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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.43.1993.tde-10102012-110216
Documento
Autor
Nome completo
Aguinaldo Medici Severino
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1993
Orientador
Banca examinadora
Baibich, Mario Norberto
Gama, Sérgio
Lima, Severino Jackson Guedes de
Paduan Filho, Armando
Rechenberg, Hercilio Rodolfo
Título em português
MAGNETOSTRICCAO E ANISOTROPIA INDUZIDA EM FERROMAGNETOS AMORFOS
Palavras-chave em português
Anisotropia magnética
Magnetostricção
Materiais amorfos
Módulo de Young
Relaxação estrutural
Resumo em português
Neste trabalho apresentamos resultados para anisotropia induzida 'K IND.ind.' e para mudanças na magnetostricção de saturação ''lamda'IND.s' em ligas amorfas ricas em cobalto na forma de fita. Estas ligas tem baixa magnetostricção (-0.5 x '10 POT.-6' < ''lamda'IND.s', ''lamda'IND.s' < +0.5 x '10 POT.-6'). Também estudamos algumas propriedades magnéticas de fios amorfos de alta magnetostricção (+35.0 x '10 POT.-6'). As ligas amorfas que tem ''lambda' IND.s' 'SEMELHANTE A' 0 foram produzidas usando a técnica de Melt-Spinning. Para a caracterização magnética varias técnicas experimentais foram utilizadas. Determinamos 'M IND.s', 'T IND.c', ''lambda' IND.s' e a curva de histereses das ligas estudadas. Usando uma maquina Instron determinamos o modulo de Young de algumas ligas. O trabalho é dividido em duas partes: Na primeira verificamos as correlações entre a derivada de ''lambda' IND.s' e a tensão aplicada, d''lambda' IND.s'/d'sigma' e o modulo de Young Y. Observamos que os valores obtidos para d''lambda' IND.s'/d'sigma', (-0.7 x '10 POT.-10' < d''lambda' IND.s'/d'sigma' < -2.3 x '10 POT.-10'), concordam com resultados da literatura e independem da amplitude de ''lambda' IND.s'. O procedimento de medida do modulo de Young em fitas delgadas é discutido em detalhes e os resultados obtidos para esta grandeza ('SEMELHANTE A' 90 - 130 kN/mm²), comparados com d''lambda' IND.s'/d'sigma' e Y. Na segunda parte do trabalho apresentamos uma serie extensa de resultados para anisotropia induzida 'K IND.ind.' e mudanças na magnetostricção 'delta'''lambda' IND.s' em amostras brutas de fusão e pré-tratadas da liga 'Co IND.70.4''Fe IND.4.6''Si IND.15''B IND.10', provocadas por tratamentos térmicos. Analisamos teoricamente estes resultados usando a teoria micromagnetica de Kronmuller, baseada na distribuição de sistemas de dois níveis. O ajuste de dados experimentais de 'K IND.ind.' a esta teoria demonstrou que a parte irreversível dos processos de relaxação é eliminada rapidamente. Assim os resultados são descritos por espectros de energia de ativação dos processos reversíveis, caracterizados por um tempo de relaxação reversível ''tau' IND.R'. Segundo o modelo de Fahnle e colaboradores deve-se esperar que macroscopicamente exista proporcionalidade entre 'K IND.ind.' e 'delta'''lambda 'IND.s' Usando estes argumentos foi possível ajustar os dados experimentais para 'delta'''lambda' IND.s' pela mesma expressoa analítica desenvolvida por Kronmuller para 'K IND.ind.' Da mesma forma que para as anisotropias induzidas, o ajuste do modelo aos dados de 'delta'''lambda' IND.s' é muito bom. Obtivemos espetros de energias de ativação dos processos de relaxação similares em todos os ajustes realizados. Observamos que diferentes tipos de tratamentos térmicos provocaram diferentes cinéticas e amplitudes para 'K IND.ind.' e 'delta'''lambda' IND.s' Usando argumentos simples foi possível interpretar qualitativamente muito bem as diferenças observadas. A biestabilidade em fios amorfos produzidos por In-Rotating-Water-Spinning foi estudada. Verificamos que o campo critico de nucleação H* destes fios depende fortemente do comprimento destes fios e que o calculo correto do fator desmagnetizante dos fios é muito importante na interpretação de resultados para a dependência de H* com tensões mecânicas aplicadas.
Título em inglês
Magnetostricção e anisotropia induzida em ferromagnetos amorfos
Palavras-chave em inglês
Anisotropia magnética
Magnetostricção
Materiais amorfos
Módulo de Young
Relaxação estrutural
Resumo em inglês
In this work we show results on induced anisotropy 'K IND.ind.' and changes in the saturation magnetostriction ''lambda' IND.s' for amorphous cobalt-rich ribbons. These alloys present low ''lambda' IND.s' values (-0.5 x '10 POT.-6' < ''lambda' IND.s' < +0.5 x '10 POT.-6'). We studied also magnetic properties of high magnetostriction amorphous wires (''lambda' IND.s' 'SEMELHANTE A' +35.0 x '10 POT.-6'). The low magnetostriction samples were produced by the Melt-Spinning technique. We have measured 'M IND.s', 'T IND.c', ''lambda' IND.s' and the hysteresis loops of the studied samples. We also used an Instron apparatus to measure the Young modulus of some of them. This work has two parts: In the first one we studied the correlation between the stress dependence of ''lambda' IND.s', d''lambda' IND.s'/d'sigma' and the Young Modulus Y. Our experimental values obtained for d''lambda' IND.s'/d'sigma' (-0.7 x '10 POT.-10' < d''lamda' IND.s'/d'sigma' < -2.3 x '10 POT.-10) agree with the results in the literature and show no dependence with respect to the ''lambda' IND.s' amplitudes. We discuss in detail the experimental procedure used to measure the Young modulus values in thin ribbons. The results (Y 'SEMELHANTE A' 90 - 130 kN/mm²) were compared to d''lambda' IND.s'/d'sigma', and no correlation between them was found. In the second part we show an extensive work about 'K IND.ind.' and 'delta'''lambda' IND.s' in as-cast and pre-annealed amorphous ribbons of 'Co IND.70.4''Fe IND.4.6''Si IND.15''B IND.10', during heat treatment annealing. A micromagnetic theory based on two-level systems developed by Kronmuller was used to analyze the experimental data of 'K IND.ind. and 'delta'''lambda' IND.s'. We observed that the irreversible part of the relaxation processes was short lived. So, only the activation energy spectra associated to the reversible relaxation time ''tau' IND.r' was responsible for the description of the results. According to the model developed by Fahnle et al. a proportionality between bulk 'K IND.ind.' and 'delta'''lambda' IND.s' may be expected. Using these argument it was possible to adjust the experimental data for 'delta'''lambda' IND.s' to the same analytical expression developed by Kronmuller for 'K IND.ind.'. In the same way as for the induced anisotropy the fit of the 'delta'''lambda' IND.s' data to the Kronmuller model is very good. Similar activation energy spectra of the relaxation processes were obtained in all the fits. We observed that different types of heat treatment induce different types of kinetics and amplitudes for 'K IND.ind.' and 'delta'''lambda' IND.s'. With simple arguments it was possible to elucidate very well (in a quantitative mode) the observed differences. The bi-stability in amorphous wires produced by In-Rotating-Water-Spinning was studied. We observed that the nucleation switching field H* of these wires were largely dependent on the length of the wires and that the correct calculation of the demagnetization factor is very important for the understanding of these results showing the dependence between H* and the applied mechanical stresses.
 
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Data de Publicação
2012-10-16
 
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