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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.2007.tde-23042009-000241
Documento
Autor
Nome completo
Rafael Alejandro Cajacuri Merino
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Orientador
Banca examinadora
Rechenberg, Hercilio Rodolfo (Presidente)
Larica, Carlos
Mestnik Filho, Jose
Oliveira, Adilson Jesus Aparecido de
Petrilli, Helena Maria
Título em português
Propriedades magnéticas dos compostos de Laves Hf (Fe(1-x)Cr(x))2 e (Nb(1-x)Zr(x)) Fe2
Palavras-chave em português
Cromo
Fases de Laves.
Ferro
Ferromagnetismo
Háfnio
Nióbio
Paramagnetismo
Vidro de Spin
Zirconio
Resumo em português
O objeto desta pesquisa consiste em investigar as propriedades estruturais, magnéticas e hiperfinas dos compostos pseudobinários de fases de Laves: Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 e (Nb(1-x)Zr(x))Fe2. Para o Hf(Fe(1-x)Cr(x))2, preparamos as amostras como ligas policristalinas e as fundimos por síntese nas concentrações: x = 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 e 1,0. O mesmo foi feito para as amostras de (Nb(1-x)Zr(x))Fe2 nas concentrações x = 0,0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 e 0,5. Todas as amostras fundiram-se num forno de fusão de arco, sob atmosfera de argônio ultrapuro (99.999%). Em seguida investigamos a estrutura cristalina das ligas pelo método do pó, com a técnica de difratometria de Raios X (XRD), obtendo-se os parâmetros de rede e confirmando-se a estrutura de fase hexagonal C14 para as amostras Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 nas concentrações 0,0 <= x < 0,9, bem como em todas as outras amostras de (Nb(1-x)Zr(x))Fe2. Depois, determinamos as propriedades magnéticas das ligas Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 pela técnica de magnetização a baixas temperaturas em baixos campos magnéticos aplicados de 0 a 7 T e em altos campos magnéticos aplicados de 0 a 16 T. As suscetibilidades AC e DC a baixos campos magnéticos com temperaturas de 4,2 K a 300 K, FC e ZFC, nos indicaram que as ligas de concentrações 0,4 <= x < 0,8 apresentam comportamento 'vidro de spin', sendo que em x <= 0,3 são aglomerados magnéticos com interação de curto alcance e em x = 0,9 é um superparamagnético. Por tanto, os valores dos momentos magnéticos por átomo de Fe foram calculados para todas as amostras. As medidas de spectroscopia Mössbauer das mesmas amostras de Hf(Fe(1-x)Cr(x))2, na temperatura ambiente, apresentam dois sextetos para a mostras com x = 0,2 e dois dubletos quadrupolares para as demais composições, atribuídos aos sítios cristalográficos 2a e 6h do Fe. Por outra parte, os espectros Mössbauer das amostras de (Nb(1-x)Zr(x))Fe2 à temperatura de 4,2 K, sem campo magnético aplicado e com campo magnético aplicado de 6 e 12 T, sugerem que estes compostos se encontram em um balanço em que coexistem as fases ferromagnéticas e antiferromagnéticas. Finalmente, notamos que no composto (Nb0.6Zr0.4)Fe2 há, uma possível existência de comportamento paramagnético nos Fe do sítio cristalino 2a e, ao mesmo tempo, pouca certeza que o valor do momento magnético seja nulo neste sítio cristalino.
Título em inglês
Magnetic Properties of Laves Phases Compounds Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 and (Nb(1-x)Zr(x))Fe2
Palavras-chave em inglês
Cr
Fe
Hf
Laves Phases
Magnetic Properties
Nb
Spin Glass
Zr
Resumo em inglês
The object of this research consists of investigating the structural, magnetic and hiperfine properties of the pseudobinar Laves phases compounds Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 and (Nb(1-x)Zr(x))Fe2. We prepared polycristaline samples alloys and for synthesis melting in the concentrations: x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 e 1.0, for the Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 and in the concentrations: x = 0.0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 e 0.5 for (Nb(1-x)Zr(x))Fe2. We melted them in an arc furnace under pure Argon (99.999%) gas atmosphere. We investigated the cristaline structure of the alloys by the powder XRD technique, obtaining lattice parameters and confirming the structure of hexagonal phase C14 for the samples Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 in the concentrations 0.0 <= x <= 0.9 and also in all the other samples produced of (Nb(1-x)Zr(x))Fe2. We investigate the magnetic properties of Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 alloys bye the technique of magnetization at low temperatures and low magnetic field applied until 7 T and high magnetic field applied until 16 T. The susceptibility AC and DC at low magnetic fields and temperatures of 4.2 K until 300 indicated that alloys of concentrations 0.4 <= x < 0.8 show spin glass behavior, in x <= 0.3 they are magnetic clusters with short range interactions, and in x = 0.9 is superparamagnetic. The values of the magnetic moments for atom of Fe were calculated for all samples. We measured Mössbauer spectra of the same samples of Hf(Fe(1-x)Cr(x))2 at room temperature, obtaning two sextets for the samples with x < 0.2 and two quadrupolar doublets for the other compositions, that would be attributed to the cristalographic sites 2a and 6h. Also the Mössbauer spectrum of the samples (Nb(1-x)Zr(x))Fe2 at temperature of 4.2 K without magnetic field applied and with magnetic field applied of 6 and 12 T, suggest that those compounds show coexisting ferromagnetic and antiferromagnetic phases. We could note for the compound (Nb0.6Zr0.4)Fe2 a possible existence of the paramagnetic behavior in the Fe of the cristalographic site 2a, but the magnetic moment in this site is not zero.
 
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10PropMagHfpag44a58.pdf (316.14 Kbytes)
12PropHipHfpag77a85.pdf (405.79 Kbytes)
13DifractoNbpag86a90.pdf (780.91 Kbytes)
14PropHipNbpag91a104.pdf (358.76 Kbytes)
15Conclupag105a108.pdf (41.91 Kbytes)
16Apendicepag109a124.pdf (128.48 Kbytes)
1Capa.pdf (12.75 Kbytes)
2AGRADECIMENTOS.pdf (19.17 Kbytes)
3DEDICATORIA.pdf (13.06 Kbytes)
4RESUMO.pdf (20.26 Kbytes)
5ABSTRACT.pdf (15.00 Kbytes)
6INDICE1.pdf (15.38 Kbytes)
7Intropag1a12.pdf (137.91 Kbytes)
8Experpag13a31.pdf (3.98 Mbytes)
9DifractoHfpag32a43.pdf (733.04 Kbytes)
Data de Publicação
2009-04-28
 
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