Produção da liga de Fe-35%Co (% em massa) e estudo de suas propriedades magnéticas .

• Processo: 22/13657-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Cristina Bormio Nunes
• Beneficiário: Higor Natan Alves Ferreira
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Magnetostrição Materiais magnéticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fe-Co | magnetização de saturação | Magnetostricção | Materiais Magnéticos

Resumo

Há até hoje poucos estudos científicos publicados sobre ligas de Fe-Co com menores quantidades de Co que da liga equiatômica. Tudo o que foi desenvolvido em relação ligas de baixo teor de Co ( ~(27 < %Co < 35)) foi feito pela indústria, que não disponibiliza dados da pesquisa realizada. Estas ligas de Fe-Co com menores quantidades de Co são relevantes de serem estudadas, pois possuem altas magnetizações de saturação, altas temperaturas de Curie e são mais baratas, pois possuem menos cobalto. Apesar de todas estas virtudes elas têm uma deficiência importante que é um baixo valor de permeabilidade magnética se comparada à liga equiatômica com adição de 2% de V. No entanto, em relação ao custo, considerando-se apenas os preços das matérias primas, uma tonelada da liga com 35% de Co custa cerca de 30% menos que a liga equiatômica Fe-Co. Sendo que o preço do Co por tonelada é de 52.000 USD, e do ferro contido no minério de ferro 153 USD (dados de 29/09/2022), ou seja uma economia de 7700 USD por tonelada.Assim sendo, entendemos que é importante que as ligas Fe-Co com menor teor de Co que a liga equiatômica sejam revisitados e estudados mais a fundo e de maneira sistemática, fazendo a correlação da ciência/engenharia de materiais com as propriedades físicas do material. Além disto, o estudo de adições a estas ligas que melhorem a permeabilidade deles também seria relevante. Esse entendimento e estudos complementares podem vir a ajudar futuramente em alguma formulação de liga que permita melhorar o desempenho magnético destes materiais. O desempenho quanto á deformabilidade também é importante se estes materiais tiverem que ser usados na forma de chapas finas. Consequentemente, a utilização destes materiais em máquinas elétricas que demandam altas magnetizações de saturação e altas permeabilidades, acarretará maior eficiência energética, demanda urgente em um mundo carente de energia. Em especial a demanda por eficiência energética se aplica à carros elétricos e aeronaves.Para o presente o objeto do estudo é a liga Fe-Co com 35% em massa de Co. Uma das razões desta escolha é que a liga com 35% de Co comparada com a liga com 30% Co que já estudamos em projeto anterior poderá ter o aumento da permeabilidade com apenas o incremento de 5% de Co, pois este incremento causa uma queda acentuada em K1, a primeira constante anisotrópica, o que irá causar a diminuição do campo anisotrópico. O presente projeto de Iniciação Científica refere-se á liga Fe-Co sem adição alguma, que é uma das ligas propostas de se estudar no Auxílio Individual FAPESP 2021/06350-0 concedido ao projeto intitulado "Desenvolvimento de ligas de Fe-Co com adição de Ti e Cr para aplicações em máquinas elétricas de alta performance energética". A adição de Cr é realizada para melhorar a ductilidade da liga e será analisado os efeitos desta adição nas propriedades magnéticas do material. Já a adição de Ti é utilizada para aumentar a permeabilidade da liga. Mas o estudo da liga sem adições é fundamental para se obter o real efeito destas adições nas propriedades magnéticas e mecânicas, pois serão feitas utilizando-se o mesmo procedimento, com as mesmas matérias primas, a fim de se eliminar algumas variáveis, como a composição e pureza das ligas que poderiam afetar a análise dos resultados.