SUELANNY CARVALHO DA SILVA

SUELANNY CARVALHO DA SILVA

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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.
A thermal method for obtention of 2 to 3 reduced graphene oxide layers from graphene oxide
2020 - SILVA FILHO, J.C.; VENANCIO, E.C.; SILVA, S.C.; TAKIISHI, H.; MARTINEZ, L.G.; ANTUNES, R.A.
In this work, a thermal reduction method was developed to obtain reduced graphene oxide (rGO) with 2 or 3 layers from graphene oxide (GO). The GO X-ray diffraction (XRD) patterns presented diffraction peak at 2θ = 10°, which is related to (002) reflection. After heat treatment under nitrogen ( N2(g)) atmosphere, this peak was shifted to 2θ = 25°, presenting an interlayer distance of 3.8 Å, associated to GO reduction. BET analysis of modified GO samples identified an average pore diameter of 45.38 Å and surface area of 23.06 m2/g. In the case of rGO1, rGO2 and rGO3 samples, they presented surface areas from 32.47 to 612.74 m2/g and an average pore diameter of 108.21–149.54 m2/g. Thermogravimetric analysis (TGA) indicated a higher mass loss between 150 and 230 °C. Raman spectra showed ID/IG ratios of rGO samples were higher than GO (1.36-GO; 1.45-rGO1, 1.87-rGO3) due to reducing GO and increasing sp2 clusters. XPS analysis revealed that the main carbon species in the samples were sp2- type bonds (14.99 at% for the GO and 47.85 at% for rGO3). The FTIR spectra of rGO1, rGO2 and rGO3 samples presented peaks at 3454.22 cm−1 (hydroxyl) and 1077.43 cm−1 (C–O).
Influence of alloying elements Zr, Nb and Mo on the microstructure and magnetic properties of sintered Pr-Fe-Co-B based permanent magnets
2018 - SILVA, M.R.M.; FIM, R.G.T.; SILVA, S.C.; CASINI, J.C.S.; WENDHAUSEN, P.A.P.; TAKIISHI, H.
The addition of alloying elements on rare-earth permanent magnets is one of the methods used to improve the magnetic properties. This present work evaluates the influence of alloying elements such as Zr, Nb and Mo on the microstructure and magnetic properties of sintered Pr-FeCo- B based permanent magnets. The permanent magnets were produced by the conventional powder metallurgy route using powder obtained by hydrogen-decrepitation (HD) method from as cast alloys. In order to produce the magnet Pr16Fe66,9Co10,7B5,7Cu0,7 without alloying elements the mixture of alloys method was employed, mixing two compositions: Pr20Fe73B5Cu2 (33% w.t) and Pr14Fe64Co16B6 (67% w.t). With the purpose of evaluating the influence of the alloying elements, the Pr14Fe64Co16B6X0,1 (where X= Zr, Nb or Mo) (67% w.t) alloy was employed. The characterization of the alloys and the magnets was carried out using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDXS) and the magnetic properties were measured using a permeameter. The magnet without any additions presented the highest intrinsic coercivity (0iHc = 748 KA.m-1) while the magnet with Nb addition presented higher remanence (Br = 1,04 T). The magnet with Zr addition presented the highest maximum energy product (BHmáx = 144 KJ.m-3), and the magnet with Mo addition showed the highest squareness factor (SF = 0,73).
Influence of milling time on magnetic properties and microstructure of sintered Nd-Fe-B based permanent magnets
2018 - FIM, R.G.T.; SILVA, M.R.M.; SILVA, S.C.; CASINI, J.C.S.; WENDHAUSEN, P.A.P.; TAKIISHI, H.
In this paper, the effect of the grain size on sintered Nd-Fe-B based permanent magnets was investigated. In order, the magnets were produced by different milling times at 200 rpm and then vacuum sintered at 1373 K for 60 minutes followed by cooling outside the furnace. The magnets either produced by lower and higher milling times (30 and 75 minutes) exhibited lower remanence and coercivity, due the inhomogeneous distribution of the grain sizes. The magnet produced by intermediary milling time (45 minutes) exhibited the highest properties among all samples, with remanence of 1.06 T, coercivity of 891.3 KA.m-1, maximum energy product of 211 KJ.m3 and a squareness factor equal 0.92.
Caracterização e Tratamento Térmico do Óxido de grafeno para obtenção do Óxido de Grafeno reduzido
2018 - FILHO, J.C.S.; SILVA, S.C.; SOARES, E.P.; VENANCIO, E.C.; ANTUNES, R.A.; TAKIISHI, H.
Um dos grandes desafios para produzir o óxido de grafeno reduzido (rGO) é desenvolver rotas de obtenção que sejam viáveis economicamente e que apresentem um alto rendimento e qualidade estrutural. Neste trabalho, foi obtido o rGO por redução térmica do óxido de grafeno (GO) que foi sintetizado pelo método de Hummers modificado. As técnicas utilizadas para caracterização do GO e rGO foram por difração de raios X (DRX) e análise termogravimétrica (TGA). O DRX do GO exibiu apenas o pico característico em 2 teta =10°, correspondente ao conjunto de planos (002) e o termograma obtido por TGA determinou a melhor temperatura para a redução do GO. A perda de massa tem início próximo a 100°C, pela evaporação de voláteis e moléculas de água adsorvida nas camadas de GO e entre 150 e 230°C devido à remoção de grupos funcionais contendo oxigênio tais como (-OH), Epóxi e COOH. Entretanto, a maior perda de massa foi observada a 200°C, onde são obtidos o CO, o CO2 e vapor de água como subprodutos do processo de redução. Assim, observou-se que a temperatura e tempo de tratamento alteram o padrão das curvas das análises termogravimétricas sendo necessário, portanto seu controle. A redução térmica do GO, neste trabalho, foi realizada em atmosfera de nitrogênio, nas temperaturas de 200, 180 e 150°C e tempos de 30, 20 e 15 min, respectivamente. A análise das amostras obtidas por DRX, mostrou um deslocamento do pico 2 teta para 26° e a distância entre os planos atômicos d = 3,8 ?, referindo-se que houve a redução do GO em rGO. O rendimento (massa inicial GO – massa final rGO) das amostras obtidas foi superior a 50% em todos os experimentos, independente da temperatura e tempo utilizados, mostrando a viabilidade na obtenção do rGO no processamento pela redução térmica do GO.
Microestrutural and magnetic properties characterization of PrFeCoB-based alloys and permanent HD sintered magnets
2016 - SILVA, M.R.M.; FIM, R.G.T.; SILVA, S.C.; CASINI, J.C.S.; TAKIISHI, H.
The magnets were produced by powder metallurgy route, using powders obtained by hydrogenation-decrepitation method (HD). The compositions of the alloys were: Pr20FeBalB5Cu2 (33% wt.) and Pr14FebalCo16B6Nb0,1(AlSiCuGaGd)x (where x = 0,3 e 0,5) (67% wt.). The characterization of the alloys and the magnets produced have been carried out using backscattered electron microscopy (BEM), energy-dispersive X ray spectroscopy (EDXS), X ray diffraction (XRD), X ray fluorescence (XRF) and magnetic properties have been measured using a permeameter. The results revealed that the Fe-rich phase is prejudicial to magnetic properties and the improvement of the properties is due to the elimination of the Fe-rich phase by heat treatment (1343K for 20 hours). Therefore, the magnets produced by heat treated alloys presented a maximum energy product 50% higher when compared with the magnets produced by as-cast alloys. The magnet produced by Pr14FebalCo16B6Nb0,1(AlSiCuGaGd)0,5 heat treated alloy presented the best values for remanence (Br = 1.03 T), maximum energy product ((BH)máx = 201.6 KJ.m-3) and intrinsic coercivity (iHc = 716.2 KA.m-3).
Determination of the crystal alignment of SrFe12O19 permanent magnets using the (006) X-ray pole figure
2016 - GUGLIOTTI, C.F.; LIMA, N.B.; OLIVEIRA, R.R.; SILVA, M.R.M.; SILVA, S.C.
O grau de alinhamento de ímãs permanentes de ferrita de estrôncio produzidos com diferentes tamanhos médios de partícula foi investigado utilizando análise de figura de pólo. Os ímãs foram produzidos a partir de pós sem moagem e moídos em moinho de bolas com tempos de moagem entre 60 e 360 minutos. O tamanho médio de partícula foi determinado utilizando Fisher Sub-sieve sizer e granulômetro CILAS 1064. A morfologia dos pós foram analisados utilizando imagens de MEV. Os pós foram alinhados a um campo magnético, prensados isostaticamente e sinterizados. Os ímãs foram caracterizados magneticamente utilizando um permeâmetro. O grau de alinhamento dos ímãs sinterizados foi calculado utilizando a reflexão (006) e a morfologia dos grãos do ímã foi analisada utilizando imagens de MEV. Os ímãs permanentes de ferrita de estrôncio produzidos com pós moídos apresentaram maior grau de alinhamento (0,82) quando comparados ao ímã produzido com pós não moídos (0,79).
Efeito do tamanho de partículas nas propriedades mecânicas de ligas de zircônio reprocessadas
2016 - CAVALHEIRA, E.D.; MENDES, N.M.F.; CASINI, J.C.; BARBOSA, L.P.; SILVA, S.C.; TAKIISHI, H.
A etapa de usinagem para fabricação de tubos e tampões de Zircaloy-4 (Zr-4) utilizados em reatores nucleares de potência à água pressurizada (reatores PWR’s) geram grandes quantidades de rejeitos deste material. Devido ao alto custo do Zr-4 faz-se necessário sua reciclagem, que é estratégico para o Brasil, evitando seu descarte para o meio ambiente. Neste trabalho, os rejeitos da usinagem do Zr-4 foram aquecidos em atmosfera de hidrogênio (923 K) sendo o pó resultante desta etapa peneirado em malha 200 e 325 mesh (74 e 44 μm). Nesta etapa, foram retirados os materiais que não absorvem hidrogênio proveniente da usinagem, diminuindo a contaminação final da liga Zr-4. A moagem foi realizada em moinho de alta energia, utilizando pote e esferas de zircônia para diminuir a contaminação do pó. Os experimentos foram realizados em diferentes tempos de moagem (0 a 120 min). A amostra foi prensada a 200 MPa (prensagem isotática) e sinterizada a 1423 K por 10 h. A microestrutura foi analisada por microscopia eletrônica de varredura efoi determinada a dureza Vickers. Os resultados mostraram que após 60 min de moagem o tamanho médio das partículas foi de 2,4 μm, a dureza Vickers foi de 425 HV e tamanho de grão em torno de 50 μm. As amostras apresentaram valores de densidade hidrostática de 99% em relação à teórica, e a microestrutura apresentou morfologia típica do Zr-4da fase α e grãos equiaxiais.
Efeito do tempo de moagem na microestrutura e nas propriedades magnéticas de ímãs de (Nd,Pr)13,49Fe77,72B6Co1,1Al1,2Nb0,28Cu0,2
2016 - FIM, R.G.T.; SILVA, M.R.M.; SILVA, S.C.; LOPES, L.U.; WENDHAUSEN, P.A.P.; CASINI, J.C.S.; TAKIISHI, H.
No processamento de ímãs permanentes de terras-raras, a moagem é um parâmetro determinante nas propriedades magnéticas a serem obtidas. Vários trabalhos foram realizados avaliando o efeito do tempo de moagem utilizando ligas convencionais obtidas por fusão. Neste trabalho foi avaliada a influência de diferentes tempos de moagem na microestrutura e nas propriedades magnéticas de ímãs sinterizados utilizando liga obtida por Strip-Casting. Os ímãs foram preparados via metalurgia do pó, a partir de pós obtidos pelo processo de decrepitação por hidrogênio (HD) feito na liga de composição (Nd,Pr)13,49Fe77,72B6Co1,1Al1,2Nb0,28Cu0,2. A moagem dos pós foi realizada em meio de ciclohexano em Moinho Planetário de Alta Energia, durante um período entre 15 e 90 minutos, com intervalos regulares de 15 minutos, a uma velocidade de 200 rpm. A liga e os ímãs produzidos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difração de Raios-X (DRX), e as propriedades magnéticas foram obtidas por meio de Permeâmetro. O imã produzido após 75 minutos de moagem apresentou remanência Br = 940 mT, coercividade iHc = 652 KA.m-1, produto de energia máximo BHmáx = 120 KJ.m-1 e fator de quadratura SF = 0,46.
Influência dos elementos de liga Zr, Nb E Mo na microestrutura e nas propriedades magnéticas de ímãs à base de PRFECOB
2016 - SILVA, M.R.M.; FIM, R.G.T.; SILVA, S.C.; CASINI, J.C.S.; WENDHAUSEN, P.A.P.; TAKIISHI, H.
A adição de elementos de liga em ímãs permanentes de terras raras tem como objetivo a melhora das propriedades magnéticas. O presente trabalho avalia a influência do Zr, Nb e Mo na microestrutura e nas propriedades magnéticas de ímãs sinterizados. Os ímãs foram preparados via metalurgia do pó, a partir de pós obtidos pelo processo de decrepitação por hidrogênio (HD) feito em ligas no estado bruto de fusão. Na produção do ímã Pr16Fe66,9Co10,7B5,7Cu0,7, sem adição de elementos de liga, foi utilizada a mistura das ligas Pr20Fe73B5Cu2 (33% em peso) e Pr14Fe64Co16B6 (67% em peso). Para avaliar a influência das adições foi utilizada a liga Pr14Fe64Co16B6X0,1, onde X = Zr, Nb e Mo (67% em peso). As ligas utilizadas e os ímãs produzidos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), Difração de Raios-X (DRX), e as propriedades magnéticas foram obtidas por meio de Permeâmetro. O ímã sem adição de elemento de liga apresentou maior coercividade intrínseca (iHC = 748 KA.m-1) enquanto que o ímã com adição de Nb, maior remanência (Br = 1,04 T). O ímã com adição de Zr foi o que apresentou maior produto de energia máximo (BHmáx = 144 KJ.m-3) e o ímã com adição de Mo apresentou maior fator de quadratura (SF = 0,70).