Propriedades estruturais e magnéticas da liga Fe50Mn25Ga25.

Nome: Jhone Ramsay Andrez
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 23/02/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Armando Yoshihaki Takeuchi Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Alfredo Gonçalves Cunha Examinador Interno
Armando Yoshihaki Takeuchi Orientador
Flávio Garcia Examinador Externo
José Rafael Cápua Proveti Examinador Externo
Wanderlã Luis Scopel Examinador Interno

Resumo: Neste trabalho, nós investigamos as propriedades estruturais e magnéticas da liga Heusler 𝐹𝑒2𝑀𝑛𝐺𝑎, preparada por fusão a arco voltaico, que posteriormente foi submetida a esforços mecânicos para fabricação na forma de pó e fita, onde a mudanças nas propriedades devido à estes esforços também foram investigadas (com e sem tratamento térmico). As técnicas de análise utilizadas foram difratometria de raios-X, medidas de magnetização 𝐷𝐶 em função do campo aplicado [𝑀(𝐻)] e da temperatura [𝑀(𝑇)], e também a técnica local de Espectroscopia Mössbauer com campo externo nulo. A caracterização estrutural indica que a liga 𝐹𝑒2𝑀𝑛𝐺𝑎 se estabiliza na estrutura 𝐿12, e não há indícios de transformação de fase martensítica na faixa de temperatura estudada. Do ponto de vista magnético, a análise dos resultados sugerem que, enquanto os momentos magnéticos dos átomos de 𝑀𝑛 se ordenam acima de 300 𝐾, os momentos magnéticos dos átomos de 𝐹𝑒 se ordenam abaixo de 300 𝐾, se acoplando de forma antiparalela com a sub-rede de 𝑀𝑛, tornando o magnetismo em baixas temperaturas mais complexo. O esforço mecânico sobre a liga induz redução do tamanho de grão e aumento das tensões internas na estrutura 𝐿12, favorecendo desordens químicas. Os resultados mostram que a liga 𝐹𝑒2𝑀𝑛𝐺𝑎 tem suas propriedades magnéticas muito sensíveis aos processos de fabricação e ao grau das desordens atômicas na estrutura 𝐿12. Os resultados mostram que os esforços mecânicos favorecem estas desordens. As desordens químicas favorecem competições entre interações antiferromagnéticas e ferromagnéticas, que consequentemente leva a um estado magnético frustrado quando as sub-redes de 𝐹𝑒 e 𝑀𝑛 se ordenam magneticamente. Devido as desordens químicas intrinsicamente encontradas na fabricação das amostras e o aumento no grau dessas desordens quando as amostras são submetidas a esforços mecânicos, mostramos que: (𝑖) a transição metamagnética do acoplamento antiparalelo dos átomos de 𝐹𝑒 e 𝑀𝑛 para um estado magnético não colinear quando a intensidade do campo magnético é aumentada (curva em forma de 𝑆) e (𝑖𝑖) a característica do loop em forma de vespa (wasp-waisted magnetic loop) é consequência da frustração das interações magnéticas entre os átomos de 𝐹𝑒 e 𝑀𝑛 vizinhos. Nós também mostramos que mesmo em semelhantes condições
experimentais de tratamento térmico, as desordens químicas na liga preparada, na fita e no pó são diferentes, produzindo propriedades magnéticas distintas no produto final. Deslocamento vertical (eixo de magnetização) e horizontal (eixo do campo magnético) são observados nas curvas de magnetização em função do campo aplicado (𝑀(𝐻)) no processo field cooling, e esse efeito pode estar associado com um estado magneticamente frustrado que ocorre devido a interação de duas sub-redes magnéticas.

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