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Otimização de propriedades piezomagnéticas de ligas de Fe-Al-B para utilização em sensor de força

Processo: 14/16872-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2014
Vigência (Término): 31 de agosto de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Cristina Bormio Nunes
Beneficiário:Mateus Botani de Souza Dias
Instituição-sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil

Resumo

Pretende-se otimizar as propriedades magnetomecânicas (piezomagnéticas) de ligas de Fe-Al-B, propriedades estas que serão correlacionadas com medidas quantitativas do ordenamento das fases cúbicas e textura do material. Para obter materiais que possam ser testados em um transdutor recentemente construído, é necessário que tenhamos amostras cilíndricas de 6 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento. Para obtenção dos materiais nestas condições, estamos adaptando as condições de fornos do nosso Departamento, mas que é um procedimento até então nunca realizado. Também serão realizados recozimentos sob aplicação de compressão mecânica, com o objetivo de construir uma anisotropia magnetocristalina no material e assim tentar melhorar o comportamento piezomagnético deste. Ainda mais, introduziremos textura preferencial por laminação em chapas das mesmas ligas para avaliar o efeito na magnetostricção com apenas campo aplicado.Já foi concluído em outros trabalhos do grupo que a ordem atômica influência de forma decisiva nos valores de magnetostricção de saturação e que por sua vez esta ordem depende da composição da liga nas redondezas de 20% at. de alumínio. Portanto, estudaremos várias ligas de Fe-Al-B, fixando-se a quantidade de boro na liga em 3% at. e variando-se a proporção de ferro e alumínio para determinar a melhor proporção entre Fe e Al. Anteriormente em outro estudo a proporção entre Fe e Al permaneceu constante e variou-se a quantidade de boro. Além disto, serão avaliadas as influências da textura nos resultados de magnetostricção nas ligas: 1) sem sofrer processos de texturização; 2) laminadas e recozidas e também em 3) amostras que serão submetidas a recozimento sobre compressão. Mais especificamente, no presente trabalho objetivamos o estudo das propriedades magnéticas: magnetostricção e indução magnética (permeabilidade magnética) das ligas (Fe1-xAlx)97B3, para x = 0,16; 0,18; 0,20 e 0,22 em condições estáticas e dinâmicas, com a aplicação de campo magnético, tensão e compressão mecânica utilizando o transdutor construído no trabalho de mestrado do candidato.A análise quantitativa da textura será realizada através de difração de elétrons retroespalhados (EBSD) em microscopia eletrônica de varredura que mede a orientação cristalográfica pontualmente. A comprovação da existência da fase ordenada pode ser feita por difração de elétrons em microscopia eletrônica de transmissão e a quantificação da fase ordenada pode ser feita através de medidas de magnetização de saturação, pois o momento magnético médio por átomo de Fe é 33% maior na fase ± que na fase ordenada D03.

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Expertos discuten innovaciones en materiales magnéticos 
Especialistas discutem inovações em materiais magnéticos 
Especialistas discutem inovações em materiais magnéticos 

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DIAS, M. B. S.; FULOP, G. O.; BALDAN, C. A.; BORMIO-NUNES, C. Magnetostriction Increase of Polycrystalline Fe-Al-B Thin Sheets after Thermomechanical Process. METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE, v. 48A, n. 12, p. 5951-5959, DEC 2017. Citações Web of Science: 1.
BORMIO-NUNES, CRISTINA; DE SOUZA DIAS, MATEUS BOTANI. Piezomagnetic Performance of Stress-Annealed FeAlB Alloys. IEEE Transactions on Magnetics, v. 53, n. 11 NOV 2017. Citações Web of Science: 1.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
DIAS, Mateus Botani de Souza. Otimização de propriedades piezomagnéticas de ligas de Fe-Al-B para utilização como atuador e sensor de força. 2017. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de Lorena Lorena.

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