Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, André Luíz
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7403
Resumo: In this work, we investigated the influence of the grain refinement and the effect of chemical disorder induced by high energy milling on the martensitic transformation of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heuler-type alloy with and without Fe doping in the different crystallographic sites of the L21-type structure. We used X-ray diffraction to estimate the grain size as a function of milling time and DC magnetization to study the magnetic properties and the martensitic transformation of this alloy. We determined that the increasing of milling time induces a grain size reduction, enhancing substantially the grain boundary regions, which have high chemical and topological disorder degrees and favoring magnetically frustrated spin configurations. We applied Mössbauer spectroscopy of 119Sn and of 57Fe to characterize the different magnetic fractions and to follow locally the magnetism of this alloy. The main results caused by the disorders induced by milling are the increasing of the Exchange Bias Field and a significant reduction of the magnetocaloric properties of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heusler-type alloy when the milling time is increased. The enhancement of the Exchange Bias Field, we have explained based on the increasing of the fractions of the antiferromagnetic and/or frustrated spin of the grain boundary regions relatively to the ferromagnetic grain core fraction when the milling time is increased. On the other hand, we conclude that the decrease of the magnetic entropy change (magnetocaloric effect) is due to the magnetization changes during the martensitic phase transformation, which depends on the fractions of the grain cores. Therefore, this reductions is correlated to the increase of the grain boundary regions, which have low magnetization and has not martensitic phase transformation. From the Fe doping effect on different crystallographic sites of the L21- B2 - type structure of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heusler-type alloy, we demonstrated X that the distint shapes and features/properties of the magnetization curves are due to the different fractions of Fe ferromagnetically coupled with Mn at room temperature. We also shown that a heat treatment on the milled alloy restores the L21 – B2 -type structure and improves the mains magnetic properties related to the structural phase transformation called as martensitic
id UFES_a3ef35e877d309eef0aa7ce8d546f291
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/7403
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Caetano, Edson PassamaniAlves, André LuízCarvalho, Alexandre Magnus GomesTakeuchi, Armando YoshihakiBaggio-Saitovitch, Elisa MariaNascimento, Valberto PedruzziScopel, Wanderlã Luis2018-08-01T21:59:57Z2018-08-012018-08-01T21:59:57Z2011-01-25In this work, we investigated the influence of the grain refinement and the effect of chemical disorder induced by high energy milling on the martensitic transformation of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heuler-type alloy with and without Fe doping in the different crystallographic sites of the L21-type structure. We used X-ray diffraction to estimate the grain size as a function of milling time and DC magnetization to study the magnetic properties and the martensitic transformation of this alloy. We determined that the increasing of milling time induces a grain size reduction, enhancing substantially the grain boundary regions, which have high chemical and topological disorder degrees and favoring magnetically frustrated spin configurations. We applied Mössbauer spectroscopy of 119Sn and of 57Fe to characterize the different magnetic fractions and to follow locally the magnetism of this alloy. The main results caused by the disorders induced by milling are the increasing of the Exchange Bias Field and a significant reduction of the magnetocaloric properties of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heusler-type alloy when the milling time is increased. The enhancement of the Exchange Bias Field, we have explained based on the increasing of the fractions of the antiferromagnetic and/or frustrated spin of the grain boundary regions relatively to the ferromagnetic grain core fraction when the milling time is increased. On the other hand, we conclude that the decrease of the magnetic entropy change (magnetocaloric effect) is due to the magnetization changes during the martensitic phase transformation, which depends on the fractions of the grain cores. Therefore, this reductions is correlated to the increase of the grain boundary regions, which have low magnetization and has not martensitic phase transformation. From the Fe doping effect on different crystallographic sites of the L21- B2 - type structure of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heusler-type alloy, we demonstrated X that the distint shapes and features/properties of the magnetization curves are due to the different fractions of Fe ferromagnetically coupled with Mn at room temperature. We also shown that a heat treatment on the milled alloy restores the L21 – B2 -type structure and improves the mains magnetic properties related to the structural phase transformation called as martensiticNeste trabalho, investigamos a influência da redução dos tamanhos dos cristalitos e do efeito de desordem química, induzido pela moagem em altas energias sobre a transformação martensítica da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56 com e sem dopagem de Fe nos sítios cristalográficos da estrutura tipo L21 - B2. Usamos a difração de raios - X para estimar o tamanho do grão em função do tempo de moagem e medimos a magnetização DC para estudarmos as propriedades magnéticas e a transformação martensítica desta liga. Determinamos que o aumento no tempo de moagem produz redução dos grãos cristalinos, aumentando significativamente as regiões de contornos de grãos, que possuem alto grau de desordem química e topológica e que favorecem estados magneticamente frustados de spins. Usamos medidas de espectroscopia Mössbauer do 119Sn e do 57Fe para caracterizarmos as frações magnéticas desses átomos na estrutura L21 e acompanharmos localmente o magnetismo e correlacioná-lo com as propriedades de volume medidas por magnetização DC. Como principais resultados, das desordens induzida pela moagem, observamos um aumento no efeito de Exchange Bias e um decréscimo das propriedades magnetocalóricas da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56, quando aumentamos o tempo de moagem. O aumento no campo de Exchange Bias, explicamos pelo crescimento da fração das regiões de contornos de grãos com estados magnéticos tipo vidro de spin (ou/e antiferromagnético) relativamente à fração de átomos no grão ferromagneticamente ordenada. Por outro lado, concluímos que a queda na entropia magnética (efeito magnetocalórico) se deve a redução na variação nos valores de magnetização das fases austenítica e martensítica (mudança relativa nas magnetizações durante a transformação martensítica). Redução esta, da magnetização, que associamos com o crescimento das regiões de contornos de VIII grãos, que é magneticamente morta e não tem a transformação martensítica. Da dopagem com Fe nos diferentes sítios cristalográficos da estrutura L21 da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56, demonstramos que as diferentes formas e propriedades/características nas curvas de magnetização durante a transformação martensítica se devem as diferentes frações de átomos de 57Fe com acoplamento ferromagnético com Mn. Por fim, observamos que um posterior tratamento térmico na liga moída restaura a estrutura cristalina do tipo L21, melhorando algumas das propriedades magnéticas relacionadas com a transformação de fase estrutural denominada de martensíticaTextALVES, André Luíz. Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56. 2011. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2011.http://repositorio.ufes.br/handle/10/7403porUniversidade Federal do Espírito SantoDoutorado em FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFESBRCentro de Ciências ExatasMagnetismMössbauer, Spectroscopy ofMagnetismoMössbauer, Espectroscopia deMagnetismoMössbauer, Espectroscopia deFísica53Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56Influence of crystal grain reduction and chemical disorder factors on the first order phase transition of the Heusler Ni2Mn1.44Sn0.56 alloyinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALAndré-Luiz-Alves-2011-trabalho.pdfapplication/pdf10741439http://repositorio.ufes.br/bitstreams/91468f08-ad9c-4f09-b810-d6f55d08b066/download82c36aa2fd6ff232260e8dc67a0b2b4eMD5110/74032024-06-28 18:06:24.878oai:repositorio.ufes.br:10/7403http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-07-11T14:37:17.683577Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
dc.title.alternative.none.fl_str_mv Influence of crystal grain reduction and chemical disorder factors on the first order phase transition of the Heusler Ni2Mn1.44Sn0.56 alloy
title Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
spellingShingle Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
Alves, André Luíz
Magnetism
Mössbauer, Spectroscopy of
Magnetismo
Mössbauer, Espectroscopia de
Física
Magnetismo
Mössbauer, Espectroscopia de
53
title_short Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
title_full Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
title_fullStr Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
title_full_unstemmed Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
title_sort Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56
author Alves, André Luíz
author_facet Alves, André Luíz
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Caetano, Edson Passamani
dc.contributor.author.fl_str_mv Alves, André Luíz
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Carvalho, Alexandre Magnus Gomes
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Takeuchi, Armando Yoshihaki
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Baggio-Saitovitch, Elisa Maria
dc.contributor.referee4.fl_str_mv Nascimento, Valberto Pedruzzi
dc.contributor.referee5.fl_str_mv Scopel, Wanderlã Luis
contributor_str_mv Caetano, Edson Passamani
Carvalho, Alexandre Magnus Gomes
Takeuchi, Armando Yoshihaki
Baggio-Saitovitch, Elisa Maria
Nascimento, Valberto Pedruzzi
Scopel, Wanderlã Luis
dc.subject.eng.fl_str_mv Magnetism
Mössbauer, Spectroscopy of
topic Magnetism
Mössbauer, Spectroscopy of
Magnetismo
Mössbauer, Espectroscopia de
Física
Magnetismo
Mössbauer, Espectroscopia de
53
dc.subject.por.fl_str_mv Magnetismo
Mössbauer, Espectroscopia de
dc.subject.cnpq.fl_str_mv Física
dc.subject.br-rjbn.none.fl_str_mv Magnetismo
Mössbauer, Espectroscopia de
dc.subject.udc.none.fl_str_mv 53
description In this work, we investigated the influence of the grain refinement and the effect of chemical disorder induced by high energy milling on the martensitic transformation of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heuler-type alloy with and without Fe doping in the different crystallographic sites of the L21-type structure. We used X-ray diffraction to estimate the grain size as a function of milling time and DC magnetization to study the magnetic properties and the martensitic transformation of this alloy. We determined that the increasing of milling time induces a grain size reduction, enhancing substantially the grain boundary regions, which have high chemical and topological disorder degrees and favoring magnetically frustrated spin configurations. We applied Mössbauer spectroscopy of 119Sn and of 57Fe to characterize the different magnetic fractions and to follow locally the magnetism of this alloy. The main results caused by the disorders induced by milling are the increasing of the Exchange Bias Field and a significant reduction of the magnetocaloric properties of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heusler-type alloy when the milling time is increased. The enhancement of the Exchange Bias Field, we have explained based on the increasing of the fractions of the antiferromagnetic and/or frustrated spin of the grain boundary regions relatively to the ferromagnetic grain core fraction when the milling time is increased. On the other hand, we conclude that the decrease of the magnetic entropy change (magnetocaloric effect) is due to the magnetization changes during the martensitic phase transformation, which depends on the fractions of the grain cores. Therefore, this reductions is correlated to the increase of the grain boundary regions, which have low magnetization and has not martensitic phase transformation. From the Fe doping effect on different crystallographic sites of the L21- B2 - type structure of the Ni2Mn1,44Sn0,56 Heusler-type alloy, we demonstrated X that the distint shapes and features/properties of the magnetization curves are due to the different fractions of Fe ferromagnetically coupled with Mn at room temperature. We also shown that a heat treatment on the milled alloy restores the L21 – B2 -type structure and improves the mains magnetic properties related to the structural phase transformation called as martensitic
publishDate 2011
dc.date.issued.fl_str_mv 2011-01-25
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-08-01T21:59:57Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-08-01
2018-08-01T21:59:57Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ALVES, André Luíz. Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56. 2011. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2011.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/handle/10/7403
identifier_str_mv ALVES, André Luíz. Influência da redução do grão cristalino e fatores de desordem química na transição de fase de primeira ordem da liga tipo Heusler Ni2Mn1,44Sn0,56. 2011. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2011.
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/7403
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Doutorado em Física
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Física
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFES
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Ciências Exatas
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
Doutorado em Física
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.ufes.br/bitstreams/91468f08-ad9c-4f09-b810-d6f55d08b066/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 82c36aa2fd6ff232260e8dc67a0b2b4e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813022621171712000