Influência da substituição de Ga por Sn nas propriedades magneto-estruturais da liga Heusler Ni2MnGa.
Nome: EVEL ELIZABETH LOZANO MEZA
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 09/03/2012
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ANGELO MARCIO DE SOUZA GOMES | Examinador Externo |
| CARLOS LARICA | Orientador |
| EDSON PASSAMANI CAETANO | Examinador Interno |
| JOSÉ RAFAEL CÁPUA PROVETI | Examinador Interno |
Resumo: Investigamos, neste trabalho, propriedades magneto-estruturais das ligas tipo Heusler Ni50Mn25Ga25−XSnX com X = (0; 1,25; 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5;25), objetivando entender a origem da transformação estrutural martensítica que está presente no composto ordenado Ni50Mn25Ga25, mas ausente na liga Heusler ordenada
Ni50Mn25Sn25. Para tal estudo, caracterizamos estruturalmente as ligas preparadas por fusão a arco voltaico e tratadas termicamente, por difração de raios-X, e determinamos as propriedades magnéticas usando medidas de magnetização DC em função do campo aplicado [M(H)] e da temperatura [M(T)] num intervalo de 50 K e 400 K. Após análise de Rietveld, verificamos que todas as amostras preparadas possuem somente uma fase com estrutura cristalina cúbica tipo L21 à temperatura ambiente. O parâmetro de rede desta fase aumenta com o aumento da concentração de Sn no sistema, criando assim pressão química nos compostos ricos em Ga. Ainda das medidas de difração de raios-X, constatamos que as ligas estudadas possuem um alto ordenamento atômico, já que o parâmetro-S, que mede esta característica nos sistemas Heusler, tem valor próximo da unidade (0,9 < S < 1,1). Curvas M(H) exibem um comportamento ferromagnético, mas não saturam em 300 K para campos máximos de 3 T. Esta observação pode sugerir a presença, por exemplo, de interação antiferromagnéticas entres alguns dos átomos de Mn devido a regiões com desordem química, já que S não é exatamente igual a 1 (100% ordenadas) nas amostras. Adicionalmente, as magnetizações máximas, definidas para um campo de 3 T, apresentam inicialmente uma tendência de aumento e depois uma redução gradual (curva tipo pico) com a diminuição da concentração de elétrons de valência Resumo IV
por átomo (e/a). Comportamento similar ao da magnetização máxima em função de (e/a), observamos também para a temperatura de transição para-ferromagnética (TC = temperatura de Curie) da fase tipo L21, indicando que a quantidade (e/a) aparentemente tem influência direta sobre as propriedades magnéticas das ligas tipo Heusler
Ni50Mn25Ga25−XSnX. Por outro lado, verificamos, a partir de curvas M(T) obtidas nos protocolos Field-cooling (FC) e Field-Heating (FH), que a temperatura onde ocorre transformação martensítica (TM) se desloca para valores menores à medida que aumentamos a concentração de Sn e esta transformação estrutural, medida através das curvas M(T), não é observada para ligas com X > 2,5. Especificamente, para o composto Ni50Mn25Ga25, TM = 233 K, enquanto que para o composto Ni50Mn25Ga23;75Sn1;25 o valor de TM é de 114 K. Em geral, concluímos que TM não é governado pela grandeza (e/a) neste sistema, pois o aumento da razão (e/a) não provocou o aumento no valor de TM. Assim, inferimos que efeitos de pressão química, devido principalmente ao pequeno raio atômico dos átomos de Ga, parece governar a transformação estrutural nas ligas ricas em Ga. Finalmente, temos que ressaltar que nas ligas com transformação martensítica há uma histerese ferromagnética na fase austenítica L21 durante medidas de M(T) em processos de FC e FH, sugerindo que o arranjo atômico e os defeitos da estrutura tipo L21 das ligas pré-fabricadas não são completamente reversíveis durante
os processos de resfriamento e aquecimento das amostras.
