Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-02T04:07:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345238.pdf: 3074374 bytes, checksum: 9cbf1bee316322ad8bd16d2f96f57c88 (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho apresenta o dimensionamento elétrico e magnético de um gerador síncrono de ímãs permanentes de fluxo magnético radial que será acoplado em um dispositivo de conversão eletromecânica de energia, cuja energia primária é proveniente do movimento das ondas do mar. Primeiramente, calcula-se a geometria do rotor e do estator a partir de especificações das induções magnéticas, da tensão tangencial do rotor, da densidade máxima de corrente nos enrolamentos, e das características elétricas do gerador na condição nominal. Em seguida, aplica-se uma técnica de otimização a fim de maximizar a potência transferida no entreferro considerando como restrição o valor máximo de densidade linear de corrente do gerador na condição nominal. A otimização permite redimensionar a geometria do estator e diminuir a massa de aço elétrico utilizado, reduzindo assim o custo do gerador. Com a geometria e os materiais definidos, realiza-se a modelagem do gerador usando o método de elementos finitos para verificar se as grandezas como induções magnéticas, força eletromotriz induzida (em vazio), tensões elétricas (com carga), e torque eletromagnético atendem as especificações do projeto. Analisando os resultados das simulações, conclui-se que as induções da máquina estão em faixas de operação aceitáveis e que não há saturação magnética no gerador na condição nominal, e que as condições de potência e torque especificadas são atendidas.<br> / Abstract : This work presents the electric and magnetic sizing of a permanent magnet synchronous generator of radial flux, which will operate coupled to an electromechanical device for energy conversion whose primary source of power are sea waves. Initially, the rotor and stator geometry is calculated based on specifications of magnetic induction, rotor tangential tension, maximum current density on windings and electrical characteristics of the generator at rated condition. Then, an optimization technique is employed to maximize the air-gap power, considering as a restriction the maximum value of current linear density of the generator at rated condition. The optimization process allows the adjustment of the stator geometry in order to reduce the weight of the magnetic core, thus reducing the cost of the generator. Once the geometry and the materials are defined, the generator is modeled through the finite element method in order to verify if the values of magnetic induction, induced voltage at no load condition, voltage under load and electromagnetic torque meet the project specifications. From the analysis of the simulation results it is concluded that the values of magnetic induction stand within acceptable operating ranges without magnetic saturation and that the specified power and torque conditions are met.

O trabalho se concentra no estudo de um sistema de conversão de energia a partir de movimentos oscilatórios. Toma-se como exemplo de aplicação e objetivo norteador do estudo o aproveitamento da oscilação de uma boia marítima, oriunda do movimento ondulatório da água, como fonte de energia mecânica primária oscilatória, para de prover energia elétrica ao sinalizador da referida boia. O movimento da boia é modelado por um movimento com forma de onda sinusoidal, de acordo com as referências bibliográficas. A baixa frequência do acionamento força a escolha da topologia por uma que propicie alta densidade magnética. Após uma revisão sobre os materiais magnéticos e das topologias, optou-se pela topologia radial com duplo rotor, imãs permanentes de NdFeB e enrolamento toroidal. Após a análise numérica através do Método dos Elementos Finitos foi projetado e construído o protótipo do gerador. A maioria das peças componentes do gerador foram fabricadas no próprio Laboratório de Máquinas Elétricas, Acionamentos e Energia, LAMEAE – UFRGS. Paralelamente a construção foi feita a modelagem analítica do gerador. Primeiro, foi feita a modelagem do campo magnético com a correção do efeito da ranhura, pelo Fator de Carter e após, foi modelada a tensão induzida a partir de movimento constante e de um movimento sinusoidal. A modelagem analítica do sistema dinâmico foi baseada no método de Lagrange. E finalmente, são apresentados os resultados e são feitas as validações entre os métodos analítico, numérico e experimental. Os ensaios experimentais foram feitos variando a frequência do acionamento e a amplitude do movimento do acionador. E finalmente, a utilização de um conversor CC-CC na saída do gerador, mostrou-se que pode ser uma solução para a utilização do protótipo em uma boia de sinalização. / This work focuses on the study of a power conversion system driven by an oscillating movement. The example of application taken into account as a guiding target of this study is the utilization of a sea buoy, exposed to the wave motion of the water, as the prime mover, a renewable source of oscillating mechanical energy, in order to supply power to the previously mentioned buoy flag. The movement of the float is modeled by a sine wave, according to the references. The low frequency of the sea waves requires a machine topology that provides high magnetic density. After a review of magnetic materials and topologies, the radial topology with dual rotor, permanent magnets NdFeB and toroidal winding was chosen. With the numerical analysis using the Finite Element Method the generator is designed and built. Most of generator parts were manufactured in the Electrical Machines Laboratory at UFRGS. In addition to the prototype construction, analytical modeling was studied. First, the magnetic field modeling was performed with the correction of the effect of the slotting, with the Carter’s factor and also the induced voltage was modeled for a sinusoidal constant prime mover’s movement. The analytical modeling of the dynamic system was based on the equation of Lagrange. Finally, the results are validated with the investigation on the analytical, numerical and experimental methods. Experimental tests were performed by varying the actuation frequency and amplitude of the prime mover’s oscillation. At the end, the use of a DC-DC converter is proposed as the generator’s power output to feed the signaling buoy.

O conhecimento dos mecanismos celulares envolvidos nos fenômenos orgânicos fisiológicos e/ou patológicos, poderá conduzir a diagnósticos clínicos mais precisos, tratamentos mais direcionados e prognósticos mais favoráveis. Considerando esta premissa, foi objetivo deste estudo avaliar por meio de reação imunohistoquímica a presença ou ausência do vascular endothelial growth factor receptor-2 (VEGFR-2) em células endoteliais pulpares de dentes decíduos e permanentes jovens humanos, assim como a distribuição da sua imuno-marcação. A amostra foi constituída de nove dentes decíduos e quatro dentes permanentes jovens, selecionados de indivíduos de ambos os sexos, com idade entre 5 e 10 anos e 11 e 14 anos, respectivamente. Os espécimes foram fixados em formol diluído a 10% com tampão fosfato 0,1 M por 24 horas e descalcificados com solução de Ana Morse. Após, os mesmos foram processados e incluídos em parafina. Realizaram-se cortes de 5 µm de espessura. Uma lâmina de cada amostra foi corada pela técnica de hematoxilina e eosina (H&E) para análise histológica e as demais foram submetidas à reação imunohistoquímica enzimática. Nesta, utilizou-se como anticorpo primário o anti-h VEGFR-2 na diluição de 1:100 e anticorpo secundário biotinilado na diluição/proporção pré-estabelecidas pelo fabricante. Após o processamento das lâminas, os campos microscópicos mais significativos foram capturados e analisados qualitativamente quanto à presença ou ausência do VEGFR-2 nas células endoteliais pulpares, assim como à distribuição da imuno-marcação Os resultados observados mostraram que tanto os dentes decíduos quanto os dentes permanentes jovens apresentaram, especificamente, as células endoteliais pulpares imuno-marcadas para o VEGFR-2. Entretanto, verificou-se que nem todas apresentaram a mesma distribuição de marcação, sendo esta nos dentes decíduos mais evidente próxima à região subodontoblástica. As células endoteliais da polpa dos dentes permanentes jovens demonstraram no mesmo espécime estudado, ausência e presença de marcação endotelial, entretanto esta se apresentou de forma mais uniforme. Levando-se em consideração as limitações encontradas neste estudo, sugere-se que os dentes decíduos apresentam uma capacidade de resposta maior das células endoteliais pulpares ao anti-h VEGFR-2 quando comparados aos dentes permanentes.

Resumo: As máquinas síncronas de ímãs permanentes têm a vantagem de não consumir energia para a criação do campo magnético no rotor. O propósito específico desta Tese é o projeto, a construção e a avaliação de uma máquina com grande número de polos, de enrolamentos concentrados, com ímãs permanentes inseridos no interior do rotor, com duas formas geométricas diferentes: um com ímãs alinhados e a outra com ímãs inclinados axialmente. As justificativas para este estudo foram a possibilidade de eliminação de multiplicadores mecânicos de velocidade e sistemas auxiliares de excitação em centrais geradoras de energia. O projeto usou um motor de indução trifásico com rotor gaiola de esquilo de 250W de 12 polos. Partindo dos próprios dados construtivos do estator, calculou-se a densidade de fluxo magnético, especificando os ímãs permanentes de neodímio. No desenvolvimento foi construído um novo rotor modular e simples. Posteriormente, a máquina foi avaliada em laboratório com o objetivo de verificar a quantidade e a qualidade da energia com a máquina atuando como gerador. Por último, os resultados encontrados na avaliação da máquina funcionando como gerador com ímãs alinhados revelaram distorção harmônica total (DHT) 16%, capacidade de geração 475W a 221V - 60Hz e como aspecto desfavorável o alto torque de travamento. Com ímãs inclinados, DHT de 7 a 8%, capacidade de geração de 236W a 195V - 60Hz e baixo torque de travamento. Este trabalho mostra que os ímãs inclinados modularmente são uma opção de máquinas elétricas com satisfatório desempenho da máquina como gerador de energia com razoável qualidade no contexto de geração distribuída de pequena potência. Além das condições técnicas têm-se o baixo custo e a manutenção reduzida do gerador com ímãs inclinados em relação aos geradores síncronos convencionais / Abstract: Synchronous machines of permanent magnets present the advantage of no power consumption for the creation of the magnetic field in the rotor. The specific purpose of this thesis is the project, its construction and the evaluation of a multi-pole of concentrated coils with permanent magnets inserted in the rotor by two different geometrical forms: aligned and skewed magnets. The vindications for this study were the possibility of eliminating both the mechanical speed reducers and the excitation energy systems in electrical powerplants. The project used a three-phase induction motor (squirrel cage rotor type) of 250W and 12 poles. Starting from the original stator constructive data, we proceeded the calculi of the magnetic flux density to determine the remanent flux of the neodymium permanent magnets. In the development of the work, a new simple and modular rotor was constructed. Subsequently, the machine was evaluated in a laboratory with the purpose of checking the quantity and quality of energy produced operating as a generator. The results obtained in the evaluation of the motor operating as a generator equipped with aligned magnets were 16% of total harmonic distortion (THD), with a generating capacity of 475W at 221V - 60 Hz, though with an adverse aspect of needing a high inertial torque (cogging torque). The machine working with skewed magnets produced 7 and 8% of total harmonic distortion (THD), with a generating capacity of 236W at 195V - 60 Hz and a low cogging torque. This work demonstrated that the modular skewed magnet is an option of electrical machines presenting satisfactory performance as a generator with a reasonable quality in the context of small distributed power generation. Besides the technical conditions, it should also be considered the low cost and reduced maintenance of skewed magnets in relation to the conventional synchronous generators / Orientador: Teófilo Miguel de Souza / Coorientador: Inácio Bianchi / Banca: Rubens Alves Dias / Banca: Jose Feliciano Adami / Banca: Osiris Canciglieri Junior / Banca: Marcio Zamboti Fortes / Doutor

O conhecimento dos mecanismos celulares envolvidos nos fenômenos orgânicos fisiológicos e/ou patológicos, poderá conduzir a diagnósticos clínicos mais precisos, tratamentos mais direcionados e prognósticos mais favoráveis. Considerando esta premissa, foi objetivo deste estudo avaliar por meio de reação imunohistoquímica a presença ou ausência do vascular endothelial growth factor receptor-2 (VEGFR-2) em células endoteliais pulpares de dentes decíduos e permanentes jovens humanos, assim como a distribuição da sua imuno-marcação. A amostra foi constituída de nove dentes decíduos e quatro dentes permanentes jovens, selecionados de indivíduos de ambos os sexos, com idade entre 5 e 10 anos e 11 e 14 anos, respectivamente. Os espécimes foram fixados em formol diluído a 10% com tampão fosfato 0,1 M por 24 horas e descalcificados com solução de Ana Morse. Após, os mesmos foram processados e incluídos em parafina. Realizaram-se cortes de 5 µm de espessura. Uma lâmina de cada amostra foi corada pela técnica de hematoxilina e eosina (H&E) para análise histológica e as demais foram submetidas à reação imunohistoquímica enzimática. Nesta, utilizou-se como anticorpo primário o anti-h VEGFR-2 na diluição de 1:100 e anticorpo secundário biotinilado na diluição/proporção pré-estabelecidas pelo fabricante. Após o processamento das lâminas, os campos microscópicos mais significativos foram capturados e analisados qualitativamente quanto à presença ou ausência do VEGFR-2 nas células endoteliais pulpares, assim como à distribuição da imuno-marcação Os resultados observados mostraram que tanto os dentes decíduos quanto os dentes permanentes jovens apresentaram, especificamente, as células endoteliais pulpares imuno-marcadas para o VEGFR-2. Entretanto, verificou-se que nem todas apresentaram a mesma distribuição de marcação, sendo esta nos dentes decíduos mais evidente próxima à região subodontoblástica. As células endoteliais da polpa dos dentes permanentes jovens demonstraram no mesmo espécime estudado, ausência e presença de marcação endotelial, entretanto esta se apresentou de forma mais uniforme. Levando-se em consideração as limitações encontradas neste estudo, sugere-se que os dentes decíduos apresentam uma capacidade de resposta maior das células endoteliais pulpares ao anti-h VEGFR-2 quando comparados aos dentes permanentes.

Orientadores: Roland Grossinger, Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-21T12:13:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sinnecker_ElisHelenaCamposPinto_D.pdf: 6067511 bytes, checksum: ae7ed0ef72492a00cda0fd816639e649 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho estudamos as propriedades intrínsecas e extrínsecas de compostos de metal de transição e terras raras. Realizamos um estudo sistemático das propriedades magnéticas intrínsecas dos compostos intermetálicos R(Fe,M)12 com ênfase na determinação de transições de fase e do campo de anisotropia magnetocristalina. Medidas da dependência com a temperatura da susceptibilidade a.c. foram realizadas para estudar transições de reorientação de spin ocorrendo entre 4.2 e 300 K. A técnica de SPD, associada a campos pulsados foi utilizada para a determinação do campo de anisotropia e campo crítico de FOMP no intervalo de temperaturas entre 4.2 e 1000 K, utilizando campos magnéticos de até 28 T. O estudo dos compostos YFel2-xMox indicam que o metal de transição tem contribuição uniaxial para a anisotropia. Em compostos SmFel2-xMox encontramos uma alta anisotropia uniaxial em todo o intervalo de temperatura entre 4.2 e a temperatura de Curie. Transições de reorientação de spin foram encontradas nos sistemas Rfe12-xMox com R=Nd, Dy e Er. Transições tipo FOMP foram encontradas no sistema ErFe12-xMox. Tratamentos térmicos em atmosfera de nitrogênio foram realizados para as amostras RFel2-xMox com R = Nd e Y. Os resultados mostram que o nitrogênio influencia não só a anisotropia da terra rara, mas causa também alterações na anisotropia do Fe. Estudamos ainda os mecanismos de coercividade em ímãs anisotrópicos de Sm2Fe17Nx aglutinados com Zn e em ímãs isotrópicos de Sm2Fe17Nx produzidos por HDDR e aglutinados com Zn. O campo coercitivo Hc foi medido no intervalo de temperatura entre 4.2 K até a temperatura de Curie Tc .Nos ímãs produzidos por HDDR, os efeitos de diferentes temperaturas de recombinação e diferentes quantidades de Zn foram estudados. A dependência de Hc com a temperatura foi analisada segundo o modelo micromagnético de Kronmuller, que leva em consideração os efeitos da microestrutura. Um mecanismo de nucleação foi proposto como sendo o mecanismo que lidera a reversão da magnetização nestes ímãs / Abstract: In this work we studied intrinsic and extrinsic magnetic properties of rare earth-transition metals compounds. The intrinsic magnetic properties of R(Fe,M)12 intermetallic compounds was systematically investigated. Emphasis was given to the determination of magnetic phase transitions and magnetocrystalline anisotropy field. Measurements of the temperature dependence of the a.c. susceptibility was used to study magnetic phase transitions induced by temperature, like spin reorientation transitions, occurring between 4.2 K and 300 K. The singular point detection technic (SPD) associated to pulsed fields was used to measure the anisotropy field and the critical field of field induced magnetic phase transitions (FOMP) in the temperature range of 4.2 K to 300 K, using magnetic fields up to 28 T. The results obtained for YFe12-xMox compounds indicate that the transition metal has an uniaxial contribution to the anisotropy. A high uniaxial anisotropy was found only in SmFe12-xMox compounds. Spin reorientation transitions were found in the RFe12-xMox systems with R=Nd, Dy and Er. FOMP like transitions were found in the ErFe12-xMox samples. Nitrogenation experiments were performed with the RFe12-xMox samples (R = Y and Nd). The results show that the nitrogen has a strong influence not only in the rare earth anisotropy, but also change the F e anisotropy from uniaxial to planar after nitrogenation. We also investigated the magnetization reversal processes in Sm2Fe17Nx magnets produced by Zn-bond and HDDR. The temperature dependence of the coercive field was measure in the range from 4.2 K to the Curie temperature. The effects of different recombination temperatures and different Zn contend were studied. The results were analyzed based in the Kronmuller' s micromagnetic model that takes into account microestructural parameters. A nucleation mechanism was proposed as a leading mechanism of magnetization reversal in this magnets / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Edson Bim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T04:13:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MiglioloJunior_DalgoAfonso_M.pdf: 6594195 bytes, checksum: 2d3c0876b0e8ef932b262d3d05da41a2 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: : Este trabalho realiza a análise eletromagnética do Motor de Partida através da aplicação do Método dos Elementos Finitos bidimensional. Para a simulação, é utilizado o "software" comercial FLUX 2D, dedicado à análises de fenômenos magnéticos. O motor em estudo é de corrente contínua, seu estator apresenta ímãs permanentes e desenvolve uma potência nominal de 1,1KW. A essência do método consiste em transformar equações diferenciais em um conjunto de equações algébricas através da discretização da geometria do dispositivo em pequenos elementos geométricos. Os valores referentes às perdas rotacionais do motor, resistência elétrica de armadura e das escovas constituem-se em dados de entrada para o modelo e foram obtidas através de ensaios de laboratório. O método fornece características eletromagnéticas do motor tais como: conjugado e fluxo magnéticos, densidade de fluxo e intensidade de campo. O modelo bidimensional sofre ajustes a fim de compensar as diferenças de comprimento entre armaduras imãs. Para a validação do modelo em Elementos Finitos foram realizados ensaios em laboratório que, confrontados com os obtidos em simulação, apresentaram resultados concordantes. Uma vez validado, foi possível a análise das grandezas magnéticas do motor, identificando-se as regiões de saturação magnética. Ao final, investiga-se a influência de alterações geométricas no desempenho do motor. A partir dos resultados de simulação, constata-se que a espessura do entreferro pouco altera o conjugado magnético do motor, enquanto que o aumenta da espessura da carcaça e da largura do ímã provocam melhoras significativas no desempenho do mesmo / Abstract: This work has the aim of making an electromagnetic analysis of the Starting Motor using a two-dimension Finite Element Method application. For computer calculation, a commercial magnetic analysis software called FLUX 2D is employed. The Starting Motor is a direct current motor with permanent magnets on the stator and its nominal power is 1.1 KW. The method essence consists on transforming differential equations on an algebraic equation set using a device geometry discretization on small geometric elements. The values concerning to the motor rotational losses, armature electrical and brushes resistance constitute input date for the model and they had gotten from laboratory tests. The method gives motor electromagnetic characteristics such as : magnetic torque and flux, flux density and magnetic field. The two-dimension model were regulated to correct the armature and magnets length differences. To validated the Finite Element model, laboratory tests were done, their results were compared to simulated ones and they were closed. After that, it was possible to analyse the motor' s magnetic characteristics and to identify magnetic saturation regions. At the end, geometric changes influences on motor performance were investigated. Using the calculates results, we notice the air gap thickness does not alter magnetic torque, otherwise increasing on housing thickness and magnets width provokes significant improvement on motor performance / Mestrado

Orientador: Yaro Burian Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-23T14:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goldemberg_Clovis_D.pdf: 6468982 bytes, checksum: 87e06a61c84f83d95cfec792a68fa845 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O projeto e construção de motores de imãs permanentes e comutação eletrônica de elevada potência têm sido objetos de vários estudos e já existem em operação vários protótipos dentre os quais alguns com potência da ordem de milhares de CV. Tal tipo de acionamento envolve um número maior de fases do que aquele utilizado em servomotores "Brusbless DC" além de utilizar arranjos diferentes para a eletrônica de potência. Este trabalho contribui para o aprimoramento das técnicas de projeto, modelamento, simulação e controle deste tipo de máquina. O modelo matemático desenvolvido incorpora os efeitos provocados pela gaiola amortecedora, avançando em relação aos modelos previamente existentes. As técnicas de projeto delineadas permitem calcular de maneira simples o desempenho de uma máquina a partir das suas dimensões básicas (no caso de um rotor magneticamente isotrópico). Os efeitos de reação do induzido são discutidos qualitativamente e quantitativamente. Detalha-se o controlador de corrente utilizado, comparando-o com outras alternativas técnicas existentes. A parte experimental deste trabalho foi realizado em uma máquina de 100 CV. As técnicas de modelamento, projeto e simulação foram aplicadas ao estudo desta máquina, permitindo comprovações experimentais. As contribuições apresentadas por este trabalho fornecem, em primeiro lugar, uma melhor compreensão deste tipo de máquina. Em segundo lugar, possibilitam o estudo de outras máquinas de imãs permanentes, eventualmente de potência superior / Abstract: The design and construction of permanent magnet converter-fed electronically commutated machines of large power has been the subject of many studies and there are already some of these drives, with power of thousands of HP, in service. This kind of drive involves more phases than usuaUy found in "Brushless DC Drives", and uses different configurations for the power electronic converters. This work contributes to the development of the design, modeling, simulation and control of this kind of machine. The mathematical model inc1udes the effects of the damper cage, improving previously existing models. The design technique enables the calculation, by simple means, of the machine behavior from its basic dimensions (in the case of a magnetically isotropic rotor). Armature reaction effects are discussed qualitatively and quantitatively. The current controller is examined, comparing it against other technical choices. The experimental work was done in a machine of 100 HP. The modeling, design and simulation techniques were applied to the study of this machine, enabling comparisons. The contributions presented by this work give, first of all, a better understanding of this kind of machine. Next, they tum possible the study of other permanent-magnet machines, eventually with larger power rating / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-27T00:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_RobertoCamarade_D.pdf: 1736148 bytes, checksum: ec430cda50a17ee7b8d6ebb83daafdf9 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho são apresentados resultados acerca da nitrogenação a plasma d. c. da fase Sm2Fe17, bem como resultados da obtenção de ímãs permanentes do nitreto Sm2Fe17N3 aglutinados com Sn depositado quimicamente (bonded-magnet). Apresenta-se também a construção da câmara de plasma d. c. usada no trabalho. Para nitrogenação a plasma da fase Sm2Fe17 foi usada uma mistura de H2e N2, os nitretos foram obtidos a uma temperatura de 400 °C, pressão de 5 Torr e tempo de 5 horas, e a composição da mistura foi variada de 10 a 90 % de H2 . Esses nitretos foram caracterizados com Análise Termomagnética (ATM), Difratometria de Raios X (DRX), Metalografia Ótica, Microssonda Eletrônica e Espectroscopia Mössbauer. Os resultados mostram que, para atmosfera composta de até 40% de H2, obtem-se os seguintes nitretos: Sm2Fe17N8, Sm4Fe12N11 e Sm2Fe17N3. Quando a composição da atmosfera é superior a 50% de H2 há apenas a formação do nitreto Sm2Fel7N3 e o aparecimento de Ferro livre. Para fabricação dos ímãs permanentes foi usado o nitreto Sm2Fe17N3 obtido a partir de pó de Sm2Fe17 nitrogenado em forno resistivo em atmosfera de N2 a 400° C (Sistema Sieverts). Uma camada de Sn foi depositada sobre os grãos do nitreto usando um processo químico em meio aquoso. Os ímãs aglutinados com Sn foram orientados, prensados e sinterizados a plasma a 250° C usando atmosfera de H2 e Ar e caracterizados com DRX, Microscopia Eletrônica de Varredura e Medidas de Magnetização. Os resultados indicam que a quantidade de Sn depositado é muito pequena, evitando a formação de fases indesejáveis. Não se observa a formação de óxido nas amostras, o que indica que a sinterização por plasma é eficiente para remover o O2. Os ímãs obtidos apresentaram boas propriedades magnéticas / Abstract: In this work we present the results about dc plasma nitrogenation of the Sm2Fe17 phase, as well as the preparation of permanent magnets using Sm2Fe17N3 bonded with chemically deposited Sn (bonded-magnet). We also present the construction of the dc plasma chamber employed in this work. The plasma nitrogenation was performed using a mixture of H2 and N2 at a temperature of 4000 C, pressure of 5 Torr and process time of 5 hours. The plasma composition was changed from 10% to 90% of H2. Those nitrides were characterized by Thermomagnetic Analisys (TMA), X-Ray diffractometry (XRD), Optical metallography, Scanning Electron Microprobe and Mössbauer spectroscopy. The results show the formation of the nitrides Sm2Fe17N8, Sm2Fe17N11, and Sm2Fe17N3, for a H2 concentration below 40%. If the hydrogen concentration is equal or higher than 50%, it is observed only the formation of the nitride Sm2Fe17N3 and of pure Fe. To produce the permanent magnets we used the nitride Sm2Fe17N3 obtained from Sm2Fe17 powder nitrogenated in a resistive oven with nitrogen atmosphere and at temperature of 400 0C (Sieverts system). A layer of Sn was deposited on the nitride grains using a chemical process in an aqueous solution. The magnets were oriented, pressed and plasma sintered in an atmosphere of H2 and Ar at 250 0C, and then characterized by XRD, scanning electron microprobe and magnetic measurements. The results indicate that the amount of deposited Sn is very small, so avoiding the formation of undesirable phases. We did not observe oxidation in our samples, indicating that the sintering process was efficient in removing O2. The obtained magnets presented excellent magnetic properties / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Paulo Roberto Mei, Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-29T01:50:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_CleberSantiago_D.pdf: 15909089 bytes, checksum: 157f0df48d6e275304da865ae602fdd8 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O efeito da moagem sobre ligas com composições Fe74NdlOMMlOB6, Fe75Nd9MM9B7, Fe74Nd9MM9B5 e Fe77Nd7,5MM7,5B8 (% atômica) foi estudado através de metalografia ótica, análise termo magnética A/C (TMA), análises térmicas TG e DTA, difratometria de raios-x e análises de microssonda eletrônica EDS (Energy Dispersive Spectroscopy), onde MM é uma liga de terras raras nacional, denominada mischmetal, rica em cério. Para a liga Fe74NdlOMMlOB6 no estado bruto de fusão, antes de ser submetida ao processo de moagem, a estrutura observada é constituída majoritariamente pelo composto Fe14(Nd,MM)2B e uma fase de Laves de composição Fe2(Nd,MM). Nas demais ligas, em vez da fase de Laves, foi observada a presença da fase paramagnética Fe4(Nd,MM)B4. Quando moídas por 30 minutos a 2.400 rpm foi observada a decomposição irreversível do composto Fel4Nd2B acompanhada da formação de uma nova fase ferromagnética, estável, com Tc em tomo de 500°C e um aumento considerável de ferro puro, em comparação com a liga triturada manualmente. O mesmo efeito foi observado para a liga de composição comercial Fe77Nd15B8, para a qual foram estudados tempos de moagem de 30, 70 e 80 minutos e velocidades de rotação de 1.600, 2.000 e 2.400 rpm, tendo sido verificada, para as amostras moídas a 70 e 80 minutos, a formação de mais uma fase estável, com Te de 215°C e de uma fase metaestável, que se forma acima de 800°C e se decompõe a 670°C. A quantidade dessas novas fases aumenta com a intensidade de moagem, enquanto que a magnetização de saturação diminui, em função do aumento de Fe-a livre na microestrutura dessa ligas. Para o estudo desse efeito na liga de composição comercial, foram usadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura EDS e WDS (Wavelenght Dispersive Spectroscopy), análise termo magnética A/C, medidas de magnetização de saturação a diferentes temperaturas, difratometria de raios-X, espectroscopia Mössbauer e análise térmica diferencial (DTA) / Abstract: Effect of ball milling on the microstructure of the Fe74Nd1OMMlOB6, Fe7SN9MM9B7, Fe74Nd9MM9B8 e Fe77Nd7,5MM7,5B8 (% at.) alloys has been studied by optical microscopy, thermomagnetic analysis (TMA), thermical analysis (DT A and TG), x-ray diffraction and microprobe analysis (EDS). As-cast, pre-milled Fe74NdlOMMlOB6 alloy presented a microstructure with the Fe14(Nd,MM)2B compound as matrix phase, Fe2(Nd, MM) and a RR rich phase. All the other alloys presented a microsctructure similar to the commercial alloy, with the phases Fe14(Nd,MM)2B, Fe4(Nd,MM)B4 and a RR rich phase. When these samples were submitted to 30 minutes of very high energy ball milling, the signal of the 14:2:1 phase disappeared and it was observed the formation of a microsctructure with a new ferromagnetic stable phase with Tc around 500°C together with an increase of alpha iron in comparison to premilled samples. The same effect of milling time on the structure of Fe77Nd1SB8 alloy has been also observed. We have milled samples during 30, 70 and 80 minutes in a high energy planetary ball mill at 1.600, 2.000 and 2.400 rpm. The TMA measurements indicated that the 14:2:1 compound disappeared and was replaced by others ordered phases, with Tc values of 215°C and 515°C. Surprisingly, we observed an increase of susceptibility occurring at 670°C during the cooling part ofthe susceptibility measurement cycle .This signal occurs only in the cooling part of the measurement, and it is seen in all measurement cycles. This susceptibility increase must be connected to a high temperature structural phase transition, occuring above 800°C. The EDS and the X-ray analysis revealed, besides pure iron, the existence of only one phase to the samples milled during 30 and 70 minutes and the coexistence of two phases with pure iron for the sample milled during 80 minutes. The study of those milling parameters on the commercial alloy has been studied by microprobe analysis (Energy Dispersive Spectroscopy and Wavelenght Dispersive Spectroscopy), thermomagnetic analysis (TMA), magnetization curves at different temperatures, X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy and differential thermal analysis (DT A) / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica