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Submitted by Pâmela CTC/E (pamela.flegr@uerj.br) on 2021-10-21T17:46:45Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Vagner Jandre Monteiro - 2021 - Completa.pdf: 5351733 bytes, checksum: edc86f0f0b6b5a9825958e82d10149ea (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-21T17:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Vagner Jandre Monteiro - 2021 - Completa.pdf: 5351733 bytes, checksum: edc86f0f0b6b5a9825958e82d10149ea (MD5) Previous issue date: 2021-02-04 In this work, the intermetallic compounds TbxPr1-xAl2, with x = 0,1, 0,2, 0,25, 0,3, 0,5 e 0,75, were analyzed via numerical simulations of relevant physical properties, in this case, magnetization and specific heat. For the development of these simulations, the software Mathematica was used. Materials from these families have a magnetocaloric effect, an effect that has aroused interest due to the potential application, among others, as an alternative in refrigeration. In addition to these applications, there is also interest in ferrimagnetic materials for use as magnetic sensors and information storage technology. In this study, data from previously produced and characterized samples were analyzed and compared with the results of numerical simulations using theoretical models developed and available in the specialized literature, in particular the molecular field (or medium field) theory. From this, and considering several known properties of the compounds RAl2, where R is a rare earth element, it was assumed that the parameters of molecular, inter-network and crystalline field exhibit linear behavior. This allowed to obtain satisfactory results in agreement with the experimental data. In this way, the efficiency of the simulation and of the medium field approach was evidenced, also confirming the fact that several physical properties and parameters of the RAl2 family of compounds have linear behavior depending on the rare earth element involved. Finally, it was possible to perform analyzes and better understand some of the physical properties presented by the materials explored here and their derivations. Neste trabalho, os compostos intermetálicos TbxPr1-xAl2, com x = 0,1, 0,2, 0,25,0,3, 0,5 e 0,75, foram analisados via simulações numéricas de propriedades físicas pertinentes, no caso, a magnetização e o calor específico. Para o desenvolvimento destas simulações, foi utilizado o software Mathematica. Materiais destas famílias apresentam o efeito magnetocalórico, efeito este que vem despertando interesse devido à potencial aplicação, dentre outras, como alternativa em refrigeração. Além destas aplicações, também há interesse em materiais ferrimagnéticos para uso como sensores magnéticos e tecnologia de armazenamento de informações. Nesse estudo, dados de amostras produzidas e caracterizadas previamente foram analisadas e confrontadas com os resultados das simulações numéricas utilizando modelos teóricos desenvolvidos e disponíveis na literatura especializada, em particular a teoria do campo molecular (ou campo médio). A partir disto, e considerando diversas propriedades conhecidas dos compostos RAI2, onde R é um elemento terra rara, foi assumido que os parâmetros de campo molecular, inter-redes e de campo cristalino apresentam comportamento linear. Isto permitiu obter resultados satisfatórios em concordância com os dados experimentais. Dessa forma, ficou evidenciada a eficiência da simulação e da abordagem de campo médio, ratificando também o fato de que diversas propriedades física e parâmetros da família de compostos RAl2 tenham comportamento linear dependendo do elemento terra- rara envolvido. Por fim, foi possível realizar análises e compreender melhor algumas propriedades físicas apresentadas pelos materiais aqui explorados e suas derivações.

Resumo Um problema importante no estudo de materiais magnéticos é saber como esses sistemas se comportam na presença de um campo magnético externo. A resposta para esse problema está na susceptibilidade magnética. Neste trabalho realizamos uma abordagem estatística das propriedades magnéticas dos materiais levando em consideração suas interações microscópicas. Nosso intuito é apresentar de maneira didática e acessível para um estudante de graduação as origens do fenômeno magnético e suas fases termodinâmicas, paramagnética, ferromagnética e antiferromagnética, calculando suas susceptibilidades e analisando seu comportamento em função da temperatura. Abstract An important problem in studying magnetic materials is to know how these systems behave in the presence of an external magnetic field. The answer to that problem is in the magnetic susceptibility. In this work, we performed a statistical approach of the magnetic properties of materials that take into account their microscopic interactions. Our intent is to present in a didactic and accessible way to an undergraduate student the origins of the magnetic phenomenon and its thermodynamic, paramagnetic, ferromagnetic and antiferromagnetic phases, calculating its susceptibilities and analyzing its behavior as a function of temperature.

Orientadores: Fabiano Fruett, Claudio Floridia Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Este trabalho tem por objetivo o estudo de um sensor passivo de campo magnético baseado em fibra óptica para aplicação em geradores síncronos de grande porte, como os encontrados em usinas hidrelétricas. O princípio de funcionamento do sensor compreende o uso de grades de Bragg em fibra óptica, ou Fiber Bragg Gratings (FBG) associada a um material magnetostritivo, ou seja, um material que sofre deformações mecânicas devido à aplicação de um campo magnético. O sensor quantifica o campo magnético produzido pelos polos do rotor do hidrogerador para a detecção de curto-circuitos entre espiras adjacentes de um determinado polo. O sistema de monitoração compreende o sensor, a rede óptica, o equipamento de detecção, também chamado de interrogador, e o software de análise dos dados obtidos. A instalação do sensor foi feita nos dutos de ventilação do hidrogerador, simplificando o processo de fixação. Os resultados experimentais obtidos em campo mostram que a resposta do sensor é proporcional ao campo aplicado, com uma variação de amplitude do sinal de 160 a 200 picometros, para um campo com amplitude de 1 tesla, dependendo do posicionamento do sensor nos pontos de instalação. Além disso, foi calculada a correlação linear do sinal medido pelo sensor com a corrente de campo, temperatura do rotor e potência ativa do hidrogerador, obtendo-se 0,85, 0,87 e 0,85, respectivamente Abstract: This work aims to study a passive magnetic field sensor based on optical fiber for application in large synchronous generators, such as those found in hydroelectric plants. The operating principle of the sensor comprises the use of Fiber Bragg Gratings (FBG) associated with a magnetostrictive material, that is, a material that undergoes mechanical deformation due to the application of a magnetic field. The sensor quantifies the magnetic field produced by the hydro-generator rotor poles for the detection of short-circuits between adjacent turns of a given pole. The monitoring system comprises the sensor, the optical network, the detection equipment, also called the interrogator, and the obtained data analysis software. The sensor was installed in the ventilation ducts of the hydro-generator making the fixation process easier. The experimental results shows that the sensor response is proportional to the applied magnetic field, with amplitude varying from 160 to 200 picometers, with a field of 1 tesla, depending on the positioning of the sensor in the installation points. Furthermore, we calculate the linear correlation of the measured signal in relation to the field current, rotor temperature and active power of the hydro-generator, obtaining 0.85, 0.87 and 0.85, respectively Mestrado Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica Mestre em Engenharia Elétrica CNPQ

Neste trabalho, foram avaliadas propriedades estruturais, morfológicas e magnéticas de compósitos de ferrita de cobalto/óxido de zircônio, preparados via mistura mecânica dos pós. Os pós de ferrita de cobalto foram obtidos pelo método da coprecipitação, tendo seus parâmetros de síntese otimizados, tais como velocidade de agitação, concentração das soluções de base e dos metais, a fim de se obter ferritas estequiométricas (Fe3+/Co2+ = 2:1) ou próximas disso. Os pós de óxido de zircônio foram sintetizados via sol-gel. Os compósitos foram analisados por Absorção Atômica, Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo e Espectroscopia por Energia Dispersiva, Difratometria de Raios X, Espectroscopia na Região do Infravermelho e por Magnetometria de Amostra Vibrante. Foi observada a migração de cátions entre as estruturas da ferrita e da zircônia como consequência da alta difusão entre as fases devido ao tratamento térmico. A análise por Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo e Espectroscopia por Energia Dispersiva permitiu verificar as diferentes microestruturas dos agregados presentes nos compósitos e o diâmetro médio dos grãos. A inserção de uma fase magnética em uma matriz não magnética provocou aumento na magnetização de saturação e na magnetização remanescente, além de uma diminuição na coercividade à medida que o teor de ferrita de cobalto aumenta. In this work, structural, morphological and magnetic properties of cobalt ferrite/zirconium oxide composites prepared via mechanical mixing of the powders were evaluated. Cobalt ferrite powders were obtained by coprecipitation, and some synthesis parameters were optimized, such as the speed of stirring , the concentration of base and metal solutions, in order to obtain stoichiometric ferrites (Fe3+/Co2+ = 2: 1) or near to it. Zirconium oxide powders were synthesized via sol-gel. The composites were analyzed by Atomic Absorption, Field Emission Scanning Electron Microscopy and Spectroscopy Dispersive Energy, Diffraction of X-rays, Infrared Spectroscopy and Vibranting Sample Magnetometry. It was observed the migration of cations between the ferrite and zirconia structures as a result of high diffusion between phases due to heat treatment. The analysis by Field Emission Scanning Electron Microscopy and Spectroscopy Dispersive Energy showed the different microstructures of aggregates present in the composites and the average diameter of the grains. The insertion of a magnetic phase on a non-magnetic matrix caused an increase in the saturation magnetization and the remanent magnetization, and decrease in coercivity as the cobalt ferrite content increases. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG

Microesferas poliméricas à base de metacrilato de metila (MMA), divinilbenzeno (DVB) e material magnético foram preparadas via polimerização por suspensão. Foi estudada a influência da polimerização em suspensão ou semisuspensão, concentração de material magnético e concentração de divinilbenzeno sobre as características das microesferas obtidas. As partículas poliméricas foram caracterizadas por espectroscopia vibracional na região do infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura, analisador de área específica e porosimetria, espalhamento de luz e magnetometria de amostra vibrante. O material magnético também foi caracterizado por FT-IR, além de difratometria de raios X e espectroscopia Mössbauer. Foram obtidas, com sucesso, microesferas poliméricas magnéticas à base de MMA e DVB (P(MMA-co-DVB)-M), contendo partículas magnéticas tanto na superfície quanto no interior da microesfera. As partículas obtidas através de polimerização em semisuspensão apresentaram tamanhos menores e distribuição de tamanhos de partículas mais estreita que as partículas obtidas através de suspensões convencionais. Os compósitos apresentaram um comportamento superparamagnético. As microesferas magnéticas sintetizadas neste trabalho têm potencial para serem modificadas e aplicadas como resinas de troca iônica ou suportes catalíticos. Magnetic polymeric microspheres based on methyl methacrylate (MMA), divinylbenzene (DVB) and magnetic materials were prepared via suspension polymerization. We studied the influence of the suspension or semi-suspension polymerization, magnetic materials and divinylbenzene concentration on the characteristics of the microspheres. Polymeric particles were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy, accelerated surface area and porosimetry analyzer (ASAP), dynamic light scattering (DLS) and vibrating sample magnetometer (VSM). The magnetic materials were also characterized by FT-IR, X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. Magnetic polymeric microspheres based on MMA and DVB (P(MMA-co-DVB)-M), containing magnetic particles on the surface or inside the microspheres, were successfully obtained. The polymer particles obtained through semi-suspension polymerization had smaller sizes and narrower particle size distribution than particles obtained by conventional suspension. The composites showed a superparamagnetic behavior. The magnetic microspheres synthesized in this work have potential to be modified and applied as ion-exchange resins or catalyst supports.

Microesferas poliméricas à base de metacrilato de metila (MMA), divinilbenzeno (DVB) e material magnético foram preparadas via polimerização por suspensão. Foi estudada a influência da polimerização em suspensão ou semisuspensão, concentração de material magnético e concentração de divinilbenzeno sobre as características das microesferas obtidas. As partículas poliméricas foram caracterizadas por espectroscopia vibracional na região do infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), microscopia eletrônica de varredura, analisador de área específica e porosimetria, espalhamento de luz e magnetometria de amostra vibrante. O material magnético também foi caracterizado por FT-IR, além de difratometria de raios X e espectroscopia Mössbauer. Foram obtidas, com sucesso, microesferas poliméricas magnéticas à base de MMA e DVB (P(MMA-co-DVB)-M), contendo partículas magnéticas tanto na superfície quanto no interior da microesfera. As partículas obtidas através de polimerização em semisuspensão apresentaram tamanhos menores e distribuição de tamanhos de partículas mais estreita que as partículas obtidas através de suspensões convencionais. Os compósitos apresentaram um comportamento superparamagnético. As microesferas magnéticas sintetizadas neste trabalho têm potencial para serem modificadas e aplicadas como resinas de troca iônica ou suportes catalíticos. Magnetic polymeric microspheres based on methyl methacrylate (MMA), divinylbenzene (DVB) and magnetic materials were prepared via suspension polymerization. We studied the influence of the suspension or semi-suspension polymerization, magnetic materials and divinylbenzene concentration on the characteristics of the microspheres. Polymeric particles were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy, accelerated surface area and porosimetry analyzer (ASAP), dynamic light scattering (DLS) and vibrating sample magnetometer (VSM). The magnetic materials were also characterized by FT-IR, X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy. Magnetic polymeric microspheres based on MMA and DVB (P(MMA-co-DVB)-M), containing magnetic particles on the surface or inside the microspheres, were successfully obtained. The polymer particles obtained through semi suspension polymerization had smaller sizes and narrower particle size distribution than particles obtained by conventional suspension. The composites showed a superparamagnetic behavior. The magnetic microspheres synthesized in this work have potential to be modified and applied as ion-exchange resins or catalyst supports

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This paper presents a study of the characteristics of magnetic materials. The application of this study is the feeding of an electrodeless fluorescent lamp (EFL). This type of lamp is driven by electromagnetic effects and, because of this, the electrodes are eliminated. Thus, the EFL has longer lifetime associated with low lumen depreciation representing an alternative to lighting systems among other discharge lamps. Because of the EFL magnetic characteristics, the operation frequency of this type of system has to be high in order to reduce the size of inductive elements avoiding the shadowing. Thus, the study of different magnetic materials capable of operating under these circumstances is proposed. Experiments were performed in order to obtain material characteristics such as the magnetization curve and the energy losses, and simulations were used to study characteristics not available through practical means. Four different materials are analyzed, the ferrites N87 (from EPCOS) and IP12E (from THORNTON) and amorphous and nanocrystalline alloys. In the ferrites cases, it was possible to carry out practical experiments and prove that they are able to meet the operating needs of EFL. However, it was not possible to acquire toroids alloys, amorphous or nanocrystalline, with the internal diameter required to accommodate the bulb of the EFL therefore, results of simulations are presented for these cores projects. At the end of the work, comparisons are made between the results obtained. Este trabalho apresenta um estudo das características de materiais magnéticos. A aplicação deste estudo é o acionamento de uma lâmpada fluorescente sem eletrodos (LFSE). O acionamento deste tipo de lâmpada é realizado a partir de efeitos eletromagnéticos, sem a necessidade de eletrodos. Em virtude disso, as LFSE apresentam, dentre as demais lâmpadas de descarga, uma longa vida útil associada a uma baixa depreciação do fluxo luminoso, representando uma alternativa atraente para sistemas de iluminação. Devido as características magnéticas das LFSE, a frequência de operação desse tipo de sistema deve ser elevada, com o objetivo de reduzir o volume dos elementos indutivos, evitando o sombreamento causado pelos mesmos. Com isso, é proposto o estudo de diferentes materiais magnéticos capazes de operar sob estas circunstâncias. Foram realizadas experiências a fim de obter características de materiais, tais como, a curva de magnetização e as perdas de energia, e simulações para estudar características não acessíveis através de meios práticos. Quatro diferentes materiais são analisados, os ferrites N87 (da EPCOS) e IP12E (da THORNTON) e as ligas amorfas e nanocristalinas. No caso dos ferrites foi possível realizar experiências práticas e comprovar que os mesmos são capazes de suprir as necessidades de funcionamento da LFSE. Porém, não foi possível adquirir toroides de ligas, amorfas ou nanocristalinas, com o diâmetro interno necessário para acomodar o bulbo da LFSE, portanto, resultados de simulações são apresentados para os projetos destes núcleos. Ao final do trabalho são realizadas comparações entre os resultados adquiridos.

In this work we present a theoretical and computational study of the mechanism of ferroelectricity in multiferroic hexagonal manganite LuMnO3. Some structural and electronic properties are described in both paraelectric (PE) and ferroelectric (FE) phases. As theoretical and computation tool was employed the Full Potential Linear Augmented Plane Wave method, based on Density Functional Theory and embodied in WIEN2k computer code. The crystal structure of both PE and FE phases was optimized using two different types of exchange and correlation potentials. The local density approximation (LDA) and generalized gradient approximation (GGA). The lattice parameters from GGA calculation were obtained in better agreement with experimental than LDA result. Also, were analyzed two different GGA parameterizations: the so-called Perdew - Burke - Ernzerhof (PBE) and Wu - Cohen (WC). Comparing them, the result from GGA-PBE calculation is in better agreement with the experimental. After the structural optimization, the atomic positions were fully relaxed. In this step, was utilized the GGA with the PBE parameterization. The electronic properties were calculated from these optimized and relaxed structures and using the Tran and Blaha modified Becke-Johson potential. From these calculations were obtained an indirect band gap of 0,3 eV and a direct band gap of 1,6 eV in the PE and FE phases, respectively. The valence electronic density maps were obtained along the c axis of the phases PE and FE. It was observed when leave of the PE to the FE phase, the ionic character of Lu-O bonds was changed. By careful analysis of the calculated partial density of states, we showed that the loss of ionicity of the chemical bond is associated with the rehybridization of the 5dz2 - Lu with 2pz - O orbitals. This description corroborates with the model in which the mechanism of ferroelectricity of the hexagonal manganites is related with the rehybridization of the dz2 - Y or - Lu orbitals with 2pz - O s orbitals that are along the crystalline c axis. No presente trabalho foi realizado um estudo teórico e computacional sobre o mecanismo da ferroeletricidade na manganita hexagonal multiferróica LuMnO3. Foram obtidas algumas das propriedades estruturais e eletrônicas desse composto nas fases paraelétrica (PE) e ferroelétrica (FE). Como ferramenta teórica e computacional foi utilizado o método de cálculo de estrutura eletrônica denominado de Full Potential Linearized Augmented Plane Wave que é baseado na Teoria do Funcional da Densidade e implementado no código computacional WIEN2k. Foi realizada a otimização dos parâmetros de rede usando duas diferentes aproximações para o potencial de troca e correlação. A aproximação da densidade local (LDA) e a do gradiente generalizado (GGA). Os parâmetros de rede obtidos com o cálculo GGA foram mais próximos do experimental do que aqueles obtidos usando a aproximação LDA. Para o cálculo usando a aproximação GGA foram testadas duas formas de parametrização: Perdew - Burke - Ernzerhof (PBE) e Wu - Cohen (WC). Nesse caso, o resultado obtido com a parametrização PBE é a que melhor se compara com o resultado experimental. Após a otimização dos parâmetros de rede, foram relaxadas as posições atômicas. Nessa etapa do cálculo, foi utilizada a aproximação GGA-PBE. Para o cálculo da estrutura eletrônica, foi usado o potencial modificado de troca de Becke-Johnson (mBJ). Com ele foi possível obter um band gap indireto de 0,3 eV na fase PE e um band gap direto de 1,6 eV na fase FE. Foram obtidos mapas de densidade eletrônica valência ao longo do eixo c cristalino das fases PE e FE. Observou-se, saindo da fase PE para a FE, que o caráter iônico da ligação Lu - O foi alterado. A análise da densidade de estados parciais mostrou que a perda da ionicidade da ligação química está associada à rehibridização dos orbitais 5dz2 do Lu com os orbitais 2pz do O. Esta descrição corrobora com o modelo em que o mecanismo da ferroeletricidade das manganitas hexagonais está associado à rehibridização dos orbitais dz2 do átomo R (Lu ou Y) com os orbitais 2pz dos átomos de oxigênio que estão ao longo do eixo cristalino c.

We present a study of the magnetic and structural properties of Zn1-xMxO powders (where x = 0 or 0.01 and M = Mn, Fe or Co) produced by proteic sol-gel process. Furthermore, devices based on 10% Co-doped ZnO thin films were built in order to investigate the resistive switching effect. The crystalline structure of the samples was analyzed by XRD and the magnetic measurements were carried out in a SQUID magnetometer. The thin films were deposited by a sputtering system, scanning electronic microscopy was used to analyze the deposition quality and a Keithley 2425 SourceMeter was used to accomplish the electrical measurements. All samples had a hexagonal wurtzite crystalline structure with P63mc space group, and no secondary phase was observed. The magnetic measurements at 2 K show a superparamagnetic behavior in the Co- and Mn-doped ZnO powders while the Fe-doped sample was ferromagnetic. At room temperature the Mn- and Fe-doped ZnO samples were paramagnetic while the doping with Co showed a superparamagnetic behavior. The resistive switching tests showed a purely bipolar behavior in the devices since an increasing in the compliance current didn´t induce a transition to unipolar behavior. Furthermore, a mechanism to explain the arising of the bipolar and unipolar behaviors was proposed. Apresentamos um estudo sobre as propriedades magnéticas e estruturais de pós de ZnO dopado com 1% de Mn, Fe e Co, obtidos pelo processo sol-gel proteico. Além disso, foram construídos dispositivos baseados em filmes finos de ZnO dopado com 10% de Co para investigar o efeito de comutação resistiva. A estrutura cristalina das amostras foi analisada por difratometria de raios X (DRX) e as medidas magnéticas foram realizadas usando um magnetômetro SQUID. Para a deposição dos filmes finos foi usado um sistema de sputtering, a microscopia eletrônica de varredura foi usada para analisar a qualidade dos filmes e usou-se um sistema de Keithley 2425 para realizar as medidas elétricas. Todas as amostras apresentaram estrutura cristalina hexagonal (wurtzite) com grupo espacial P63mc, e nenhuma fase secundária foi observada. As medidas magnéticas, em 2 K, dos pós dopados com Co e Mn revelaram um comportamento superparamagnético, entretanto, a amostra dopada com Fe apresentou um comportamento ferromagnético. Já em temperatura ambiente, um comportamento puramente paramagnético foi observado nas amostras dopadas com Mn e Fe, entretanto, um fraco comportamento superparamagnético ainda foi observado na amostra dopada com Co. Os testes de comutação resistiva revelaram um comportamento puramente bipolar nos dispositivos, já que um aumento da corrente de corte não induziu uma transição para o comportamento unipolar. Ao final, foi proposto um mecanismo para explicar o surgimento dos comportamentos bipolar e unipolar.

No presente estudo obteve-se com sucesso o compósito zeólita:magnetita usando-se como material de partida sulfato ferroso para síntese da magnetita e cinzas leves de carvão para síntese da fase zeolítica. A zeólita foi sintetizada por tratamento hidrotérmico alcalino e as nanopartículas de magnetita foram obtidas pela precipitação de íons Fe2+ em uma solução alcalina. Uma reprodutibilidade foi alcançada na preparação de diferentes amostras do nanocompósito zeolítico. O material foi caracterizado pelas técnicas de espectrometria de Infravermelho, difratometria de raios-X de pó, fluorescência de raios-X, microscopia eletrônica de varredura com a técnica de EDS, massa especifícia e área específica e por outras propriedades físico-químicas. O compósito era constituído pelas fases zeolíticas hidroxisodalita e NaP1, magnetita, quartzo e mulita das cinzas remanescentes do tratamento alcalino e magnetita incorporada na sua estrutura. A capacidade de remoção de U(VI) de soluções aquosas sobre o compósito zeólita:magnetita foi avaliada pela técnica descontínua. Os efeitos do tempo de contato e da concentração inicial do adsorbato sobre a adsorção foram avaliados. Determinou-se o tempo de equilíbrio do sistema e foram avaliados os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e o modelo de difusão intrapartícula. Um tempo de contato de 120 min foi suficiente para a adsorção do íon uranilo alcançar o equilíbrio. A velocidade de adsorção seguiu o modelo cinético de pseudo-segunda-ordem, sendo que a difusão intrapartícula não era a etapa determinante do processo. Dois modelos de isotermas de adsorção, os modelos de Langmuir e de Freundlich, também foram avaliados. O modelo de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. A partir do modelo cinético e da isoterma que melhor descreveram o comportamento do sistema foi possível calcular os valores teóricos para a capacidade máxima de adsorção do U(VI) sobre o compósito zeólita:magnetita. As capacidades máximas de remoção calculadas foram de 20,7 mg.g-1 pela isoterma de Langmuir e de 23,4 mg.g-1 pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem. O valor experimental obtido foi 23,3 mg.g-1. Within this work, a magnetic-zeolite composite was successfully synthesized using ferrous sulfate as raw material for the magnetic part of the composite, magnetite, and coal fly ash as raw material for the zeolitic phase. The synthesis of the zeolitic phase was made by alkali hydrothermal treatment and the magnetite nanoparticles were obtained through Fe2+ precipitation on alkali medium. The synthetic process was repeated many times and showed good reproducibility comparing the zeolitic nanocomposite from different batches. The final product was characterized using infrared spectroscopy, powder X-ray difraction, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy with coupled EDS. Specific mass, specific surface area and other physicochemical proprieties. The main crystaline phases found in the final product were magnetite, zeolites types NaP1 and hydroxysodalite, quartz and mulite, those last two remaing from the raw materials. Uranium removal capacity of the magnetic zeolite composite was tested using bathc techniques. The effects of contact time and initial concentration of the adsorbate over the adsorption process were evaluated. Equilibrium time was resolved and the following kinectics and difusion models were evaluated: pseudo-first order kinectic model, pseudo-second order kinectic model and intraparticule difusion model. A contact time of 120 min turned out to be enough to reach equilibrium of the adsorption process. The rate of adsorption followed the pseudo-second order model and the intraparticle diffusion didnt turned out to be a speed determinant step. Two adsorption isotherms models, the Langmuir model and the Freundlich model, were also evaluated. The Langmuir model was the best fit for the obtained experimental data. Using the best fitted adsorption isotherm and kinectic model, the theorical maximum adsorption capacity of uranium over the composite was determined for both models. The maximum removal capacity calculated was 20.7 mg.g-1 for the Langmuir isotherm and 23.4 mg.g-1 for the pseudo-second order model. The experimental value attained was 23,3 mg.g-1.

We study the magnetocaloric effect in two magnetic materials, an alloy intermetallic Dy2RhGa8 monocrystalline and polycrystalline manganite shaped the La0.99Pb0.01MnO3. These compounds were characterized by the methods of X-ray diffraction at room temperature and dc magnetization as a function of temperature and applied magnetic field. From the magnetic measurements we conclude that the La 0.99Pb0.01MnO3 has a ferromagnetic transition below 250 K and is antiferromagnetic Dy2RhGa8 to temperatures lower than 11 K. Study was conducted on the magnetocaloric effect in the compounds with the calculation of their variations of entropy for different magnetic fields. The sample Dy2RhGa8 ordering antiferromagnetically at 7 Tesla had an entropy change of 2.4 J / mol K when the applied field is parallel to the crystallographic c axis of 2.1 J / mol K when the field is perpendicular to the c direction. the results were compared with a theoretical modeling of the crystal field Hamiltonian for best fit of the experimental data and obtain satisfactory results. Neste trabalho estudamos o efeito magnetocalórico em dois materiais magnéticos, uma liga intermetálica monocristalina de Dy2RhGa8 e uma manganita em forma policristalina de La0.99Pb0.01MnO3. Estes compostos foram caracterizados por métodos de difratometria de raios X à temperatura ambiente, e magnetização dc em função da temperatura e do campo magnético aplicado. Das medidas magnéticas concluímos que o La0.99Pb0.01MnO3 apresenta uma transição ferromagnética abaixo de 250 K e o Dy2RhGa8 é antiferromagnético para temperaturas menores de 11 K. Foi feito o estudo do efeito magnetocalórico nos compostos com o cálculo de suas respectivas variações de entropia para diferentes campos magnéticos. A amostra de Dy2RhGa8 que ordena antiferromagneticamente a 7 Tesla teve uma variação de entropia de 2,4 J/mol K quando o campo aplicado for paralelo ao eixo cristalográfico c e de 2,1 J/mol K quando o campo for perpendicular a direção c. os resultados foram comparados com um modelo teórico de modelagem da Hamiltoniana de campo cristalino para melhor ajuste dos dados experimentais e obtemos resultados satisfatórios.

Foi sintetizada uma ferrita espinélio de NiZnFe2O4 dopada com magnésio e cobre pelo método dos citratos precursores, para pesquisar a influência desses íons na refletividade do pó. Os pós calcinados a 350, 500 e 900 ºC foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, magnetômetro de amostra vibrante e refletividade do pó. O pó obtido a 350 ºC é nanométrico e apresentou baixa magnetização e menos de 10% de absorção de radiação. A magnetização e a absorção de radiação aumentaram com o aumento do tamanho de partículas (> 0,4 μm), que causou aumento do volume dos domínios magnéticos. O pó calcinado a 900 ºC/3 h obteve atenuação máxima de -6,4 dB (77 % de absorção de radiação) abrangendo a região de microondas de 8,2 GHz e diminuindo na faixa da banda X. Esses materiais magnéticos que absorvem acima de 35% de radiação na faixa de microondas podem ser aplicados no desenvolvimento de antenas para telefonia celular. A NiZnFe2O4 spinel ferrite doped with magnesium and copper was synthesized by the citrate precursor method to explore the influence of these ions in the reflectivity of the powder. The powders calcined at 350, 500 and 900 °C were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometer and reflectivity. The powder obtained at 350 °C is nanosized and showed low magnetization and less than 10% absorption of radiation. The magnetization and radiation absorption increase with increasing particle size (> 0.4 μm), causing an increase in volume of the magnetic domains. The powder calcined at 900 °C/3 h reached maximum attenuation of -6.4 dB (77% absorption of radiation) covering the region of 8.2 GHz microwave and decreasing in the range of the X band. These magnetic materials that absorb over 35% of radiation in the microwave range can be applied to the development of antennas for cellular telephony.

In this work, our initial efforts have been directed to study the behavior of the magnetization as a function of temperature, calculated according to the approximate method of the anisotropy constants and the resolution of a Hamiltonian (that includes the crystal field) as exemplified for the DyAl2 compound. Furthermore, we investigated the magneto-thermal characteristics of some members of the RX2 series (R: rare earth, X: Al, Ni), including spin reorientation (SR), by using a model Hamiltonian, that consists of localized magnetic moments interacting via exchange and crystal field interaction, in the molecular-field approximation. We studied how the SR depends on the direction of the application of magnetic field, the intensity of this field and temperature. For the magnetic calculations, the problem of self-consistency was solved by using a computational routine developed in the Fortran 90 programming language. We emphasize that special attention was directed to the crystal field, because of its high relevance to the anisotropic characteristics of the RX2 studied compounds. Thus, in our attempts to study the peculiarities of the rare earth elements, due to crystal field effects, we have not only considered the intensity change, but the direction change of the applied field. In the cases of both Er+3 and Tb+3 compounds, we obtained second-order or continuous magnetization behavior along the polar angle axis. We stressed that the crystal field terms plays an important role in the first order spin reorientation for Dy+3 and Ho+3 compounds. First, it can be revealed by the discontinuity in the Cartesian components of the magnetization vector as a function of the polar angle. Second, the discontinuity is of great importance in the calculation of latent heat associated to the spin reorientation in the case where the first order transitions were observed. Finally, we were able to separate the first and second order contributions of the anisotropic magnetic entropy change, which is the main result of this work. Neste trabalho, nossos esforços iniciais foram direcionados a estudar o comportamento da magnetização em função da temperatura, calculado segundo o método aproximativo das constantes de anisotropia e da resolução de um hamiltoniano (que inclui o campo cristalino) como exemplificado para o composto DyAl2. Além disto, investigamos as características magneto-térmicas de alguns integrantes da série RX2 (R: Terra rara; X: Al, Ni), incluindo a reorientação de spin (RS), usando um hamiltoniano modelo que consiste de momentos magnéticos localizados interagentes via interações de troca e de campo cristalino, na aproximação do campo molecular. Estudamos como a RS depende da direção de aplicação do campo magnético, da sua intensidade e da temperatura. Para os cálculos magnéticos, o problema da auto consistência foi solucionado utilizando uma rotina, computacional desenvolvida na linguagem computacional Fortran 90. Ressaltamos que, uma atenção especial foi direcionada ao campo cristalino, por conta da sua alta relevância sobre as características anisotrópicas dos compostos RX2 estudados. Portanto, em nossas tentativas para estudar as peculiaridades dos elementos terras raras, devido aos efeitos do campo cristalino, não consideramos somente a mudança na intensidade, mas a variação na direção do campo aplicado. No caso dos compostos Er+3 e Tb+3, obteve-se um comportamento da magnetização de segunda ordem ou contínuo face à mudança do ângulo polar. Salientamos que os termos de campo cristalino desempenham um papel fundamental na reorientação de spin de primeira ordem para Dy+3 e Ho+3. Primeiro, tal transição pode ser revelada por uma descontinuidade nas componentes cartesianas do vetor de magnetização em função do ângulo polar. Segundo, a descontinuidade é de grande importância para o cálculo do calor latente associado à reorientação spin nos casos em que foram observadas as transições de primeira ordem. Finalmente, foi possível separar as contribuições de primeira e segunda ordem da variação de entropia magnética anisotrópica, o qual é o principal resultado deste trabalho.

In this dissertation we present the main results about the magnetic properties of elastic ferromagnets based on the analysis of different behaviours of the exchange parameter O (or exchange interaction). Firstly, we analyzed the variation of exchange parameter O with H and T , i.e., O vH w , O vT w and O vH,T w , obtaining an additional contribution whitout defined physically origin, vH,T w adic { ´S , which when added to the conventional entropy, conv { ´S , results in the variation of total entropy, total { ´S , obtained by Maxwell¡¦s relation. In what follows, we implement a model that includes a vibrational energy in the Einstein approximation for high temperatures, and an other with a quadratic dependence of the isothermal compressibility with the temperature by means of the relation 2 o T K ­ K y a T , so that obtain an additional contribution with defined physically origin. These additional contributions are obtained by magnetoelastic coupling to rewrite the system in terms of the exchange parameter O x that when applied to the model entropy exchange (proposal by Plaza-Campoy), leads to additional contributions to the { ´S eT curves. In a third approximation, we formulate the O parameter within the RKKY fenomenology, Ë Í o RKKY O ­ O J ç , and analyse the magnetic properties (magnetization, exchange parameter, deformation, magnetic entropy, etc.) for different regions of the RKKY curve. In this fenomenology, the exchange parameter varies in a non linear form as a function of the deformation, although when we get closer to a linear region we verified that the Bean- Rodbell model approximates well the RKKY model. Finally, we start from a generalized exchange Hamiltonian and formulate an generalized exchange energy that inserted in the Gibbs free energy, promotes an additional contribution to the magnetic properties, showing up the importance of the v1 4 w factor in the exchange hamiltonian when the exchange parameter depends on the interatomic distances. Nesta dissertacao sao apresentados os principais resultados das propriedades magneticas de ferromagnetos elasticos baseados na analise de diferentes comportamentos do parametro de troca O (ou interacao de troca). Primeiramente, analisou-se a variacao do parametro O com H e T , ou seja, O vH w , O vT w e O vH,T w , obtendo-se uma contribuicao adicional sem origem fisica definida, vH,T w adic { ´S , que ao ser somada a entropia convencional, conv { ´S , resulta na variacao de entropia total, total { ´S , obtida a partir da relacao de Maxwell. Em seguida, nos implementamos um modelo que contem uma energia vibracional na aproximacao de Einstein para altas temperaturas, e outro com a dependencia quadratica da compressibilidade isotermica com a temperatura pela relacao v w 2 o T K T ­ K y a T , de forma a obtermos contribuicoes adicionais com uma origem fisica definida. Tais contribuicoes adicionais sao obtidas por meio do acoplamento magnetoelastico ao reescrever o sistema em termos de um parametro de troca O x que ao ser aplicado no modelo da entropia de troca (proposta por Plaza-Campoy), apresentam as contribuicoes adicionais nas curvas de { ´S eT . Em uma terceira aproximacao, formulamos o parametro O na fenomenologia RKKY, Ë Í o RKKY O ­ O J ç , e analisamos as propriedades magneticas (magnetizacao, parametro de troca, deformacao, entropia magnetica) para regioes diferentes da curva oscilatoria da interacao RKKY. Nesta fenomenologia o parametro de troca varia de forma nao linear com a deformacao, porem quando nos aproximamos de uma regiao quase linear verificamos que o modelo de Bean-Rodbell se aproxima bem do modelo RKKY. Por fim, partimos de uma hamiltoniana de troca generalizada e formulamos uma energia de troca generalizada que ao ser inserida na energia livre de Gibbs, promove uma contribuicao adicional nas propriedades magneticas, evidenciando a importancia do fator v1 4 w na hamiltoniana de troca quando o parametro de troca depende das distancias interatomicas.

This work proposes the development of a technique to growth of single crystals through metallic flux technique at the Sergipe State. Besides, the system YxGd1-xIn3 (0 x 0.5 to pass of 0.10 % ) has been obtained via this technique and its structural and magnetic properties are studied. X-ray diffraction results have been performed in order to verify if the desired crystalline phase was obtained. The experimental results show that it has been grown with success. The magnetic characterization is carried out through magnetic susceptibility data as function of temperature (2 x 300 K) and magnetic field (??7 H 7T). The T-dependence of the magnetization shows a suppression of the magnetic ordering temperature with increasing of the yttrium concentration. The analyses of these experimental data show that the system presents magnetic frustration which is linked to the dilution effect introduced by the yttrium ion in the gadolinium site. The magnetization data as function of magnetic field carried out at 2 K show a usual behavior of a material with antiferromagnetic ordering. Este trabalho propôs a implementação da técnica de crescimento de monocristais via fluxo metálico, na Universidade Federal de Sergipe (UFS) campus de itabaiana. Além disso, o sistema YxGd1-xIn3 (0 < x < 0.5 a passo de 0.10 % ) foi obtido através dessa técnica e as propriedades estruturais e magnéticas foram estudadas. Medidas de difração de raios X foram realizadas com o intuito de verificar o crescimento da fase cristalina desejada. Os dados mostraram que ela foi obtida com sucesso. A caracterização magnética foi feita através de medidas de susceptibilidades magnética em função da temperatura (2 < x < 300 K) e do campo magnético (-7 < H < 7T). As medidas de magnetização em função da temperatura mostraram uma supressão da temperatura de ordenamento magnético com o aumento da concentração de ítrio. As análises desses dados mostraram que o sistema apresenta frustração magnética que está ligado ao efeito de diluição introduzido pelo íon de ítrio no sitio do gadolínio. As medidas de magnetização em função do campo magnético realizadas a 2 K mostraram um comportamento típico de um material com ordenamento antiferromagnético.

O objetivo principal do projeto foi desenvolver, através da metalurgia do pó (M/P), núcleos para transformadores monofásicos de baixa potência. O processo compreende o desenvolvimento de ligas metálicas utilizando pós de ferro, níquel e resina fenólica HRJ. Essas ligas foram misturadas, compactadas e sinterizadas ou curadas, conforme o tipo de liga. Após a confecção dos protótipos, foram feitos testes relacionados às características eletromagnéticas. A partir dos resultados obtidos puderam-se fazer comparações entre um transformador convencional, construído com um núcleo de chapas laminadas de Fe-Si com os núcleos maciços confeccionados utilizando-se a metalurgia do pó. Entre os transformadores construídos a partir da metalurgia do pó, também puderam ser observados os comportamentos com núcleos formados a partir de pó de ferro, liga de ferro e níquel, que foram sinterizados e ainda uma liga de ferro com 1% de resina fenólica HRJ que foi curada para obtenção do núcleo magnético. The main goal this design was to develop, through process of powder Metallurgy, single-phase transformer cores for low Power. The process include the development alloys using powders of iron, nickel and phenolic resin HRJ. These alloys were mixed, compacted and sintered or cured, according to the type of alloy. After the prototype creation, tests were made related to the electromagnetic characteristics. When the results were ready comparisons were made between a conventional transformer, built with a Fe-Si rolled sheet core and bulky cores made using the powder metallurgy. Between transformers built from the powder metallurgy, could also be observed behaviors with cores formed from iron powder, iron and nickel alloy that was sintered and observed too an iron alloy with 1% phenolic resin HRJ was cured to obtain the magnetic core.

Esse trabalho teve como objetivo verificar o efeito da adição do ácido oléico na moagem de alta velocidade/energia na obtenção de pós magnéticos em escala nanométricas da liga Pr12Fe65,9Co16B6Nb0,1. A primeira etapa deste trabalho, envolveu a obtenção de pós magnéticos por meio do processo de hidrogenação, desproporção, dessorção e recombinação (HDDR), utilizando a pressão de H2 de 930 mbar (hidrogenação e desproporção) e temperatura de dessorção e recombinação de 840 ºC. Inicialmente, os pós HDDR foram submetidos à moagem de alta velocidade/energia a 900 rpm, com variação do volume do meio de moagem (ciclohexano) sem adição de ácido oleico. Em seguida, os pós HDDR foram submetidos à moagem com adição de ácido oleico, variando o tempo de moagem. Após a moagem, foi realizado tratamento térmico dos pós a 700 ºC ou 800 ºC durante 30 min., com a finalidade de cristalização do pó. Foi verificado que, a utilização de 6,6 ml de ciclohexano como meio de moagem e com adição de ácido oleico há uma melhora na eficiência da moagem dos pós. Para adições de surfactante, de 0,02 a 0,05 ml e tempos de moagem até 360 minutos, não ocorre a aglomeração dos pós magnéticos no pote de moagem, obtendo acima de 90% de eficiência na moagem. A segunda etapa deste trabalho envolveu a caracterização dos pós magnéticos: utilizando magnetômetro de amostra vibrante, microscopia eletrônica de Varredura, microscopia eletrônica de transmissão e difração de raios-X. Os resultados obtidos mostraram que a adição de ácido oléico na moagem de alta velocidade/energia proporciona uma melhora nas propriedades magnéticas. Com a variação do tempo de moagem a fase Fe-α presente no pó HDDR apresenta diminuição no tamanho do cristalito (de 35 para ~ 10 nm) enquanto que, na fase Pr2Fe14B verifica-se menor grau de cristalinidade. This work verified the effect caused by adding the surfactant in the high speed/energy milling in order to obtain Pr12Fe65.9Co16B6Nb0.1 magnetic nanopowders. The first part of this work involved the magnetic powder obtainment through the process of hydrogenation, disproportionation, desorption and recombination (HDDR). The pressure of H2 during the hydrogenation and disproportion steps was 930 mbar and the temperature of desorption and recombination was 840 ºC. Initially, the HDDR powders were subjected a highspeed milling process at 900 rpm, with quantity variations of the milling medium (cyclohexane) and without the addition of oleic acid. Then, the HDDR powders were subjected to the milling process with the addition of oleic acid and with milling time variations. After the milling process, heat treatments of the powder were carried out at 700 °C or 800 °C for 30 minutes in order to obtain the crystallization of the powder. By performing the procedures, it was verified that the milling efficiency improved with the addition of 6.6 ml of cyclohexane as the milling medium and with the addition of oleic acid. It was determined that for the surfactant additions of 0.02 ml to 0.05 ml, with a milling time of up to 360 minutes, powder agglomeration does not occur in the milling pot and the milling efficiency is higher than 90%. The second stage of this work involved the magnetic powders characterization obtained by using vibrating sample magnetometer, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and X-ray diffraction. Through the characterizations it was found that the powders magnetic properties improved when the addition of oleic acid in a high-speed /energy milling occurred. It was also verified that the α-Fe phase, present in the powder, shows a crystallite size decrease (from 35 nm to ~ 10 nm) when the time milling variation occurred; meanwhile, the crystallinity degree was lower in the Pr2Fe14B phase when the time milling variations was carried out.

A nanociência e a nanotecnologia vêm abrindo inúmeros desenvolvimentos de dispositivos e sistemas em escala nanométrica, com novas organizações moleculares, propriedades e funções distintas. Nesse contexto, as nanopartículas magnéticas poliméricas são compósitos formados por materiais magnéticos com tamanhos de partículas entre 1 e 100 nm combinados com polímeros funcionais. São materiais bem conhecidos e têm sido amplamente estudados devido às suas aplicações em diversas áreas tecnológicas. Nas áreas biológica e médica, as aplicações incluem separação e imobilização de enzimas e proteínas, melhoria nas técnicas de imagem de ressonância magnética para diagnóstico e sistemas de liberação controlada de fármacos. Neste trabalho, proteínas foram imobilizadas na superfície de um biopolímero combinado com partículas superparamagnéticas de magnetita para formar o compósito magnético. Utilizou-se o biopolímero quitosana, reticulada e funcionalizada com glutaraldeído, aplicável em ensaios biológicos. Obtiveram-se 3 tipos de compósitos magnéticos, os quais foram nomeados QM1Glu, QM2NaGlu e QM3Glu. Foram caracterizados por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, magnetometria de amostra vibrante, calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria e espectroscopia por infravermelho. Foram avaliados quanto à imobilização das proteínas albumina de soro bovino (SAB), colágeno e tripsina. A imobilização das proteínas no biopolímero ocorreu em 30 min de incubação. O compósito magnético de quitosana não funcionalizada (QM3) também foi avaliado. Para a tripsina verificou-se que QM3 apresentou maior potencial de imobilização do que QM3Glu. Após 30 dias, QM3-Trip e QM3Glu-Trip ainda apresentavam a tripsina ativada. Foram demonstradas a atividade e a cinética enzimática da QM3Glu-trip com o substrato BApNA. Nanoscience and nanotechnology have opened up numerous developments of devices and systems on the nanometer scale, with new molecular organization, properties and functions. In this context, the polymeric magnetic nanoparticles are composites formed by magnetic materials with a particle size between 1 and 100 nm combined with functional polymers. They are well-known and have been widely studied because of its applications in various technology areas. Applications on the biological and medical areas include separation and immobilization of enzymes and proteins, improved techniques of magnetic resonance imaging and diagnostic systems for controlled drug delivery. In this work, proteins were immobilized on the surface of a biopolymer combined with superparamagnetic particles of magnetite. The biopolymer chitosan was used, cross-linked and functionalized with glutaraldehyde, applicable to the biological assays. Three types of magnetic composites were obtained, which were called QM1Glu, QM2NaGlu and QM3Glu. They were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometry, differential scanning calorimetry, thermogravimetry and infrared spectroscopy. They were evaluated concerning the immobilization of the proteins bovine serum albumin (BSA), collagen and trypsin. The study showed that the immobilization of proteins on the biopolymer occurred in 30 min of incubation. The magnetic composite of nonfunctionalized chitosan (QM3) was also evaluated. For trypsin, it was found that the immobilization potential of QM3 was higher than that observed for QM3Glu. After 30 days, the trypsin of the QM3-Trip and QM3Glu-Trip was still with activity. The activity and the enzyme kinetics of the QM3Glu-Trip with the substrate BApNA were demonstrated.

The development of new magnetic materials has attracted attention of researchers of different areas. In the last decades, a distinguished class of materials emerged in magnetism, in which the magnetic moment is delocalized over molecules. By varying the synthetic conditions it is possible to obtain a large variety of structures and properties using the same starting molecules. These materials have a great scientific appeal due to the possibility of presenting not only magnetic, but also optical or electrical transport properties. In this review we will present an overview of some molecular magnetic compounds, in particular molecular nanomagnets.

Universidade Estadual de Roraima Were synthesized systems Ni0,5Zn0,5Fe2O4, i0,2Zn0,5Mn0,3Fe2O4, Mn0,5Zn0,5Fe2O4, Ni0,5Mg0,5Fe2O4, Ni0,2Cu0,3Zn0,5Fe2O4 and Ni0,2Cu0,3Zn0,5Mg0,08Fe2O4, the precursors citrate method. The decomposition of the precursors was studied by thermogravimetric analysis and spectroscopy in the infrared region, the temperature of 350°C/3h. The evolution of the phases formed after calcinations at 350, 500, 900 and 1100ºC/3h was accompanied by X-ray diffraction using the Rietveld refinement to better identify the structures formed. The materials were also analyzed by scanning electron microscopy, magnetic measurements and analysis of the reflectivity of the material. The samples calcined at different temperatures showed an increase of crystallinity with increasing calcination temperature, verifying that for some compositions at temperatures above 500°C precipitates of second phase such as hematite and CuO. The compositions of manganese present in the structure diffusion processes slower due to the ionic radius of manganese is greater than for other ions substitutes, a fact that delays the stabilization of spinel structure and promotes the precipitation of second phase. The compositions presented with copper precipitation CuO phase at a temperature of 900 and 1100ºC/3h This occurs according to the literature because the concentration of copper in the structure is greater than 0.25 mol%. The magnetic measurements revealed features of a soft ferrimagnetic material, resulting in better magnetic properties for the NiZn ferrite and NiCuZnMg at high temperatures. The reflectivity measurements showed greater absorption of electromagnetic radiation in the microwave band for the samples calcined at 1100ºC/3h, which has higher crystallite size and consequently the formation of multi-domain, increasing the magnetization of the material. The results of absorption agreed with the magnetic measurements, indicating among the ferrites studied, those of NiZn and NiCuZnMg as better absorbing the incident radiation. Foram sintetizados os sistemas Ni0,5Zn0,5Fe2O4, Ni0,2Zn0,5Mn0,3Fe2O4, Mn0,5Zn0,5Fe2O4, Ni0,5Mg0,5Fe2O4, Ni0,2Cu0,3Zn0,5Fe2O4 e Ni0,2Cu0,3Zn0,5Mg0,08Fe2O4, pelo método dos citratos precursores. A decomposição dos precursores foi estudada por análise termogravimétrica e espectroscopia na região do infravermelho, na temperatura de 350°C/3h. A evolução das fases formadas após as calcinações a 350, 500, 900 e 1100ºC/3h foi acompanhada por difração de raios X utilizando o refinamento de Rietveld, para melhor identificação das estruturas formadas. Os materiais foram também analisados por microscopia eletrônica de varredura, medidas magnéticas e análise da refletividade do material. As amostras calcinadas em diferentes temperaturas indicaram um aumento da cristalinidade com o aumento da temperatura de calcinação, verificando-se que, para algumas composições, em temperaturas acima de 500°C ocorre a precipitação de segunda fase, como hematita e CuO. As composições com manganês na estrutura apresentaram processos de difusão mais lentos devido ao raio iônico do manganês ser maior em relação aos outros íons substituintes, fato que retarda a estabilização da estrutura espinélio e favorece a precipitação de segunda fase. As composições com cobre apresentaram precipitação da fase CuO na temperatura de 900 e 1100ºC/3h, fato que ocorre segundo a literatura porque a concentração de cobre na estrutura é maior que 0,25 mol%. As medidas magnéticas revelaram racterísticas de um material ferrimagnético macio, obtendo-se melhores arâmetros magnéticos para as ferritas de NiZn e NiCuZnMg em altas temperaturas. As medidas de refletividade mostraram maior absorção da radiação eletromagnética na faixa de microondas para as amostras calcinadas a 1100°C/3h, que tem maior tamanho do cristalito e em conseqüência formação de multidomínios, aumentando a magnetização do material. Os resultados de absorção concordaram com as medidas magnéticas, indicando dentre as ferritas estudadas, as de NiZn e NiCuZnMg como melhores absorvedoras da radiação incidente.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-24Bitstream added on 2014-06-13T19:29:24Z : No. of bitstreams: 1 silva_ca_me_bauru.pdf: 3461984 bytes, checksum: 726a1953418403989a2dac8b2bceb4e3 (MD5) As manganitas óxidas apresentam um complexo diagrama de fases magnéticas e muitos dos seus mecanismos fundamentais de interação magnética ainda precisam ser explorados. A nível cristalográfico, as manganitas óxidas de terras-raras têm suas propriedades magnéticas fortemente afetadas pela variação do íon de terra na estrutura cristalina do composto, pela natureza do elemento de transição presente na composição e pela possibilidade deste metal sofrer flutuações de valência. Além disso, a natural ocorrência de vacâncias de oxigênio também presentes nesses materiais cerâmicos são responsáveis por respostas magnéticas distintas. Este trabalho teve como objetivo a síntese, a caracterização estrutural e a caracterização magnética de dois conjuntos de amostras policristalinas da família Er'Co IND. x''Mn IND. 1-x''O IND> 3+ou - δ' preparados pelo Método dos Precursores Poliméricos. O primeiro conjunto apresenta diferentes valores das composições relativas de manganês e cobalto e um segundo conjunto apresenta variações na estequiometria de oxigênio, além dos compostos base ErMn'O POT. 3' e ErCo'O POT. 3'. Para a caracterização cristalográfica, as amostras foram estudadas por difração de Raios X e analisadas através do método de refinamento Rietveld, e a caracterização magnética foi feita por medidas de magnetização em função da temperatura e em função do campo magnético aplicado. Da análise estrutural, tem-se que as amostras produzidas possuíam frações muito pequenas de fases secundárias, sendo que as fases foram quantificadas através do método Rietveld. As medidas magnéticas mostraram a extensa coexistência de diferentes respostas magnéticas para as amostras com composição relativa Co/Mn. Manganese based oxides present a very complex magnetic phase diagram and still have many of their basic physical properties and magnetic interaction to be better explored. At crystallographic level, rare-earth oxide manganites have their magnetic properties strongly effected by tchanges in the rare-earth ion present in the structure, the nature of the transition element in the structure and also by the possibility of electronic valence fluctuations. Furthermore, the occurrence of oxygen vacancies are also responsible for a sort of different magnetic responses. In this work it was studied the synthesis procedure, structural and magnetic characterization of polycrystalline samples of the ErMn'O POT. 3' e ErCo'O POT. 3' family prepared by a polymeric precursors method. A first group of samples presents different manganese and cobalt contents ratio and a second group of the analized samples presents variations in the oxygen stoichiometric. The structural and crystalographic characterization were performed by X ray powder diffraction and further analyzed by the Rietveld refinement method, and the magnetic characteristic were studied by measurements of magnetization as a function of temperature at different values of applied magnetic field. From structural analysis, the produced sample have a small piece of secondary phase, that were quantifity using the Rietveld method. The magnetic measures showed a larger coexistence of differents magnetics interactions to sample with relative composition Co/Mn.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EMC_Heusler- parte 1.pdf: 1976712 bytes, checksum: 54cbe3c62f71ef7121b79c6f4e1efaa0 (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico In this work, magnetic entropy change of nonstoichiometric Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27 Heusler alloys was experimentally verified by partial substitution (up to 50%) of the Mn atoms by magnetic Fe atoms. Such study was mainly concentrated in the magneto-structural transformation region, at low temperatures. The analysis of X-ray diffraction patterns indicate that the partial substitution of Mn atoms by Fe atoms causes predominance of the L21 -phase, however accompanied by spurious phases. The magnetization measurements as a function of the temperature in the low magnetic field reveals that, in all concentration range (0 x 0.5), the system presents a magnetic transition (Ferromagnetic Paramagnetic) at a temperature, TC, near the room temperature, when the material lay in the austenitic phase. Moreover, as many others Heusler alloys, the material undergoes a martensitic structural transition at low temperatures, TM. As the Fe concentration increases, the Curie temperature, TC, undergoes a little variation, increasing around 5%, while TM decreases slowly and monotonically. The magnetic entropy change, for a field of 5T, presents a maximum SM = - 9,3 J/kg.K, for x = 0.1, at a temperature of 250K, and than decreases for x 0.3, changing linearly with the maximum applied field. Neste trabalho, verificou-se experimentalmente a variação da entropia magnética nas ligas Heusler não-estequiométricas Ni54[Mn(1-x)Fex]19Ga27, substituindo-se parcialmente (até 50%) os átomos de Mn por átomos de Fe. Tal estudo focalizou-se principalmente na região de transformação magneto-estrutural a baixas temperaturas. A análise dos difratogramas de raios-X indica que a substituição parcial de Mn por Fe nessa faixa de concentração, ocasiona uma predominância da fase- L21, porém acompanhada de outras fases espúrias. As medidas de magnetização em função da temperatura realizadas a campos baixos revelam que, em toda a faixa de concentração estudada (0 x 0,5), o sistema apresenta uma transição magnética (Ferromagnético Paramagnético) ao atingir a temperatura de Curie, TC, um pouco acima da temperatura ambiente, quando o material se encontra na fase austenítica. E, assim como muitas outras ligas Heusler, o material sofre uma transição estrutural ao ser resfriado a temperaturas inferiores à temperatura de transição martensítica, TM. À medida que se aumenta a concentração de Fe, a temperatura de Curie, TC, sofre uma pequena variação, aumentando em torno de 5%, enquanto que TM diminui lenta e monotonicamente. A variação da entropia, para um campo de 5T, apresenta um máximo SM = - 9,3 J/kg.K para x = 0,1, a uma temperatura T = 250K e, então, diminui para x 0,3, variando linearmente com o campo aplicado.