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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35084
Tipo: | Dissertação |
Título: | Estudo das propriedades mecânicas, térmicas e elétricas das ligas de Heusler de média entropia - CuMnAlSn |
Autor(es): | Porto, saque Jerônimo |
Primeiro Orientador: | Oliveira, Danniel Ferreira de |
Resumo: | As ligas de Heusler foram descobertas em 1903 e são compostos intermetálicos que tradicionalmente são compostas por três elementos com estequiometria X2YZ e que apresentam propriedades ferromagnéticas embora nenhum dos elementos constituintes fosse individualmente ferromagnético. Estas têm despertado grande interesse devido a sua versatilidade estrutural e funcional, além de características como efeito magnetocalórico, memória de forma magnética, Magnetorresistência, viés de troca. Várias pesquisas tem sido desenvolvidas e demostrado que a adição de um quarto elemento as ligas de Heusler é uma ferramenta poderosa para ampliar a versatilidade das ligas de Heusler através da manipulação de sua estrutura e propriedades. Este trabalho investigou ligas Cu50Mn25Al25-xSnx, explorando como a substituição parcial de Al por Sn (x = 0, 5, 10, 15 e 20 at.%) influencia suas propriedades mecânicas, térmicas, elétricas e magnéticas. As amostras foram preparadas em um forno de indução à temperatura de 1300ºC sem o controle da atmosfera, fundidas no cadinho de grafite/argila e vertidas em um molde metálico, formando lingotes com 110 mm de comprimento e diâmetro de 12 mm. Para o estudo das amostras, combinou-se o método CALPHAD com técnicas de caracterização experimental como Difração de Raios X (XRD), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Magnetometria de Amostra Vibrante (VSM) e Microdureza. Os dados obtidos demonstram que a substituição parcial do Al por Sn altera o equilíbrio entre as fases, reduz a temperatura de fusão, eleva a microdureza e resistividade elétrica, e reduz a magnetização remanescente. Os resultados deste trabalho ampliam o conhecimento sobre as ligas de Heusler de média entropia, indicando que a modificação das propriedades estruturais, mecânicas, térmica, elétrica e magnéticas da liga Cu50Mn25Al25- xSnx é fortemente influenciada pelo teor de Sn que pode ser usada como forma de ajustar as propriedades da liga, abrindo novas perspectivas para aplicações tecnológicas e contribuindo para o avanço na área de Ciência e Engenharia de Materiais. |
Abstract: | Heusler alloys were discovered in 1903 and are intermetallic compounds that are traditionally composed of three elements with X2YZ stoichiometry and that present ferromagnetic properties although none of the constituent elements is individually ferromagnetic. They have aroused great interest due to their structural and functional versatility, in addition to characteristics such as magnetocaloric effect, magnetic shape memory, magnetoresistance, and exchange bias. Several studies have been developed and demonstrated that the addition of a fourth element to Heusler alloys is a powerful tool to increase the versatility of Heusler alloys through the manipulation of their structure and properties. This work investigated Cu50Mn25Al25-xSnx alloys, exploring how the partial replacement of Al by Sn (x = 0, 5, 10, 15, and 20 at.%) influences their mechanical, thermal, electrical, and magnetic properties. The samples were prepared in an induction furnace at a temperature of 1300ºC without atmosphere control, melted in a graphite/clay crucible and poured into a metal mold, forming ingots with 110 mm in length and 12 mm in diameter. To study the samples, the CALPHAD method was combined with experimental characterization techniques such as Xray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Vibrating Sample Magnetometry (VSM) and Microhardness. The data obtained demonstrate that the partial replacement of Al by Sn alters the equilibrium between the phases, reduces the melting temperature, increases the microhardness and electrical resistivity, and reduces the remanent magnetization. The results of this work expand the knowledge about medium-entropy Heusler alloys, indicating that the modification of the structural, mechanical, thermal, electrical and magnetic properties of the Cu50Mn25Al25-xSnx alloy is strongly influenced by the Sn content, which can be used as a way to adjust the alloy properties, opening new perspectives for technological applications and contributing to the advancement in the area of Materials Science and Engineering. |
Palavras-chave: | Ligas de Heusler Media entropia Propriedades elétricas Propriedades magnéticas Heusler alloys Medium Entropy Electrical Properties Magnetic Properties |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Engenharia de Materiais |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35084 |
Data do documento: | 12-Dez-2024 |
Aparece nas coleções: | Centro de Tecnologia (CT) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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