the possibility of its use as a stress sensor was comproved. In addition witn the experimental work, also some theoretical contribution was done in order to clarify the influence of anisotropies and its distribution on GMI effect / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-19T20:17:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aranha_Norberto_D.pdf: 4246155 bytes, checksum: 5ad77bfcc4d353e786e72117e6e27b0a (MD5) Previous issue date: 1994 / Doutorado

Orientador: Helion Vargas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-26T13:33:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_GilsonAlbertoRosa_M.pdf: 1179784 bytes, checksum: e5ff16f5171a24dc946d79951dc65b11 (MD5) Previous issue date: 1987 / Resumo: Este trabalho é composto de duas partes: na primeira abordaremos o cálculo de eficiência quântica radiativa de íons fluorescentes dopado em vidro; na segunda, tema central deste trabalho, discutiremos a aplicação da espectroscopia fotoacústica em vidro, utilizando o método de separação de espectros na fase. Este método permitirá fazer uma comparação com os espectros de absorção convencional e estimar o valor dos tempos de relaxação térmica não radiativo / Abstract: The use of photoacoustic technique for obtaining absolute values of fluorescence quantum efficiencies for Nd3+ in glass was investigated primarily our main purpose is the possibility of using the phase shift of the photoacoustic signal of different constituents of composite sample for re solving the spectra of each constituent, at a fixed modulation frequency. The proposed method is experimentally tested using soda-lime silica glass samples doped with binary oxide mixtures. The agreement between the phase-resolved spectra and the ones of the single oxide doped sample is quite good. From the phase-resolving angles of each spectrum the photoacoustic nonradiative relaxation time is also estimated. / Mestrado / Física / Mestre em Física

A falta de ordenamento atômico de longo alcance dos vidros metálicos produz propriedades superiores em comparação com as mesmas ligas em condição cristalina. Ligas amorfas à base de Zr se oxidam facilmente, tornando-se frágeis, além do aumento do oxigênio levar a um aumento na taxa crítica de resfriamento necessário para a formação de vidro. O presente estudo mostrou a influência do oxigênio e da taxa de resfriamento (representada pelo diâmetro da amostra) na formação de fases cristalinas em duas ligas amorfas baseadas em Zr: Zr48Cu46,5Al4Nb1,5 e Zr52,5Cu17,9Ni14,6Al10Ti5 (Vit 105). As amostras de cada liga foram produzidas por fusão à arco elétrico com coquilhamento em molde de cobre refrigerado à água obtendo-se amostras de 2, 3, 4, 5 e 6 mm de diâmetro. As técnicas de caracterização empregadas foram medidas de oxigênio em equipamento LECO pelo princípio de fusão em gás inerte, quantificação da fração amorfa por análise de imagem de microscopia ótica, identificação das fases cristalinas por difração de raios-X (DRX) convencional e síncrotron, realização de refinamento Rietveld para quantificação da fração amorfa pelo método do grau de cristalinidade no software TOPAS e da fração das fases cristalinas, análises de microscopias eletrônicas de varredura (MEV) e de transmissão (MET). A fração amorfa formada nas ligas tende a diminuir com o aumento do oxigênio e com o aumento do diâmetro da amostra. Foram criados os mapas de formação de fases para ambas as ligas, onde observou-se que a liga Vit 105 possui uma maior tendência de formação vítrea (TFV) do que a liga Zr48Cu46,5Al4Nb1,5. / The lack of long-range atomic ordering in metallic glasses produces better properties when compared with the same alloys in crystalline condition. Zr-based amorphous alloys easily oxidize and becomes brittle with oxygen increases, leading to an increase in the critical cooling rate required for glass formation. This study aimed to analyze the influence of oxygen and cooling rate (represented as sample diameter) on the crystalline phase formation in two amorphous alloys based on Zr: Zr48Cu46.5Al4Nb1.5 and Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5 (Vit 105). The samples were produced by electric arc-melting followed by suction casting in a water-cooled copper mold producing samples with 2, 3, 4, 5 and 6 mm in diameter. The characterization techniques used were: oxygen measurement in LECO equipment by the fusion inert gas principle, optical microscopy to amorphous fraction quantification by image analysis, conventional and synchrotron X-ray diffraction (XRD) to identification of crystalline phases by Rietveld refinement with quantification of the amorphous fraction by the degree of crystallinity method on TOPAS software along with quantification of crystalline phases, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The amorphous fraction formed in the alloys tended to decrease with increasing oxygen content and sample diameter. Phase formation maps were created for both alloys, where it was observed that Vit 105 alloy has a higher glass forming ability (GFA) than Zr48Cu46.5Al4Nb1.5 alloy.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4703.pdf: 5539056 bytes, checksum: 8b74f224bfc99058ad84066fda3436cd (MD5) Previous issue date: 2012-10-15 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work presents the study of two models of glass-forming liquids using molecular dynamics simulations. The first model aims to analyze the effects on glassy dynamics which allow the enhancement of the glass formability on metallic glass formers. The Pd45Ni55 binary alloy and the Pd35Ni55Pt10 ternary one are modeled via the Embedded Atom method interaction potential, which is known to efficiently reproduce mechanical and structural properties in metallic compounds. Results of the dynamic susceptibilities indicate that the addition of Pt to the binary alloy favors its glass formability, given that such addition allowed the enhancement of collective dynamics. The conclusion is that the change on the medium range structure influences the increased collectivity found in the system. The second model aims to analyze the diffusion mechanisms and characterize the glassy dynamics of a supercooled network glass-forming liquid. The material to be modeled is lithium disilicate, which is a well studied material due to its versatility and applicability in both industry and academia. The Buckingham interaction potential is employed to model lithium disilicate in liquid and glassy phases. Results of dynamical and structural properties show excellent agreement with available experimental data. However, the decoupling between diffusion and relaxation, which is equivalent as the break-down of the Stokes-Einstein relation, occurs far above the melting temperature calculated via simulation, in strong disagreement with experimental observations. Nevertheless, dynamic heterogeneities present in the supercooled liquid are well characterized through the analysis of the distribution of displacements and atomic visualizations. / O estudo de dois modelos de líquidos formadores de vidros via simulações de dinâmica molecular é apresentado neste trabalho. O primeiro modelo objetiva analisar os efeitos na dinâmica vítrea que possibilitam o aumento na capacidade de formação vítrea em formadores de vidros metálicos. As ligas binária, com a composição Pd45Ni55 e ternária, Pd35Ni55Pt10, são modeladas utilizando o potencial de interação do método Embedded Atom, que é reconhecidamente eficaz em reproduzir as propriedades mecânicas e estruturais de compostos metálicos. Os resultados de susceptibilidades dinâmica indicam que a adição de Pt à liga binária favorece sua capacidade de formação vítrea, haja vista que tal adição promoveu o aumento na coletividade dinâmica no sistema. A conclusão do estudo das ligas metálicas é que a mudança na estrutura de médio alcance tem influência no aumento da dinâmica coletiva observado no sistema. O segundo modelo tem como objetivo analisar os mecanismos de difusão e caracterizar a dinâmica vítrea de um formador de vidro do tipo rede na condição de super-resfriamento. O material modelado é o dissilicato de lítio, um material bastante estudado por sua versatilidade e aplicabilidade na indústria e no meio acadêmico. O potencial de interação de Buckingham é adotado para a modelagem do dissilicato de lítio nas fases líquida e vítrea. Os resultados de propriedades dinâmicas e estruturais apresentam uma excelente concordância com os dados experimentais disponíveis. No entanto, o desacoplamento entre difusão e relaxação, que é equivalente à violação da relação de Stokes-Einstein, ocorre em uma temperatura acima do ponto de fusão calculado para o modelo, em evidente desacordo com a observação experimental. Apesar disso, as heterogeneidades dinâmicas presentes no líquido superresfriado são bem caracterizadas a partir da análise da distribuição de deslocamentos e de visualizações atômicas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseLCRA.pdf: 3061195 bytes, checksum: 49a9f64a46618a18f18bccd0272a07ae (MD5) Previous issue date: 2007-03-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / The understanding of the law that explain why certain alloys form amorphous structure by cooling the molten melt under cooling rates lower than others alloys remains as one of the great challenges of the materials science and engineering. There is not only scientific but also technological importance in determining the best compositions that can form such metastable structures with larger simplicity. In an effort for elucidating part of this mystery diverse models and criteria are promising: i) of topological instability, "&#955; criterion", and ii) the thermodynamic approach, "&#947;* criterion". The application of this last one in binary systems showed excellent prediction of the amorphous former compositions. Although, experimental results through the years have proven that multi-component systems, especially ternary ones, are more suitable to form bulk samples with amorphous structure. The goal of this thesis is to search compositions with high glass forming ability, by means of the application of models and criterions focusing on systems based on chemical elements of relative low cost. An extension of the &#947;* criterion , for ternary systems, was developed and valided for Cu-Zr-Al alloys. That extension of the &#947;* criterion was, combined with the &#955;-criterion , applied to select new alloy compositions with high glass forming ability in Ni-Ti and Ni-Nb-B systems. The combined use of both criterions was quite powerful tool in the selection of alloys with the higher GFA. / O entendimento das leis que explicam por que determinadas ligas formam estrutura amorfa pelo resfriamento a partir do estado fundido sob taxas de resfriamento menores do que outras ligas permanece como um dos grandes desafios da ciência e engenharia de materiais. O entendimento desse aspecto fundamental dessa nova classe de materiais metálicos tem uma importância tecnológica bastante grande, pois possibilitará a descoberta de novas composições de ligas com alta Tendência de Formação de Estrutura Amorfa, TFA. Nesse sentido, diversos modelos/critérios têm sido propostos para correlacionar aspectos composicionais com a TFA, com destaque para os modelos: i) de instabilidade topológica, critério &#955; , e ii) aproximação termodinâmica, critério &#947;* . A aplicação deste último em sistemas binários se mostrou excelente na predição de composições formadoras de amorfos. Resultados experimentais ao longo dos anos evidenciaram que sistemas multicomponentes, no mínimo ternários, são mais adequados para formar amostras de grande volume com estrutura amorfa. O objetivo desta tese foi buscar novas composições de ligas que apresentem alta TFA, em sistemas baseados em elementos metálicos tradicionais e acessíveis, mediante a aplicação dos modelos/critérios já estabelecidos. Uma extensão ao critério &#947;* para sistemas ternários foi desenvolvida e validada para ligas do sistema Cu- Zr-Al. Essa extensão do critério &#947;* foi, combinada com o critério &#955;, aplicada para a seleção de novas ligas com alta TFA nos sistemas Ni-Ti e Ni-Nb-B. O uso combinado de ambos os modelos se mostrou ferramenta bastante poderosa na seleção de ligas com a maior TFA.

Os vidros metálicos baseados em Cu-Zr representam uma classe bastante promissora para a categoria de materiais estruturais, tendo em vista suas interessantes propriedades resultantes da natureza amorfa. Sabe-se que o oxigênio tem grande influência na formação da estrutura amorfa e consequentemente nas propriedades dessa classe de materiais. No presente trabalho, ligas amorfas baseadas em Cu-Zr foram analisadas termicamente a fim de se observar o comportamento das mesmas frente à contaminação com oxigênio. As análises térmicas foram realizadas em um equipamento de calorimetria exploratória diferencial (DSC), e as temperaturas características como de transição vítrea, cristalização, fusão e líquidus foram determinadas. Concluiu-se que conforme a literatura apresenta, o processo de cristalização é favorecido pela presença de oxigênio, causando uma queda na energia de ativação dos processos de cristalização das ligas trabalhadas. Através de ensaios que simularam tratamentos térmicos, cristalizou-se controladamente as amostras amorfas baseadas em Cu-Zr a fim de formar compósitos entre cristais e vidros metálicos buscando diminuir a fragilidade das ligas. / Cu-Zr-based bulk metallic glasses represent a very promising class of structural materials with interesting properties resulting from the amorphous nature. It is known that oxygen has a great influence on the formation of the amorphous structure and consequently on the properties of these materials. In the present work, Cu-Zr-based amorphous alloys were thermally analyzed in order to observe their behavior against oxygen contamination. Thermal analyzis were performed on a differential scanning calorimetry (DSC) equipment, and characteristic temperatures as glass transition, crystallization, melting and liquidus were determined. It was concluded that, according to the literature, the crystallization process is favored by the presence of oxygen, causing a decrease in the activation energy of the crystallization processes of the worked alloys. Through tests that simulated heat treatments, the amorphous samples were crystallized in order to form composites between crystals and metallic glasses in order to reduce the brittleness of the alloys.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5591.pdf: 65197476 bytes, checksum: 0562626136c2cda8c961be66e989832e (MD5) Previous issue date: 2013-11-08 / Universidade Federal de Sao Carlos / In recent years the study of bulk metallic glasses (BMG) is being of great scientific and technological interest due to their unique properties (the lack of long range atomic order in the structure and compositional homogeneity similar to the liquid state). These alloys show better mechanical properties, superior corrosion resistance, high yield stress and fracture toughness, if compared to their crystalline counterparts. However, a physical understanding of disordered structure and how it affects the properties of metallic glasses is still considered one of the great challenges in Condensed Matter Physics and Materials Science. Since the Mechanical Spectroscopy technique is sensitive to phase transitions and dynamical processes, it provides the anelastic spectra (internal friction and oscillation frequency) as function of temperature, through which relevant informations to the understanding of structural and vibrational changes of metallic glasses are obtained. In this study, the mechanical spectroscopy technique was used to investigate dynamic processes related to elastic and electronic contributions of atomic motions and clusters, as well as other changes in the atomic bonds on the glassy and partially crystallized alloys of the ternary system Cu-Zr-Al. The samples were obtained combining criteria of the minimum topological instability and the average electronegativity (&#955;min&#8729;&#916;&#275;), and were investigated at temperatures above and below room temperature (300 K) with applied frequencies in Hz, kHz and MHz magnitude order. Above room temperature, the application of alternated stresses in the order of Hz and KHz allowed us to observe structural changes involving atomic rearrangements due to anelastic, viscoelastic and thermoelastic aspects present in the relaxation process. In this temperature range, the viscoelastic and thermoelastic character overlaps the anelastic relaxation mechanisms that could be observed in metallic glasses. Analysis of samples with nominal composition Cu54Zr40Al6 - nanocrystalline and vitreous - show that the anelastic relaxation processes begin below room temperature, and are dependent of the applied frequency. When the applied frequencies are in the Hz magnitude order, some clusters have their shell affected by the alternate elastic stresses. When the samples are excited with kHz order of magnitude frequencies, two well-defined relaxation centers will appear. This phenomenon is caused by the movement of clusters which are created and annihilated at the same time the stress is applied. When the applied stresses are of MHz magnitude order, the clusters are rearranged in a more efficient way, in which the less stable clusters involving Zr are annihilated and clusters with Al or Cu at their centers are reordered in order to promote the stability of the icosahedral structure embedded in the amorphous matrix. Under applied mechanical energy corresponding to the MHz frequencies, more stable structures are created and the clusters approach, interact and interpenetrate each other, giving rise to the free bond planes where the superclusters rearrange leading to the formation of medium range chains. Under persistent mechanical stimulation in MHz, the structures begin to form long-range order that lead to formation of the first crystalline precipitates. Those purely anelastic relaxation mechanisms are initiated at low temperatures, and in most cases, it´s not possible to observe them at higher temperatures due to the viscoelastic and thermoelastic character, which generally occur simultaneously in metallic glasses. / Nos últimos anos, o estudo e o processamento dos vidros metálicos de grande volume (BMG Bulk Metallic Glasses), em sistemas multicomponentes, tem sido de grande interesse científico e tecnológico devido as suas propriedades únicas: como a falta de regularidade atômica de longo alcance e a sua homogeneidade composicional semelhante ao estado líquido. Estas ligas apresentam melhores propriedades mecânicas, resistência à corrosão e alta resistência à fratura quando comparado a sua contraparte cristalina. No entanto, um compreensivo entendimento físico da estrutura desordenada e de como a mesma afeta as propriedades dos vidros metálicos, ainda é considerado um dos grandes desafios na Física da Matéria Condensada e na Ciência dos Materiais. A Espectroscopia Mecânica que fornece o espectro anelástico (atrito interno e frequência de oscilação) em função da temperatura é considerada uma técnica sensível a transições de fase e a processos dinâmicos, através da qual são obtidas informações relevantes para a compreensão das alterações estruturais e vibracionais dos vidros metálicos. Neste estudo, foi utilizada a técnica de Espectroscopia Mecânica para investigar os processos dinâmicos relacionados a contribuições elásticas e eletrônicas devido aos movimentos atômicos e de cluster, bem como, as demais mudanças nas ligações atômicas nas ligas vítreas e parcialmente cristalizadas do sistema ternário Cu-Zr-Al. As amostras obtidas com base no diagrama topológico combinado &#955;min&#8729;&#916;&#275; foram investigadas em temperaturas acima e abaixo da temperatura ambiente (300 K) com frequências da ordem de Hz, kHz e MHz. Acima da temperatura ambiente, aplicando tensões alternadas em Hz e kHz, foi possível observar as mudanças estruturais que envolvem rearranjos atômicos devidos aos aspectos anelástico, viscoelástico e termoelástico presentes no processo de relaxação. Nesta faixa de temperatura, o caráter viscoelástico e termoelástico sobrepõe os mecanismos de relaxação anelástica que poderiam ser observados nos vidros metálicos. Em temperaturas abaixo da ambiente, as amostras de composição nominal Cu54Zr40Al6 - vítreas e nanocristalinas - mostram que os processos de relaxação anelástica se iniciam abaixo da temperatura ambiente e são dependentes da frequência aplicada. Nas frequências aplicadas em escala Hz, alguns clusters tem sua blindagem afetada pelas tensões elásticas alternadas. Quando as amostras são excitadas com uma frequência da escala de kHz surgem dois centros de relaxação bem definidos que envolvem a movimentação de clusters que tendem a ser criados e aniquilados ao mesmo tempo em que a tensão é aplicada. Em tensões aplicadas na ordem de MHz, os clusters passam a se reordenar de forma mais eficiente, de modo que, os clusters menos estáveis que envolvem o Zr são aniquilados e os clusters que possuem Al ou Cu em seu centro são reordenados de forma a promover a estabilidade da estrutura icosaédrica dentro da matriz amorfa. Conforme as energias mecânicas em MHz são aplicadas, mais estruturas estáveis são criadas de forma que os clusters tendem a aproximar, interagir e se interpenetrar dando origem aos planos de ligações livres por onde os superclusters passam a se reordenar originando cadeias de médio alcance. Com indefinidos estímulos mecânicos em MHz, as estruturas tendem a formar os primeiros precipitados cristalinos. Estes mecanismos de relaxação puramente anelástica se iniciam em baixas temperaturas, e na maioria das vezes, não são possíveis de serem observados em altas temperaturas devido ao caráter viscoelástico e termoelástico que, em geral, ocorrem simultaneamente nos vidros metálicos.

Orientador: Rubens Caram Junior, Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T00:28:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pecanha_RockfellerMaciel_D.pdf: 3378865 bytes, checksum: f292a59197a7f7161feaac791fa60e86 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi obter ligas amorfas em volume metálicas e magnetocalóricas através dos processos de centrifugação e injeção. Para isto foi necessária a construção de uma injetora em vácuo de ligas metálicas. Testes para confirmar a possibilidade de obtenção de novas ligas amorfas em volume através destes processos foram feitos com composições conhecidas de ligas amorfas. A liga Fe43,6355Cr4,925Co4,925Mo12,608Mn11,032C15,563B5,8115Y1,5, conhecida como aço amorfo estrutural, foi obtida amorfa em volume por centrifugação com espessura de 1 mm. As ligas Zr52,5Ti5Al10Cu17,9Ni14,6 e Cu55Zr30Ti10Ni5 foram obtidas amorfas em volume por injeção, comprovando a eficiência da injetora desenvolvida no presente trabalho. A partir de uma tríade de critérios para amorfização baseada no princípio da confusão, eutéticos profundos e viscosidade elevada foram desenvolvidas novas composições de ligas. A liga Gd55Ga20Si20Ge3B2 foi obtida amorfa em volume por centrifugação e apresentou o efeito magnetocalórico tipo mesa com a maior extensão da literatura, ?T = 142 K para variação de campo magnético de 1 T, sendo também a única liga amorfa em volume magnetocalórica à base de Gd. As ligas Gd50Al23Mn23B2Ga2 e Fe43,6355Cr4,925Co4,925Ni12,608Mn11,032C15,563B5,8115Y3,0 foram composições desenvolvidas no presente trabalho que obtiveram a fase amorfa, mas não em volume, utilizando o equipamento splat-cooler. Os resultados obtidos são relevantes e indicam novos caminhos para a construção de regeneradores magnéticos e de injetoras a vácuo / Abstract: The aim of this work was to obtain metallic and magnetocaloric bulk amorphous alloys through centrifugation and injection processes. In order to obtain metallic bulk amorphous alloys a vacuum injection apparatus was built. For testing the centrifugation and injection equipments, known metallic bulk amorphous alloys were used. The alloy classified as structural amorphous steel, Fe43,6355Cr4,925Co4,925Mo12,608Mn11,032C15,563B5,8115Y1,5, was obtained in bulk amorphous by centrifugation with a thickness of at least 1 mm. The Zr52,5Ti5Al10Cu17,9Ni14,6 and Cu55Zr30Ti10Ni5 alloys were obtained in bulk amorphous by injection. For obtaining amorphous alloys it was used three relevant rules: confusion principle, deep eutectics, and high viscosity. The Gd55Ga20Si20Ge3B2 alloy was obtained amorphous in bulk by centrifugation and showed the largest table-like magnetocaloric effect, ?T = 142 K for a magnetic field variation of 1 T, and it is the unique based-Gd magnetocaloric bulk amorphous alloy. The Gd50Al23Mn23B2Ga2 and Fe43,6355Cr4,925Co4,925Ni12,608Mn11,032C15,563B5,8115Y3,0 alloys were developed in this work and only obtained as amorphous alloys, not in bulk, using the splat-cooler equipment. The results obtained are important and show new ways for obtaining new magnetocalric materials for magnetic refrigerators and vacuum injection apparatus / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica