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Obtenção de ligas de alta entropia a base de Fe, co e Ni e estudo das suas propriedades magnéticas

Processo: 17/26386-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de agosto de 2018 - 31 de outubro de 2020
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Cristina Bormio Nunes
Beneficiário:Cristina Bormio Nunes
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
Assunto(s):Níquel  Cobalto  Ferro  Ligas de alta entropia 

Resumo

Algumas de ligas de alta entropia (HEA do inglês) a base de Fe, Co e Ni tem sido estudada na literatura nos últimos 7 anos. Verificou-se que estas ligas são magneticamente macias e idealmente monofásicas. No entanto, nada de magnetostricção foi estudado até o momento. A magnetostricção é uma propriedade importante a ser estuda em materiais magnéticos, pois está diretamente ligada à aplicação destes materiais. Aplicações interessantes de materiais magnéticos macios focando a magnetostricção são: máquinas elétricas que demandam baixa magnetostricção, para diminuição de ruído e sensores e atuadores que demandam altas magnetostricções.No presente trabalho pretendemos inicialmente estudar as propriedades magnetostrictivas de ligas já estudadas na literatura que apresentaram o melhor compromisso da combinação de propriedade mecânica e magnetização de saturação. Baseando-nos resultados da literatura, as melhores ligas para estudar a magnetostricção seriam: FeCoNi(AlSi)0,80, FeCoNi(MnAl)0,25, FeCoNi(CuAl)0,8. Em termos de aplicação, tanto altas magnetostricções, quanto baixíssimas magnetostricções seriam interessantes, dependendo do tipo de aplicação desejada.É intuito deste trabalho também estudar ligas HEAs com composição do tipo FeCoNi(XY)z com z < 1, para que não haja degradação severa das propriedades magnéticas. A fim de restringir a variedade possível de ligas escolhemos X e Y, para um intervalo finito de z.Um dos elementos naturais a ser introduzido em ligas magnéticas de alta entropia é X = Ga, pois é bem conhecido que a adição de Ga ao Fe provoca o aumento da magnetostricção do Fe em uma ordem de grandeza. Já o Ga adicionado ao Ni e Co pode formar uma liga NiCoGa, do tipo Heussler, que possui altos valores de magnetostricção e memória de forma magnética. Além do que o Ga tem boa solubilidade no Fe, Ni e Co. Escolhemos para nossos estudos Y = Cu, ou seja, a liga FeCoNi(GaCu)z será estudada para 0,35 £ z £ 0,75, pois seguindo critérios de alta entropia, entalpia adequada para a evitar a formação de fases secundárias e diferença de raios atômicos menor que 5,5%, estas ligas têm maior probabilidade de se apresentar monofásicas, como solução sólida. Esta condição é interessante para as propriedades magnéticas macias dos materiais. (AU)