Estudo do impacto da moagem mecânica nas propriedades estruturais, magnéticas e magnetocalóricas de intermetálicos RM2 (R= Er, Ho, Dy e Gd ; M=Al,Co)

Autor: Paula, Vinícius Gomes de, 1986
Přispěvatelé: Cardoso, Lisandro Pavie, 1950, Silva, Luzeli Moreira da, 1975, Gandra, Flávio César Guimarães, Béron, Fanny, Garcia, Flávio, Carvalho, Alexandre Magnus Gomes, Universidade Estadual de Campinas. Instituto de Física Gleb Wataghin, Programa de Pós-Graduação em Física, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
DOI: 10.47749/t/unicamp.2017.995904
Popis: Orientadores: Lisandro Pavie Cardoso, Luzeli Moreira da Silva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin Resumo: Esta tese tem como objetivo o estudo das propriedades estruturais, magnéticas e magnetocalóricas de compostos da família RM_2 (R=Er,Ho,Dy,Gd e M=Al e Co) analisados sob a forma de pós obtidos através da técnica de moagem mecânica. O estudo sistemático ao longo da série RAl2 realizado nesta tese forneceu várias contribuições relevantes, entre elas, a evidência de superparamagnetismo exibida pelo composto GdAl2 após submetido a curtos tempos de moagem (até 13 h), comportamento típico de amostras nanométricas. Neste caso, a presença de nanocristalitos, que são os agentes físicos responsáveis pelo fenômeno, foi revelada tanto pelas imagens de HRTEM, quanto pela difratometria de raios X através das análises de Rietveld, mostrando que a moagem mecânica é uma técnica eficiente em produzir compostos nanoestruturados. Motivados pelo interessante resultado no GdAl2, a sistematização do estudo também revelou que a moagem mecânica afeta de modo singular as propriedades magnéticas e o efeito magnetocalórico (EMC) de cada composto dessa série. O DyAl2, por exemplo, exibe um perfil de -?S_M que semelhante ao do GdAl2, evidenciando dessa forma, um comportamento superparamagnético, com a diferença que, nesse caso, este comportamento só foi observado após 30 h de moagem. Nesse caso, também observou-se por HRTEM e por análise Rietveld a presença de nanocristalitos após a moagem mecânica. No composto HoAl2, o perfil de curva do parâmetro -?S_M, mostrou-se bem sensível ao tempo de moagem empregado. Após 20 h de moagem, ele exibe um comportamento table-like em um considerável intervalo de temperatura (~25 K), que é interessante para aplicações em refrigeração. Para tempos maiores de moagem, 30 h ou mais, surge um pico alargado no perfil do EMC para temperaturas menores que Tc, cuja origem ainda precisa ser melhor investigada. Dentre todos os compostos da série RAl2 estudados nesta tese, o ErAl2 foi o que apresentou o menor impacto no EMC pelo processo de moagem mecânica. O perfil de curva do parâmetro -?S_M mostrou apenas uma redução no seu valor máximo e nenhum incremento foi observado nas propriedades magnetocalóricas (?T_FWHM e RC). Finalmente, também se destaca como uma contribuição deste trabalho, o estudo do impacto de curtos tempos de moagem (máximo de 8 h) no enfraquecimento do mecanismo de metamagnetismo de elétrons itinerantes (IEM) no composto DyCo2, o que resultou na redução do valor máximo do EMC (-?S_M máximo) acompanhada de alargamento do intervalo de operação do composto analisado (?T_FWHM) Abstract: The objective of this thesis is the study of the structural, magnetic and also magnetocaloric properties of the family compounds RM_2 (R=Er,Ho,Dy,Gd and M=Al and Co) analyzed as powder samples that were obtained by the mechanical milling. This technique is very efficient for the production of samples in a reduced size scale, impacting on their magnetic and structural properties, which, therefore, differ from those exhibited by these materials in the bulk form. The systematic study along the RAl2 series carried out in this thesis has provided several relevant contributions, among them, the evidence of superparamagnetism exhibited by the compound GdAl2 after short grinding times (up to 13 h), a typical behavior of nanometric samples. In this case, the presence of nanocrystallites, which are the physical agents responsible for the phenomenon, was revealed both by the HRTEM images and by the X-ray diffractometry through the Rietveld analysis, showing that mechanical grinding is an efficient technique to produce nanostructured compounds. Motivated by this unexpected result in GdAl2, the systematization of the study also revealed that mechanical milling singularly affects the magnetic properties and the magnetocaloric effect (MCE) of each series compound. The DyAl2, for example, exhibits a profile of -?S_M similar to that of GdAl2, thus showing a superparamagnetic behavior, with the difference that, in this case, this behavior was only observed after 30 h of grinding. In addition, the presence of nanocrystallites after mechanical milling was also observed by HRTEM and Rietveld analysis. In the compound HoAl2, the -?S_M, peak profile was found to be very sensitive to the employed grinding time. After 20 h of milling, it exhibits a table-like behavior over a considerable temperature range (~ 25 K), which is interesting for practical applications. For larger milling times, 30 h or more, a broadened peak appears in the EMC profile for temperatures lower than Tc, whose origin still needs to be better investigated. Among the RAl2 compounds studied here, the intermetallic ErAl2 was the least affected by the mechanical milling, concerning its MCE. The correspondent -?S_M peak profile has shown progressive reduction on its maximum value and no increase was observed on its magnetocaloric properties. Finally, it is also highlighted as a contribution of this work, the study of short milling times (up to 8 h) impact on the Intinerant Electron Metamagnetism (IEM) mechanism of DyCo2 compound, which gave rise to a reduction of the maximum value of the MCE (-?S_M maximum) associated with an increase on its working temperature range (?T_FWHM) Doutorado Física Doutor em Ciências CNPQ 157864/2014-6 CAPES
Databáze: OpenAIRE
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