MARCELA ENAILE DE MELO FARIA

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  • Dissertação IPEN-doc 30087
    Influência do disprósio nas propriedades magnéticas dos imãs permanentes à base de NdFeB obtidos por HD
    2023 - FARIA, MARCELA E. de M.
    Os ímãs de terras-raras mostraram-se importantes no desenvolvimento de dispositivos eletromagnéticos. Embora estes ímãs tenham promovido avanços, a baixa temperatura de Curie impede a utilização em altas temperaturas. Sabe-se que a adição de disprósio melhora as propriedades magnéticas, controla o tamanho do grão e aumenta a temperatura de trabalho. As pesquisas atuais focam em diminuir a quantidade de disprósio utilizada nos ímãs. Uma liga rica em disprósio foi produzida no Instituto de Pesquisa Tecnológica (IPT) para ser usada como aditivo nas ligas magnéticas (Nd14,1B6,1Febal e Nd8,7Dy4,9B6,1Febal), adquiridas com a Less Common Metal Ltd. Entretanto essas últimas ligas ao passarem por uma análise de raios X, constatou-se que havia a presença de ferro livre, que é deletério para as propriedades magnéticas. Foi necessário realizar tratamento térmico para que o Fe-α pudesse ser eliminado. O presente trabalho analisa a influência da variação do disprósio dentro dos ímãs (0%, 10%, 20% e 30%) e avalia a variação de outros parâmetros de processamentos, como: tempo de tratamento térmico (TT) (sem tratamento, 2,5h e 5h) e o tempo de moagem (45 min, 53 min e 60 min). As variações realizadas tinham o objetivo de verificar qual resultaria em tamanhos de grãos favoráveis para a sinterização e nas propriedades magnéticas. Melhores resultados foram obtidos com TT de 5h, moída por 60 min e com 10% de massa de Dy; obteve-se iHc = 736 k.A.m-1, Jr = 1,18 T e BHmax = 4,32 kJm-3.
  • Resumo IPEN-doc 29428
    Influence of Nb addition and cooling rate on properties of PrFeB alloys produced by melt spinning
    2022 - FARIA, M.E.; MEIRA, M.A.; TAKIISHI, H.; MARTINEZ, L.G.
    Abstract PrFeB permanent magnets are relevant materials in technological applications, like electric motors, power generators, transductors and wave guides. In order to optimize their properties some alloy elements, as Nb, are being investigated to improve their microstructures and magnetic properties by grain size controlling. Furthermore, the rapid cooling by melt spinning can also improve their microstructures, depending of process parameters. For understand the role of Nb additions to the starting alloy on the microstructure and magnetic properties of sintered magnets a study was made varying the Nb content from 0.1% to 0.5% (at.). The influence of melt spinning parameters was made varying the velocity and leakage pressure. The cell parameters, presence of free Fe, crystallite sizes and microstrains were investigated by X-ray diffraction employing the Rietveld Method for the refinement of data. However, it’s necessary to understand why Nb improves the magnetic properties, were studied different alloys, which Nb varies from 0 to 0.5% and were made by melt spinning. Being that, the alloy with 0,1 of Nb showed better intrinsic coercivity of 157 kA m-1 and crystallite size of 54 nm using the Scherrer method, it was also noticed that there’s no free iron in this alloy.
  • Resumo IPEN-doc 29426
    Influência do tratamento térmico nas propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 obtida por melt spinning para o processamento de ímãs permanentes sinterizados
    2022 - MEIRA, M.A.; FARIA, M.E.; JANASI, S.R.; MARTINEZ, L.G.; TAKIISHI, H.; SILVA FILHO, J.C.
    Os materiais do tipo terras-raras (TR)-Fe-B nano-estruturados obtidos por melt spinning (MS) são utilizados em várias aplicações nas indústrias eletrônica, automotiva e de sensores. O processo MS produz fitas e flocos compostos pela fase (TR)2Fe14B metaestável em nano-escala utilizados na obtenção de ímãs permanentes isotrópicos aglomerados e anisotrópicos densos conformados a quente. Neste trabalho foi investigada a influência do tratamento térmico (TT) nas propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 (% at.) obtida por MS utilizada no processamento de ímãs permanentes sinterizados produzidos por decrepitação por hidrogênio (HD) e rota da metalurgia do pó (MP), respectivamente. A liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 bruta de fusão foi processada por MS com velocidade da superfície da roda em 15 m s-1 e pressão de vazamento da amostra em 25,3 kPa e submetida a TT de 1h, 2,5h e 5h, taxa de aquecimento de 5 °C min-1 e patamar de 1100 °C. A liga obtida por MS sem TT apresentou remanência (Jr) = 0,29 T e coercividade intrínseca (iHc) = 157 kA m-1, enquanto que a liga obtida por MS com TT de 1h, 2,5h e 5h apresentou Jr = 0,27, 0,22 e 0,20 T e iHc = 125, 99 e 77 kA m-1, respectivamente. As propriedades magnéticas da liga Pr14FebalCo16B6Nb0,1 obtida por MS foram influenciadas diretamente pelo TT que diminuíram com o aumento do tempo de TT e foram inferiores à liga MS sem TT. O ímã permanente sinterizado processado com a liga MS sem TT apresentou Jr = 0,85 T e iHc = 302 kA m-1.
  • Resumo IPEN-doc 29387
    Effect of heat treatment in magnetic properties and microstructure of NdFeB-based permanent magnets produced by strip casting alloys
    2022 - FARIA, M.E.; JANASI, S.R.; SILVA, S.C.; SILVA FILHO, J.C.; MARTINEZ, L.G.
    Nd14FebalB6 sintered magnets were produced from a strip casting (SC) alloy, obtained in a pilot scale. The SC alloy was submitted to heat treatments (HT) of 2.5 h and 5 h at 1373 K under vacuum atmosphere and then processed by the powder metallurgy route to obtain the magnets. The SC alloys with and without HT were fragilized in hydrogen (H2), milled and, the powders resultants were aligned in a 6 T pulsed field, compacted in isostatic press at 200 MPa and vacuum sintered at 1373 K during 1 h. The X-ray diffraction results showed the presence of magnetic 2:14:1 phase and Fe in the SC alloy without the HT. After the HT of 2,5 h and 5 h, only the phase 2:14:1 was observed, indicating that the HT was sufficient to homogenize the alloy. The microstructural analysis of the alloy after 5 h of HT by electronic scanning microscopy showed the presence of 2:14:1 phase, confirming the XRD results and the Nd-rich phase, as well as the increase in grain size with increasing of the heat treatment time. The increase in grain size of the alloys after the heat treatment resulted in sintered magnets with larger grains than the magnet obtained from the alloy without the heat treatment. The highest magnetic properties among all samples were obtained in magnet produced from the alloy submitted to heat treatment during 5 h, which exhibited the following values of iHc = 462 kAm-1 and Jr = 1.27 T.
  • Artigo IPEN-doc 27416
    Thickness estimation of TiO2-based nanotubes using X-ray diffraction techniques
    2020 - FARIA, MARCELA E.M.; LEITE, MARINA M.; ICHIKAWA, RODRIGO U.; VICHI, FLAVIO M.; TURRILLAS, X.; MARTINEZ, L.G.
    TiO2-based nanotubes are a very promising material with many applications in solar cells, biomedical devices, gas sensors, hydrogen generation, supercapacitors, and lithium batteries, among others. Nanotube thickness is a very important property since it is related to electronic and surface mechanics. In this sense, transmission electron microscopy (TEM) can be used. However, it can be difficult to acquire a good TEM image because the transversal section of the nanotubes needs to be visible. In this work, TiO2-based nanotubes obtained via hydrothermal synthesis were studied using X-ray line profile analysis. Scherrer and Single-Line methods provided consistent results for the thickness of the nanotubes (≃ 5 nm) when compared with TEM. Additionally, Single-Line method was also applied to estimate the microstrain. The advantage of using XRD is given by the fact that it is a quick and statistically significant analysis when compared with TEM. The results show that XRD can be used as a rapid and reliable alternative for the thickness estimation of nanotubes.
  • Resumo IPEN-doc 25687
    Estimativa da espessura de nanotubos através de dados de difração de raios X
    2018 - FARIA, MARCELA E.M.; LEITE, MARINA M.; ICHIKAWA, RODRIGO U.; VICHI, FLAVIO M.; MARTINEZ, LUIS G.; TURRILLAS, XAVIER