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Tipo do documento: Tese
Título: Propriedades estruturais e magnéticas das ligas intermetálicas GdAgGa, TbMn2Si2 e Ni50Mn35In15: efeito da desordem e/ou redução do tamanho de partícula
Título(s) alternativo(s): Structural and magnetic properties of the intermetallic alloys GdAgGa, TbMn2Si2 and Ni50Mn35In15: effect of disorder and/or particle size reductio
Autor: FRANÇA, Jéssica Kamilly Pereira 
Primeiro orientador: SILVA, Luzeli Moreira da
Primeiro membro da banca: SILVA, Luzeli Moreira da
Segundo membro da banca: HERMÁNDEZ, Eduardo Padrón
Terceiro membro da banca: CARVALHO, Alexandre Magnus Gomes
Quarto membro da banca: LANG, Rossano
Quinto membro da banca: SANTOS, Adenilson Oliveira dos
Resumo: Este trabalho teve como objetivo investigar as propriedades estruturais e magnéticas dos compostos intermetálicos GdAgGa, TbMn2Si2 e a liga Heusler Ni50Mn35In015, com foco nos diferentes aspectos de relevância em cada material. Os sistemas foram sintetizados por fusão em arco voltaico, sendo que os dois últimos foram também processados para redução do tamanho de partícula. Posteriormente, foram caracterizados usando as técnicas de difração de raios X, magnetização e calor específico. Os resultados mostraram que a desordem estrutural devido a aleatoriedade na ocupação do sítio não magnético do composto GdAgGa contribui para a formação de um estado magnético complexo com coexistência ordenamento ferromagnético de longo alcance com uma fase spin glass reentrante. Um efeito magnetocalórico significativo com valor máximo da variação de entropia magnética em torno de aproximadamente 7 J/kg.K em H= 50 kOe foi observado neste material. A moagem de alta energia no sistema TbMn2Si2, reduz tamanho de cristalito e introduz desordem atômica no sistema, como por exemplo defeitos, amorfização etc. Observa-se um enfraquecimento das interações de troca que leva ao declínio na magnetização em altos campos magnéticos enquanto a desordem promove um alargamento das transições magnéticas. As micropartículas submetidas ao tratamento térmico exibem um significativo efeito de exchange bias, sugerindo uma modificação na interação entre os momentos magnéticos na interface entre as redes ferromagnéticas e antiferromagnéticas do material. Por outro lado, micropartículas (diâmetro ≤ 0,25 mm) na liga Heusler Ni50Mn35In15, submetidas a tratamento térmico estabiliza a fase austenita em baixas temperaturas. A combinação de energia mecânica e energia térmica suprime a transformação estrutural que por sua vez governa as propriedades magnéticas da liga. Esses resultados destacam que as características microestruturais do material são cruciais para suas propriedades magnéticas. Portanto, as desordens atômicas e os tratamentos específicos aplicados aos materiais ajustaram as temperaturas de transformação martensítica da liga Ni50Mn35In15 e expandiram efetivamente as propriedades magnéticas, como o aumento do efeito de exchange bias no sistema TbMn2Si2, confirmando a importância da microestrutura para a funcionalidade magnética dos compostos estudados.
Abstract: This study aimed to investigate the structural and magnetic properties of the intermetallic compounds GdAgGa, TbMn2Si2, and the Heusler alloy Ni50Mn35In15, focusing on the different relevant aspects of each material. The systems were synthesized by arc melting, with the TbMn2Si2 and Ni50Mn35In15 also undergoing processing for particle size reduction. Subsequently, they were characterized using X-ray diffraction, magnetization, and specific heat techniques. The results indicated that structural disorder due to randomness in the non- magnetic site induces a complex magnetic state with the coexistence of long-range ferromagnetic order and a reentrant spin-glass phase for the GdAgGa compound. A significant magnetocaloric effect was observed with a maximum magnetic entropy change of ~7 J/kg.K at ΔH= 50 kOe. High-energy milling in the TbMn2Si2 system reduces crystallite size and increases atomic disorder, i.e., defects, amorphization, etc. A weakening of exchange interactions leads to a decline in magnetization at high magnetic fields, while disorder broadens the magnetic transitions. Thermally annealed particles exhibit a significant exchange bias effect, which suggests changes in the interaction between magnetic moments at the interface of the ferromagnetic and antiferromagnetic lattices. On the other hand, thermally annealed Heusler alloy Ni50Mn35In15 microparticles (diameter ≤ 0.25 mm) stabilize the austenite phase at low temperatures. The combination of mechanical and thermal energy suppresses the structural transformation, which drives the magnetic properties of this alloy. These results highlight that the microstructural characteristics of the material are crucial for its magnetic properties. Therefore, the atomic disorders and specific treatments applied to the materials tune the Ni50Mn35In15 alloy martensitic transformation temperatures and effectively improve the exchange bias effect in the TbMn2Si2 system, confirming the importance of microstructure for the magnetic functionality of the studied compounds.
Palavras-chave: propriedades magnéticas;
difração de raios X;
desordem atômica.
magnetic properties;
X-ray diffraction;
atomic disorder.
Área(s) do CNPq: Física
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST
Citação: FRANÇA, Jéssica Kamilly Pereira. Propriedades estruturais e magnéticas das ligas intermetálicas GdAgGa, TbMn2Si2 e Ni50Mn35In15: efeito da desordem e/ou redução do tamanho de partícula. 2024. 133 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais/CCSST) - Universidade Federal do Maranhão, Imperatriz, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6650
Data de defesa: 19-Set-2024
Aparece nas coleções:TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST

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