Orientador: Prof. Dr. Homero Mosca Jr. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 23/02/2016 / Inclui referências : f. 53-62- / Área de concentração: Engenharia e ciência de materiais / Resumo: Nesse trabalho descrevemos a síntese de nanopartículas de nitreto de ferro usando a técnica ablação a laser de um alvo de ferro imerso em nitrogênio líquido utilizando um laser Nd: YAG com comprimentos de onda de 1064 nm. As amostras foram coletadas sobre uma folha de ouro e armazenadas em suspensão em água e álcool isopropílico, sendo caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão, espalhamento dinâmico de luz, espectroscopia de fotoelétrons de raios X e magnetometria de amostra vibrante. As nanopartículas apresentaram uma razão atômica média de N / Fe = 0,54 e magnetização de saturação da ordem de 510 emu/g à temperatura ambiente. De acordo com as análises de difração de elétrons por área selecionada evidencia-se a formação de esferoides nano-cristalinos e amorfos de Fe4N. Observou-se distribuição de tamanho tipo bimodal com diâmetros médios em torno de 60 nm a 800 nm. Adicionalmente, a ablação a laser levou à produção de nanoestruturas elipsoidais amorfas de Fe2N e de placas planas cristalinas de Fe16N2 com espessura nanométrica e tamanhos micrométricos. Os nossos resultados indicam que a técnica de ablação a laser é uma rota de síntese simples e plenamente adequada aos padrões de sustentabilidade pela ausência de resíduos para a obtenção de nanopartículas de nitreto de ferro com elevada magnetização de saturação à temperatura ambiente. Palavras chave: nitretos de ferro, nanopartículas, magnetismo, ablação a laser. / Abstract: Iron nitride nanoparticles were prepared by laser ablation of an iron target immersed in liquid nitrogen using a Nd: YAG laser with wavelength at 1064 nm. Synthesized nanoparticles were collected on a gold blade and stored in suspension in water and isopropyl alcohol, being characterized by transmission electron microscopy, dynamic light scattering, X-ray photoelectron spectroscopy, and vibrating sample magnetometry techniques. The synthesized particles show an average atomic ratio of N/Fe = 0.54 and saturation magnetization as high as 510 emu/g. Selected area electron diffraction analyses reveal the formation of crystalline and amorphous nano-spheroids of Fe4N with average diameters ranging from 60 nm to 800 nm. Additionally, lenticular nanostructures of amorphous Fe2N and flat platelets of crystalline Fe16N2 with nanometer thickness and micrometric length sizes were also observed. Our results indicate that laser ablation in liquid nitrogen is a single step method compatible with high stands of sustainability to obtain iron nitride nanoparticles with high saturation magnetization at room temperature. Keywords: iron nitrides, nanoparticles, magnetism, laser ablation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/45807 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Gubert, Greici |
| Contributors | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE, Mosca Junior, Dante Homero |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 77 f. : il. algumas color., grafs., tabs., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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