Materiais magnetostrictivos, como o TERFENOL-D (Tb0,27-0,30Dy0,73-0,70Fe2) e o GALFENOL (Fe72-82Ga18-28), são aplicados em diversos tipos de atuadores, sensores e coletores de energia. Contudo, existe a necessidade de novos materiais que sejam mais baratos, ambientalmente amigáveis e com melhores propriedades mecânicas. Por essa razão, as ligas de Fe-Al são uma alternativa, já que o alumínio é mais abundante na natureza e é sete vezes mais barato que o gálio. O objetivo desse trabalho foi estudar a influência de dois tratamentos termomecânicos nas propriedades magnéticas das ligas (Fe1-xAlx)98,4B1,6, onde x = 0,18; 0,13 e 0,21. No primeiro processamento, as ligas foram submetidas a um tratamento térmico sob compressão para introduzir uma anisotropia magnetocristalina extrínseca. Para compressões de até 180 MPa, as ligas tratadas sob tensão obtiveram valores de magnetostricção e dos coeficientes piezomagnéticos maiores que o das ligas sem tratamento. Ou seja, este processamento aumentou a sensibilidade das ligas como atuador (d33) e sensor (d33 *). No segundo processamento termomecânico, amostras com formato de chapa foram laminadas e tratadas termicamente para induzir um crescimento anormal de grãos e consequentemente uma textura. Embora não tenha ocorrido crescimento de grão anormal durante o tratamento térmico, os valores de magnetostricção foram maiores que o das amostras como fundidas. Ambos processamentos termomecânicos foram efetivos para melhorar as propriedades magnéticas e a liga (Fe0,87Al0,13)98,4B1,6 foi a que obteve os maiores valores de magnetostricção e dos coeficientes piezomagnéticos. Em outras palavras, dentre as ligas estudadas, esta composição foi mais promissora para ser aplicada em atuadores e sensores. / Magnetostrictive materials, like TERFENOL-D (Tb0.27-0.30Dy0.73-0.70Fe2) and GALFENOL (Fe72-82Ga18-28), are applied in several types of sensors, actuators and energy harvesting. Nevertheless, there is the necessity of new materials that are cheaper, environmentally friendly and with good mechanical properties. For that reason, the Fe-Al alloys are an alternative, since the aluminum is more abundant in nature and is seven times cheaper than gallium. The goal of this work is to study the influence of two thermomechanical proceeding at magnetic properties of the (Fe1- xAlx)98.4B1.6 alloys, which x = 0.18; 0.13 e 0.21. At the first proceeding, the alloys were submitted to a stress annealing to introduce an extrinsic magnetocrystalline anisotropy. Up to 180 MPa of compression stress, stress annealed alloys have magnetostriction and piezomagnetic coefficient values higher than the alloys without annealing. In other words, this proceeding increased the alloys sensibility to be applied like actuators (d33) and sensors (d33 *). At the second thermomechanical proceeding, samples with sheet format were rolled and annealed to induce an abnormal grain growth and, consequently, a texture. Although the annealing not produced an abnormal grain growth, the magnetostriction values are higher than for the as-cast samples. Both proceedings were efficient to improve the magnetic properties and the (Fe0.87Al0.13)98.4B1.6 alloy achieved the higher values of magnetostriction and piezomagnetic coefficient. In another words, between the studied alloys, this composition was the most promising to be applied like actuators and sensors.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-21112017-133645 |
| Date | 18 September 2017 |
| Creators | Dias, Mateus Botani de Souza |
| Contributors | Nunes, Cristina Bormio |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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