Pressão Química e Deformações Plásticas em Ligas Heuslerianas à Base de : Efeitos de Ordem/Desordem Atômica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Guimarães, Carlos Eduardo Alves
Data de Publicação: 2018
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/10/10547
Resumo: In this work, we prepared (by arc-voltaic melting technique) and studied the policrystalline pseudo-Heusler ????2????????1-???????? alloys, in the 0 = ?? = 1 range, in order to understand the crystalline structures and magnetic orders in the stoichiometric phases (?? = 0 and 1). We also investigated the role of two important effects in the structural, hyperfine and magnetic properties: (i) one of plastic deformation due to the cold-work and the subsequent annealing of the samples; and (ii) one of chemical pressure due to the substitution of ???? by ???? (isoeletronic atoms with different atomic radii). Overall, we produced 100 ???? thick ribbons which we characterized by X-rays diffraction, magnetization (DC and AC) measurements and ???? 57 Mössbauer spectroscopy. On one hand, we determined that the ordered ????2???????? (?? = 0) alloy stabilized in the ??12 phase after annealing from the as-cold-worked ??1-type structure. On the other hand, the ordered ????2???????? (?? = 1) alloy has shown an ??21 pattern from the as-cold-worked ??2-type structure. Their properties are sensitive to the degree of atomic order/disorder. The lamination causes grain refinement, texture, defects and tensions in the crystal lattice, leading the alloys to different magnetic states at room temperature (the ferromagnetic ??2 and the antiferromagnetic ??1). The structurally ordered ribbons behaved as if they possessed two independent magnetic sublattices in a wide range of temperatures, but they coupled in the non-collinear (sperimagnetic) configuration at low temperatures. With the substitution of ???? by ????, we observed a significant reduction of 1,6% in the cell’s volume which resulted in the ??21 crystallization and changes in the following parameters: magnetization, magnetic order temperature and the spin and charge densities in ???? atoms. We determined the reduction of ???? and ???? magnetic moments by first principals calculations that causes the increase of the magnetization up to a concentration of ?? = 0.5 (due to faster reduction of ???? moment). Above a concentration of ?? = 0.5 there is a discrepancy between experimental and theoretical results, which can be explained by the noncollinear configuration of the spins (we performed the collinear state in the calculations).
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spelling Caetano, Edson PassamaniGuimarães, Carlos Eduardo AlvesCandela, Dalber Ruben SanchezSaitovitch, Elisa Maria BaggioBueno, Thiago Eduardo PedreiraScopel, Wanderlã LuisCaetano, Edson Passamani2018-12-20T13:22:31Z2018-12-202018-12-20T13:22:31Z2018-10-11In this work, we prepared (by arc-voltaic melting technique) and studied the policrystalline pseudo-Heusler ????2????????1-???????? alloys, in the 0 = ?? = 1 range, in order to understand the crystalline structures and magnetic orders in the stoichiometric phases (?? = 0 and 1). We also investigated the role of two important effects in the structural, hyperfine and magnetic properties: (i) one of plastic deformation due to the cold-work and the subsequent annealing of the samples; and (ii) one of chemical pressure due to the substitution of ???? by ???? (isoeletronic atoms with different atomic radii). Overall, we produced 100 ???? thick ribbons which we characterized by X-rays diffraction, magnetization (DC and AC) measurements and ???? 57 Mössbauer spectroscopy. On one hand, we determined that the ordered ????2???????? (?? = 0) alloy stabilized in the ??12 phase after annealing from the as-cold-worked ??1-type structure. On the other hand, the ordered ????2???????? (?? = 1) alloy has shown an ??21 pattern from the as-cold-worked ??2-type structure. Their properties are sensitive to the degree of atomic order/disorder. The lamination causes grain refinement, texture, defects and tensions in the crystal lattice, leading the alloys to different magnetic states at room temperature (the ferromagnetic ??2 and the antiferromagnetic ??1). The structurally ordered ribbons behaved as if they possessed two independent magnetic sublattices in a wide range of temperatures, but they coupled in the non-collinear (sperimagnetic) configuration at low temperatures. With the substitution of ???? by ????, we observed a significant reduction of 1,6% in the cell’s volume which resulted in the ??21 crystallization and changes in the following parameters: magnetization, magnetic order temperature and the spin and charge densities in ???? atoms. We determined the reduction of ???? and ???? magnetic moments by first principals calculations that causes the increase of the magnetization up to a concentration of ?? = 0.5 (due to faster reduction of ???? moment). Above a concentration of ?? = 0.5 there is a discrepancy between experimental and theoretical results, which can be explained by the noncollinear configuration of the spins (we performed the collinear state in the calculations).Neste trabalho, preparamos (por fusão arco-voltaica) e investigamos ligas policristalinas pseudo-Heusler 21− com 0≤≤1, objetivando entender as estruturas cristalinas e ordens magnéticas nas fases estequiométricas (=0 e 1). Estudamos ainda o papel de dois importantes efeitos sobre suas propriedades estruturais, hiperfinas e magnéticas: (i) o da deformação plásticas do processo de laminação a frio, seguido por tratamentos térmicos e (ii) o de pressão química, quando se faz a substituição de átomos de por de (átomos isoeletrônicos e de diferentes raios atômicos). Em geral, produzimos fitas de espessuras da ordem 100 , que caracterizamos por difração de raios-X, medidas de magnetização (DC e AC) e espectroscopia Mössbauer do . 57 Por um lado, determinarmos que a liga ordenada 2 (=0) estabilizou-se na fase 12 após o tratamento térmico do material plasticamente deformado; este, por sua vez, tinha fase cúbica 1. Por outro lado, a liga ordenada 2 (=1) se apresentou com estrutura 21 e o material deformado na fase 2. As propriedades destes se mostraram sensíveis ao grau de ordem/desordem atômico. Enquanto a laminação induziu refinamento e textura nos grãos, defeitos e tensões na rede, levando a estados magnéticos distintos à temperatura ambiente (ferromagnético no caso de =1 e paramagnético em =0), os materiais ordenados atomicamente apresentaram comportamentos de sistemas com duas sub-redes magnéticas independentes em amplo intervalo de temperatura, mas que se acoplam em baixas temperaturas em estados de spins não colineares; tipo sperimagnético. Da substituição dos elementos, observamos uma redução significativa do volume da célula de 1,6%, que provocou a estabilização da fase 21, mudanças nos valores da magnetização, nas temperaturas críticas magnéticas e nas densidades de cargas e spins dos elétrons nos átomos de . Determinamos que ocorreu uma redução dos momentos magnéticos do e do , conforme cálculos de estrutura eletrônica, levando a um aumento da magnetização até =0,5 (efeito devido ao momento do ter redução mais rápida do que o do e pelo acoplamento antiparalelo entre as sub-redes). Após =0,5, há discrepância entre os resultados teóricos e experimentais para os momentos magnéticos; fato que pode ser explicado pelo estado não colinear de spins proposto (nos cálculos, usamos estados colineares).TextGUIMARÃES, Carlos Eduardo Alves. Pressão Química e Deformações Plásticas em Ligas Heuslerianas à Base de ????: Efeitos de Ordem/Desordem Atômica. 2018. 134 f. Tese (Doutorado em Física) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2018.http://repositorio.ufes.br/handle/10/10547porUniversidade Federal do Espírito SantoDoutorado em FísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFESBRCentro de Ciências ExatasCondensed matterMagnetismMossbauer SpectroscopyMatéria condensadaMagnetismoMossbauer, Espectroscopia deMatéria condensadaMagnetismoMossbauer, Espectroscopia deFísica53Pressão Química e Deformações Plásticas em Ligas Heuslerianas à Base de : Efeitos de Ordem/Desordem AtômicaChemical Pressure and Plastic Deformations in ????-Based Heuslerian Alloys: Atomic Order/Disorder Effects.info: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:UFESORIGINALCarlosEduardoAlvesGuimarães-2018-trabalho.pdfapplication/pdf6073809http://repositorio.ufes.br/bitstreams/1f8647c7-8bd6-491c-879d-ab3d25fb1def/download33546839a873eabcc5aaf3ddb0f7525eMD5110/105472024-06-28 18:06:28.782oai:repositorio.ufes.br:10/10547http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-07-11T14:30:56.456405Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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