Espectroscopia Mössbauer foi usada para investigar as propriedades magnéticas dos compostos antiferromagnéticos CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 e 0,3 à temperatura de 4,2 °K, abaixo da temperatura de Néel. As interações quadripolares medidas à temperatira ambiente, acima da temperatira de Néel, e a 4,2 °K mostram pouca dependência com a concentração. / Mössbauer spectroscopy has been used to investigated the magnetic properties of the antiferromagnetics compounds CO1-xFexCO3 com x= 0,01, 0,05, 0,1 and 0,3 at the temperature of 4,2 °K, below the Néel temperature. The quadrupole interaction measured at room temperature, above the Néel temperature, and at 4,2 °K show little concentration dependence.

Os aços inoxidáveis dúplex possuem uma estrutura bifásica (ferrita e austenita) geralmente em frações aproximadamente iguais. Devido aos altos teores de Cr e Ni, esses aços apresentam alta resistência à corrosão e, por isso, são usados principalmente nas indústrias química, petroquímica e nuclear. Dependendo da sua composição química, os aços dúplex podem sofrer transformação martensítica induzida por deformação, com a transformação de austenita (γ) em martensita (α\'). Essa transformação pode ser revertida mediante tratamento térmico. A austenita é paramagnética, enquanto que a ferrita e a martensita são ambas ferromagnéticas. O objetivo desse trabalho foi estudar a relação entre a estabilidade microestrutural e as propriedades magnéticas de um aço dúplex UNS S32304, o qual apresenta transformação martensítica induzida por deformação. Amostras desse aço com redução em espessura de 80% foram recozidas isotermicamente em várias temperaturas até 800ºC por 1 h e resfriadas em água. A partir de laços de histerese obtidos em temperatura ambiente foram obtidos os valores de magnetização de saturação (Ms) e campo coercivo (Hc) para essas amostras. Além das medidas magnéticas essas amostras foram caracterizadas via difração de raios X, testes de dureza, microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (εEV). Em relação ao εEV foram utilizadas as técnicas de EBSD (do inglês \"eléctron backscatter diffraction\") e ECCI (do inglês \"electron channeling contrast imaging\"). Medidas de magnetização (in situ) em função da temperatura (até 1000ºC) também foram obtidas para o material deformado, a partir das quais foi determinada a temperatura de Curie (Tc) do mesmo. Uma simulação das fases presentes no material em função da temperatura foi obtida utilizando-se o software Thermo-Calc©. Para as amostras recozidas isotermicamente, a inspeção metalográfica mostrou que para 600-700ºC o material apresenta um aspecto fragmentado na microestrutura. Esse aspecto fragmentado é uma evidência da reversão da martensita em austenita. Para a amostra recozida em 700ºC precipitados foram encontrados principalmente na austenita, a qual parece estar recristalizada. Indícios de recristalização da ferrita também foram observados para essa amostra. De acordo com o Thermo-Calc© os precipitados observados são provavelmente do tipo M23C6 (M = Fe, Cr) e Cr2N. A dureza do material apresenta uma queda evidente a partir de 500ºC, relacionada aos fenômenos de recristalização do material e reversão da martensita. Tal como a dureza, Ms e Hc também decaem a partir de ~ 500ºC. A reversão da martensita em austenita e a decomposição da ferrita (α) contribuem para a diminuição de Ms. As medidas magnéticas in situ também forneceram evidências da transformação α → γ + precipitados a partir do comportamento de Tc. Apesar do aspecto fragmentado da microestrutura e da precipitação, não foi observado um comportamento de \"pico\" em Hc em consequência da reversão da martensita em austenita. Isso indica que, no presente estudo, o fator que mais influenciou Hc foi a maior mobilidade das paredes de domínios magnéticos na fase ferrítica, em consequência dos efeitos de recuperação e recristalização. / Duplex stainless steels have a two-phase structure (ferrite and austenite) in approximately equal fractions. Due to their high Cr and Ni contents, these steels present a high corrosion resistance and, in consequence, they are mainly used in chemical, petrochemical and nuclear industries. Depending on their chemical composition, duplex steels may undergo strain induced martensite, with the austenite (γ) transformation in martensite (α\'). This transformation can be reversed by annealing. The austenite is paramagnetic, whereas ferrite and martensite are both ferromagnetic. The goal of this work was to study the relationship between microstructural stability and magnetic properties of a UNS S32304 duplex steel, which presents strain induced martensite. Samples of this steel with 80% thickness reduction were isotermally annealed at several temperatures up to 800ºC for 1 h and water-cooled. From hysteresis loops taken at room temperature, both saturation magnetization (Ms) and coercive field (Hc) were obtained for these samples. In addition to magnetic measurements these samples were characterized using X-ray diffraction, hardness testing, optical (OM) and scanning electron (SEM) microscopies. Regarding SEM were used both EBSD (eléctron backscatter diffraction) and ECCI (electron channeling contrast imaging) techniques. In situ magnetization measurements in function of temperature (up to 1000ºC) were also performed for the deformed material, from which was determined its Curie temperature (Tc). A simulation of the phases present in the material as a function of temperature was performed using the Thermo-Calc© software. For the isothermally annealed samples, metallographic analysis showed that for 600-700ºC the material presents a fragmented microstructure. Such fragmentation is an evidence of the martensite-to-austenite reversion. For the sample annealed at 700ºC precipitates were found mainly in the austenitic phase, which appears to be recrystallized. Evidences of recrystallization were also found for the ferritic phase in the same sample. According to Thermo-Calc© the observed precipitates are probably M23C6 (M = Fe,Cr) and Cr2N. Material\'s hardness present an evident drop for temperatures higher than 500ºC, due to both recrystallization and martensite-to-austenite reversion phenomena. Like hardness, both Ms and Hc also drop in temperatures higher than 500ºC. The martensite-toaustenite reversion and the ferrite decomposition contribute to Ms decreasing. From the Tc behavior, the in situ magnetic measurements also provided evidences of the transformation α → γ + precipitates. In spite of microstructure fragmentation and precipitation, it was not observed a \"pick\" effect in Hc behavior as a consequence of the martensite-to-austenite reversion. This indicates that, in the present study, the factor that most influenced Hc was the higher mobility of magnetic domain walls in the ferritic phase, due to both recovery and recrystallization effects.

Orientador: Oscar Ferreira de Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataglin / Made available in DSpace on 2018-09-24T18:20:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_TarcisoMesquitade_M.pdf: 3236428 bytes, checksum: f8799c6f4d4ac1a196ca499b0ad67efb (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nesta tese estudamos possíveis origens do Segundo Pico da Magnetização (SPM) em supercondutores de alta e baixa temperatura crítica, usando amostras monocristalinas de Bi2Sr2CaCu2O8+d e de Nb. Para estudar o SPM fizemos medidas de curvas de magnetização M x H e suscetibilidade AC (vs. h e T). Através da aplicação de uma lei de escala, para suscetibilidade AC, obtivemos o expoente de creep na região do SMP. Em amostras de Nb verificamos os efeitos sobre as curvas M x H de não homogeneidades na amostra: deslocamentos de planos e oxigênio intersticial. Em amostras de alta pureza (bulk e monocristalina) observamos que as curvas M x H não apresentam o SPM nem o Efeito Pico, próximo a Hc2.Ao adicionar não homogeneidades nas amostras, através de dopagem com oxigênio e deformação por elongação, observamos o aparecimento do Efeito Pico, de instabilidades termomagnéticas e de anisotropia do campo Hc2. Em amostras de Bi2Sr2CaCu2O8+d observamos que o SPM está associado com a componente do campo aplicado paralela à direção c da rede cristalina, ou seja, que o SPM está relacionado com vórtices de Abrikosov e que vórtices Josephson parecem não influenciar no SPM. Ao clivarmos a amostra observamos que a intensidade do SPM se reduz e diminui a janela de temperatura onde ele é visto. Obtivemos o expoente de creep e observamos que na região do SPM o arrasto dos vórtices diminui em campos que antecedem o HSPM , mas na região de HSPM o arrasto aumenta rapidamente e depois volta a cessar. Interpretamos a variação brusca no expoente de creep como uma mudança de fase no sistema de vórtices, que passa de um estado de quase-rede para um estado emaranhado de vórtices / Abstract: In this thesis we have studied possible origins for the Second Magnetization Peak (SMP) in high and low critical temperature superconductors, using samples of Bi2Sr2CaCu2O8+d and Nb single crystals. To study the SMP we did measurements of magnetization curves (M x H) and AC susceptibility (vs. h and T). We obtained the creep exponent in the SMP region, using a scaling law for the AC susceptibility data. In the Nb samples we have verified the effects on M x H curves due to inhomogeneities like dislocations and interstitial oxygen. In high pure samples (bulk and single crystals) we have observed that the M x H curves do not present either SMP or Peak Effect, near H2c . By adding inhomogeneities in the samples, like doping them with oxygen or deforming by elongation, we have observed the appearance of Peak Effect, thermomagnetic instabilities, and H2c anisotropy. In Bi2Sr2CaCu2O8+d samples we have observed that the SMP is associated with the magnetic field component parallel to the crystal c direction of crystal net. This means that the SMP is related to Abrikosov¿s vortices and that Josephson¿s vortices seem not to influence the SMP. After cleaving the sample we observed that the SMP intensity was reduced and the temperature window were it occurs was decreased. We have obtained the creep exponent and have observed that in the SMP region the vortices creep diminish for fields below HSPM , but around HSPM the creep increases abruptly and after the SPM it decreases again. We have interpreted the abrupt creep exponent variation as a phase transition in the vortex system, that pass from a quasi-lattice state to an entangled vortex state / Mestrado / Física / Mestre em Física

Quando os materiais ferromagnéticos se submetem a campos magnéticos variáveis, experimentam uma mudança na indução que acontece de forma discreta constituindo os saltos de Barkhausen. Estes saltos são conseqüência da interação entre as paredes de domínio se movimentando e os pontos de ancoragem que atuam como barreiras à sua movimentação. Se durante a aplicação do campo variável, coloca-se uma bobina sensora na superfície da amostra, a mudança no fluxo magnético induz uma seqüência de pulsos de tensão elétrica que conformam o sinal de Ruído Magnético de Barkhausen (RMB). Nos últimos anos tem sido publicados trabalhos que mostram que o RMB depende da microestrutura, do teor de carbono, da dureza, do estado de tensões, da deformação, da condição superficial e da anisotropia, fazendo possível utilizá-lo como um método de ensaio não destrutivo para o monitoramento microestrutural de materiais. Esta tese mostra a aplicabilidade do RMB para avaliar a variação microestrutural em juntas soldadas de aço estrutural ASTM A36. A soldagem realizou-se em chapas de 6 mm de espessura com preparação de chanfro em V, com um e dois passes, e com tratamento posterior de alívio de tensões. Fizeram-se a caracterização de microestruturas e microdurezas numa seção transversal da junta soldada. Numa linha na superficie da chapa transversal ao cordão de solda, mediram-se as tensões residuais por difração de raios-X e nas superfícies das chapas, em várias linhas transversais ao cordão de solda, obtiveram-se sinais de RMB. Os sinais de RMB se analisaram no domínio do tempo pelo valor máximo, o valor acima de 80% do máximo, o rms, o rms do envelope, a kurtosis, o skewness e a posição de pico. Analisaram-se no domínio da freqüência o espectro de freqüência na banda completa e em diferentes bandas. Fizeram-se também análises em tempo-escala através da transformada wavelet e wavelet packet, a fim de procurar uma separação do efeito da microestrutura e das tensões residuais. Todos os parâmetros analisados foram grafados em função da distância ao centro do cordão. Obtiveram-se também mapas superficiais com os valores dos parâmetros analisados. Na caracterização microestrutural foi possível identificar tamanhos de zona afetada pelo calor (ZAC) diferentes nas amostras de um e dois passes. Verificou-se também que as microdurezas mudaram através da junta soldada, sendo que a maior dureza se apresentou no limite de fusão e a menor dureza se apresentou no fim da ZAC. Em relação ao RMB constatou-se que no limite de fusão tem-se o menor valor do parâmetro, enquanto que no fim da ZAC tem-se o maior valor do parâmetro. Os mapas superficiais permitiram identificar a região correspondente à solda. Todas as análises feitas mostraram a forte influência da mudança microestrutural. Dos resultados obtidos conclui-se que o RMB pode ser usado como método de inspeção não destrutivo para monitorar juntas soldadas reais de aços carbono. / Ferromagnetic materials submitted to variable magnetic fields experience discontinuous changes in the induction, being the sudden magnetic flux changes referred as Magnetic Barkhausen Noise (MBN). Fast movements of magnetic domain walls and their interaction with the pinning sites result in the MBN. The corresponding signals are detected as voltage pulses when a pick-up coil is placed in the surface of ferromagnetic materials. In this context, several studies have been recently reported showing the dependence of the MBN on the microstucture, hardness, carbon quantity, residual and applied stress, strain, deformation, surface condition and anisotropy. These features make the MBN an important nondestructive testing technique for material microstructural monitoring. This work shows results for the evaluation of ASTM A36 carbon steel welded plates by MBN. V-groove shape welded samples were made in a 6 mm thickness plates, with one-pass and two-pass, and post-weld heat treating for stress relief. Microstructural characterization and microhardness were made on a transversal section of welds. The residual stress were measured by X-ray diffraction. The MBN were measure on surface plates. MBN signals were analyzed on the time domain through several techniques: the maximum value, threshold of 80% above of maximum, the root mean square (rms), the root mean square of the profile, the kurtosis, the skewness and the profile peak position. The spectra in the entire band and in different width bands were analyzed on the frequency domain. To separate the microstructure effect from that of the residual stress, the wavelet and wavelet packet transform, on the timescale domain, were used. All parameters were plotted in function of the distance to center bead. The microstructural characterization identified different HAZ sizes for one-pass and two-pass. In addition, changes on microhardness throughout welded zones were verified. Greater hardness occurred in the fusion boundary whereas lower microhardness happened in the HAZ end. With MBN monitoring were verified that the MBN lower value happened in the fusion boundary, whereas the MBN bigger value happened in the HAZ end. The surface maps identified the weld region. The study showed that changes in the microstructure influence all analyzed parameters. Consequently, we can conclude that the MBN is a potentially important tool to be used in nondestructive testing for carbon steel weld monitoring.

Materiais magnetostrictivos exibem deformação elástica na presença de um campo magnético aplicado e por isso são de grande interesse para aplicação em sensores e atuadores. Trabalhos publicados no ano 2000 mostraram que a adição de Ga e Al ao Fe resulta em ligas com elevada magnetostricção em campos baixos. A partir daí os esforços foram direcionados para a descoberta de novas ligas magnetostrictivas à base de Fe com propriedades similares às encontradas nas ligas Fe-Ga e Fe-Al. No presente trabalho foram adicionados o Sn e o V ao Fe com o objetivo de avaliar a magnetostricção e a microestrutura das ligas formadas. Para isso, foram produzidas por fusão a arco as ligas Fe-9%at.Sn, Fe-20%at.Sn e as ligas Fex% at.V para x = 20, 25 e 30. As ligas Fe-Sn foram submetidas a tratamentos térmicos em 550 e 750°C por 24 h e em 880°C por 6 h e depois resfriadas rapidamente para a retenção das fases (Fe?,Sn), FeSn, Fe3Sn2 e Fe5Sn3. Já as ligas Fe-V foram tratadas em 1100°C por 6 h para homogeneização da fase única (Fe?,V). A caracterização microestrutural e análise quantitativa das fases foram feitas por microscopia óptica e eletrônica de varredura, microanálise por energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X. Também foi medida a microdureza Vickers das amostras. A magnetostricção foi medida por dilatometria de capacitância usando um dilatômetro de placa inclinada inserido no equipamento Maglab da Oxford Instruments, em campos na faixa de -1,5 a 1,5 T e temperaturas próximas de 203 K. A magnetização de saturação das amostras foi obtida em 77, 203 e 300 K utilizando o PPMS 6000 da Quantum Design. A magnetostricção de saturação (?S) das amostras da liga Fe-9Sn foi negativa e o comportamento das curvas similar ao do Fe puro. As amostras da liga Fe- 20Sn apresentaram ?S positiva devido à presença das fases ferromagnéticas Fe3Sn2 e Fe5Sn3. A ?S das ligas Fe-V foi positiva e maior em módulo do que a das ligas Fe-Sn. Concluiu-se que a substituição do Fe por Sn e V de modo geral melhorou a magnetostricção do Fe, porém a melhora não foi tão relevante quanto a observada pela substituição por Ga. / Magnetostrictive materials exhibit elastic strain in the presence of an applied magnetic field and therefore are of great interest for use in sensors and actuators. Works published in 2000 showed that the addition of Ga and Al in Fe results in alloys with high magnetostriction at low fields. Since then efforts have been directed to the discovery of new magnetostrictive Fe based alloys with similar properties to those found in Fe-Ga and Fe-Al alloys. In the present work Sn and V were added to Fe with the purpose of evaluating the magnetostriction and microstructure of these alloys. Therefore, Fe-9at.%Sn, Fe-20at.%Sn alloys and Fexat.% V alloys for x = 20, 25 and 30 were produced by arc melting. The Fe-Sn alloys were heat-treated at the temperatures of 550 and 750°C for 24 h and 880°C for 6 h and then rapidly cooled to the retention of the (?Fe,Sn), FeSn, Fe3Sn2 and Fe5Sn3 phases. Fe-V alloys were heat-treated at the temperature of 1100°C for 6 h to homogenize the (?Fe,Sn) single phase. Microstructural characterization and quantitative analysis of the phases were made by optical and scanning electron microscopy, microanalysis by energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray powder diffraction. The Vickers microhardness of the samples was also measured. The magnetostriction was measured by capacitance dilatometry using a tilted plate dilatometer inserted into the Maglab platform by Oxford Instruments, using applied field in the range from -1.5 to 1.5 T and at temperatures close to 203 K. The samples saturation magnetization was obtained at 77, 203 and 300 K using the Quantum Design PPMS 6000. The saturation magnetostriction (?S) of the Fe-9Sn alloy samples was negative and the ?S vs. H curves behavior are similar to the pure Fe. Fe-20Sn alloy samples had positive ?S due to the presence of Fe3Sn2 and Fe5Sn3 ferromagnetic phases. The Fe-V alloys ?S was positive and larger in module than the Fe-Sn alloys ?S. We concluded that the substitution of Fe by Sn and V in a general way improved the magnetostriction of Fe, but the improvement was not as significant as observed with the substitution by Ga.

Elétrons em bandas estreitas de energia são fortemente afetados pela interação coulombiana como também por desordem na rede. Ambos os efeitos podem levar à localização, mas de naturezas diferentes: estado isolante de Mott, induzido por correlação, e localização de Anderson, induzida por desordem. A existência da fase de Mott ´e também significativamente dependente do preenchimento da banda. Abordagens teóricas para lidar com esse tipo de sistema são usualmente baseadas no hamiltoniano de Hubbard ou modelos relacionados, incluindo desordem como uma distribuição de energias locais. Neste trabalho, utilizando a Teoria de Campo Médio Dinâmico (DMFT), estudamos o modelo de Anderson-Falicov-Kimball e sua versão de três bandas, obtida como uma simplificação do modelo de Hubbard de três bandas associado aos planos de CuO2 dos cupratos supercondutores de alta temperatura crítica, realizando nossa análise para os casos magnético e não magnético. A densidade de estados de uma partícula é obtida por medias aritmética e geométrica sobre a desordem, já que somente a última pode detectar a localização na ausência de um gap de energia. Variando as intensidades de interação coulombiana e desordem, construímos diagramas de fases para esse modelo, onde identificamos transições metal-isolante mediadas por correlação e desordem, bem como a inter-relação entre esses efeitos. Isso é feito para vários preenchimentos de banda, já que nosso principal interesse aqui é estudar como a variação da densidade de elétrons (dopagem) afeta os diagramas de fases previamente obtidos na ausência de dopagem. Para o modelo de uma banda no caso paramagnético, as informações reveladas pela densidade de estados são confirmadas pela análise das condutividades estática e dinâmica, incluindo efeitos de temperatura. Quando consideramos a solução magnética, observamos o comportamento da temperatura de Néel e podemos apresentar um diagrama de fases mais completo. Além de uma análise bastante extensa do modelo de uma banda, fazemos um estudo inicial do modelo de três bandas, focalizando comportamentos que possam vir a ser comparados ao que se observa nos óxidos supercondutores. / Electrons in narrow-band solids are strongly affected by the Coulomb interaction as well as lattice disorder. Both effects can lead to localization, but of different nature: correlation-induced Mott insulating state, and disorder-induced Anderson localization. The existence of the Mott phase is also significantly dependent on the band filling. Theoretical approaches to deal with this kind of system are usually based on the Hubbard Hamiltonian or related models, including disorder as a distribution of the on-site energies. In this work, utilizing Dynamic Mean Field Theory (DMFT), we study the Anderson- Falicov-Kimball and its three-band version, obtained as a simplification of the three-band Hubbard model associated to the CuO2 planes of high-critical-temperature cuprate superconductors, performing our analysis for the magnetic and non-magnetic cases. The one-particle density of states is obtained by both arithmetic and geometrical averages over disorder, since only the latter can detect localization in the absence of an energy gap. Varying the strengths of Coulomb interaction and disorder, we construct phase diagrams for these models, where we identify metal-insulator transitions driven by correlation and disorder, as well as the interplay between these effects. This is done for various band fillings, since our main interest here is to study how the variation of the electron density affects the phase diagrams previously obtained in the absence of doping. For the one-band model in the paramagnetic case, the picture revealed by the density of states is further checked by evaluating the static and dynamic conductivities, including temperature effects. When we consider the magnetic solution, we observe the N´eel temperature behavior, and we are able to present a more complete phase diagram. Besides a quite extensive analysis of the one-band model, we develop an initial study of the threeband model, focusing on behaviors that might be linked with what is observed on the superconducting oxides.

Materiais magnetostrictivos exibem deformação elástica na presença de um campo magnético aplicado e por isso são de grande interesse para aplicação em sensores e atuadores. Trabalhos publicados no ano 2000 mostraram que a adição de Ga e Al ao Fe resulta em ligas com elevada magnetostricção em campos baixos. A partir daí os esforços foram direcionados para a descoberta de novas ligas magnetostrictivas à base de Fe com propriedades similares às encontradas nas ligas Fe-Ga e Fe-Al. No presente trabalho foram adicionados o Sn e o V ao Fe com o objetivo de avaliar a magnetostricção e a microestrutura das ligas formadas. Para isso, foram produzidas por fusão a arco as ligas Fe-9%at.Sn, Fe-20%at.Sn e as ligas Fex% at.V para x = 20, 25 e 30. As ligas Fe-Sn foram submetidas a tratamentos térmicos em 550 e 750°C por 24 h e em 880°C por 6 h e depois resfriadas rapidamente para a retenção das fases (Fe?,Sn), FeSn, Fe3Sn2 e Fe5Sn3. Já as ligas Fe-V foram tratadas em 1100°C por 6 h para homogeneização da fase única (Fe?,V). A caracterização microestrutural e análise quantitativa das fases foram feitas por microscopia óptica e eletrônica de varredura, microanálise por energia dispersiva (EDS) e difratometria de raios X. Também foi medida a microdureza Vickers das amostras. A magnetostricção foi medida por dilatometria de capacitância usando um dilatômetro de placa inclinada inserido no equipamento Maglab da Oxford Instruments, em campos na faixa de -1,5 a 1,5 T e temperaturas próximas de 203 K. A magnetização de saturação das amostras foi obtida em 77, 203 e 300 K utilizando o PPMS 6000 da Quantum Design. A magnetostricção de saturação (?S) das amostras da liga Fe-9Sn foi negativa e o comportamento das curvas similar ao do Fe puro. As amostras da liga Fe- 20Sn apresentaram ?S positiva devido à presença das fases ferromagnéticas Fe3Sn2 e Fe5Sn3. A ?S das ligas Fe-V foi positiva e maior em módulo do que a das ligas Fe-Sn. Concluiu-se que a substituição do Fe por Sn e V de modo geral melhorou a magnetostricção do Fe, porém a melhora não foi tão relevante quanto a observada pela substituição por Ga. / Magnetostrictive materials exhibit elastic strain in the presence of an applied magnetic field and therefore are of great interest for use in sensors and actuators. Works published in 2000 showed that the addition of Ga and Al in Fe results in alloys with high magnetostriction at low fields. Since then efforts have been directed to the discovery of new magnetostrictive Fe based alloys with similar properties to those found in Fe-Ga and Fe-Al alloys. In the present work Sn and V were added to Fe with the purpose of evaluating the magnetostriction and microstructure of these alloys. Therefore, Fe-9at.%Sn, Fe-20at.%Sn alloys and Fexat.% V alloys for x = 20, 25 and 30 were produced by arc melting. The Fe-Sn alloys were heat-treated at the temperatures of 550 and 750°C for 24 h and 880°C for 6 h and then rapidly cooled to the retention of the (?Fe,Sn), FeSn, Fe3Sn2 and Fe5Sn3 phases. Fe-V alloys were heat-treated at the temperature of 1100°C for 6 h to homogenize the (?Fe,Sn) single phase. Microstructural characterization and quantitative analysis of the phases were made by optical and scanning electron microscopy, microanalysis by energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray powder diffraction. The Vickers microhardness of the samples was also measured. The magnetostriction was measured by capacitance dilatometry using a tilted plate dilatometer inserted into the Maglab platform by Oxford Instruments, using applied field in the range from -1.5 to 1.5 T and at temperatures close to 203 K. The samples saturation magnetization was obtained at 77, 203 and 300 K using the Quantum Design PPMS 6000. The saturation magnetostriction (?S) of the Fe-9Sn alloy samples was negative and the ?S vs. H curves behavior are similar to the pure Fe. Fe-20Sn alloy samples had positive ?S due to the presence of Fe3Sn2 and Fe5Sn3 ferromagnetic phases. The Fe-V alloys ?S was positive and larger in module than the Fe-Sn alloys ?S. We concluded that the substitution of Fe by Sn and V in a general way improved the magnetostriction of Fe, but the improvement was not as significant as observed with the substitution by Ga.

O uso de análise quantitativa em radiologia médica tem sido de grande valia na detecção de alterações não acessíveis à análise visual simples, dita qualitativa, seja por serem muito sutis, seja por não estarem presentes nas técnicas de imagem de ressonância magnética convencional. Porém, certos tipos de quantificação exigem a aquisição softwares e de plataformas computacionais de alto custo, além de mão de obra especializada com conhecimento técnico em computação para operar em ambientes não intuitivos. Neste cenário o objetivo deste trabalho foi a implementação de um software para análise de transferência de magnetização em imagens de ressonância magnética nuclear que funcionasse na plataforma IBM-PC e em sistemas operacionais livres como GNU/Linux. Com este intuito foi elaborado um algoritmo para leitura de imagens codificadas no padrão DICOM 3.0, um algoritmo para a construção dos mapas de Razão de Transferência de Magnetização do volume adquirido e um visualizador com interface amigável para a segmentação e análise dos resultados. Ao final, software possibilitou a abertura da imagem DICOM. Também construiu de maneira eficiente, os mapas de diferença de porcentagem entre as imagens sem e com o pulso de transferência de magnetização (MTR), possibilitando, inclusive, correções de artefatos de movimentos, quando pouco intensos. Permitiu o delineamento de regiões de interesse irregular, com boa visibilidade dos resultados. Como controle padrão, os resultados foram comparados com o conjunto de ferramentas da Universidade McGill (Brain Imaging Center, McGuill University, Montreal, Quebec, Canadá), amplamente testado em artigos publicados. / The use of quantitative analysis in medical radiology has been of great value in the detection of not accessible alterations in the simple visual analysis, said qualitative, for being very subtle, or for not being present in conventional magnetic resonance image techniques. However, certain types of quantification demand the acquisition of high cost softwares and computational platforms, beyond specialized workmanship, with technical knowledge in computation, to operate in non intuitive environments. In this scenery the objective of this work was the implementation of a software for analysis of transference of magneti zation in nuclear magnetic resonance images that works in IBM-PC platform and free operational systems as GNU/Linux. So, an algorithm for reading of standard DICOM 3.0 codified images was elaborated, an algorithm for the construction of Magnetization Transfer Ratio maps of acquired volume, and a visualizer with friendly interface for segmentation and analysis of the results. Finally the software made the opening of DICOM image possible. It also generated in efficient way the maps of percentage difference among the images without and with the pulse of magnetization transfer (MT), also making devices of movement corrections possible, when they are not very intense. It allowed the delineation of regions of irregular interest, with good visibility of the results. As standard control, the results were compared with the set of tools of the McGill University (Brain Imaging Center, McGuill University, Montreal, Quebec, Canada), widely tested in published articles. The elaborated program took care of the considered objectives.

Este trabalho apresenta uma investigação experimental sobre as propriedades magnéticas e de transporte elétrico de sistemas caracterizados por desordem e frustração. Tais sistemas são amostras granulares do supercondutor de alta temperatura crítica YBa2Cu3O7-δ e amostras do tipo vidro-de-spin e reentrantes das ligas magnéticas diluídas AuMn 8at% e AuFe xat% (x = 8, 12, 15, 18 e 21). No supercondutor granular foram estudados os efeitos de flutuações termodinâmicas na magnetocondutividade nas proximidades da transição supercondutora e a linha de irreversibilidades magnéticas. A transição para o estado de resistência nula é um processo que ocorre em duas etapas. Inicialmente, a transição de pareamento estabiliza a supercondutividade no interior dos grãos. A transição de coerência ocorre em temperaturas inferiores e ativa ligações fracas entre os grãos através de um processo do tipo percolação. O regime que antecede a transição de coerência é caracterizado por flutuações na fase do parâmetro de ordem. A linha de irreversibilidades magnéticas, estudada a partir da magnetoresistência e magnetização DC, revela um comportamento do tipo Almeida-Thouless em baixos campos magnéticos aplicados, seguido de um crossover, em µ0H = 0.1 T, para um comportamento do tipo Gabay-Toulouse. A linha de irreversibilidades é interpretada como sendo uma manifestação experimental de uma transição de vidro chiral. As ligas magnéticas diluídas foram estudadas através do efeito Hall extraordinário. Os resultados mostram claramente que dois termos de sinais contrários contribuem para este efeito nestes sistemas. Em particular, é observada uma anomalia no coeficiente de Hall extraordinário em temperaturas próximas à temperatura de ordenamento dos vidros-de-spin e de “canting” dos reentrantes que não é prevista por nenhuma teoria convencional de efeito Hall. A interpretação dos resultados é feita em termos do modelo de vidro chiral, mostrando a importância de uma contribuição de origem puramente chiral. Esta é a primeira vez que a chiralidade, uma propriedade intrínseca de sistemas desordenados e frustrados, é observada experimentalmente de modo direto.

Este trabalho consiste de um estudo da fenomenologia crítica nas vizinhanças da temperatura de Curie (TC) das ligas binárias reentrantes s-Fe1-xCrx, onde x = 0,46 e 0,49; s-Fe0,52V0,48 e Au1-yFey, onde y = 0,135; 0,15; 0,18 e 0,21. As técnicas experimentais empregadas neste estudo são (1) Magnetização e (2) Impedanciometria. As medidas efetuadas permitiram a obtenção dos parâmetros críticos da transição de fase para-ferromagnética e caracterizar a transição reentrante em baixas temperaturas. A criticalidade nas proximidades da temperatura de Curie foi estudada mediante o emprego de diversos métodos, que levaram à identificação dos expoentes críticos estáticos (magnetização), g (susceptibilidade paramagnética) e d (isoterma crítica). O comportamento crítico da susceptibilidade paramagnética nos sistemas s-FeCr e s-FeV é melhor descrito quando se considera o escalonamento estendido CHT (Campbell, Hukushima, Takayama), que supõe que a temperatura reduzida deve ser escrita como t = (T - Tc)/T. As componentes real e imaginária da permeabilidade magnética são obtidas a partir dos resultados de impedância em função da temperatura, da frequência e do campo magnético aplicado. Nas proximidades de TC, a parte real da permeabilidade se comporta como uma lei de potência, tanto acima como abaixo de TC. A análise deste comportamento crítico acima de TC leva a expoentes críticos razoavelmente coincidentes com aqueles obtidos a partir das medidas magnéticas. Dos resultados de magnetoimpedância, foi possível estimar o campo de anisotropia das amostras estudadas, confirmando a ocorrência das transições de fases para-ferromagnética e ferromagnética-vidro de spin. / In this work, we report an experimental study of the critical phenomenology near the Curie temperature (TC), of the reentrant binary alloys s-Fe1-xCrx, with x = 0.46 and 0.49; s-Fe0.52V0.48 and Au1-y-Fey, with y = 0.135; 0.15; 0.18 and 0.21. The employed techniques were (1) Magnetization and (2) Impedanciometry. From the results, the ferromagnetic critical phase transition and the reentrant transition at low temperatures were identified. The transition at the Curie temperature was studied using several methods and the static critical exponents (magnetization), g (susceptibility) and d (critical isotherm) were obtained. The description of the critical behavior of the paramagnetic susceptibility in the s-FeCr and s-FeV systems, was improved when the CHT (Campbell, Hukushima, Takayama) extended scaling was considered. In this scaling scheme, the reduced temperature is written as t = (T - Tc)/T. The complex magnetic permeability was obtained from the impedance measurements as a function of the temperature, frequency and magnetic field. Near TC, the real part of the permeability behaves as a power law of the conventional reduced temperature, either above and below TC. The values of critical exponents obtained from these analyses reproduce those obtained from the magnetic measurements. From the magnetoimpedance experiments it was also possible to estimate the anisotropy field. This property clearly reveals the sequential occurrence of the para-ferromagnetic and ferromagnetic-spin glass transitions upon decreasing the temperature.