O estudante Juliano Assis Baron Engerroff, orientado por Prof. Dr. Paulo Antônio Pereira Wendhausen e coorientado pelo Prof. Dr. Carlos Henrique Ahrens, defenderá sua tese na próxima sexta-feira (18/12), às 9h, por videconferência. A defesa é vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais.
Banca:
Prof. Dr. Paulo Antônio Pereira Wendhausen
Prof. Dr. Fernando Humel Lafratta (UDESC)
Prof. Dr. Guilherme Mariz de Oliveira Barra
Prof. Dr. Cristiani Campos Plá Cid (FÍSICA/UFSC)
Título: “Manufatura Aditiva de Ímãs Compósitos à Base de Sm-Fe-N via Fusão em Leito de Pó a Laser”
Resumo:
A técnica de manufatura aditiva conhecida como fusão em leito de pó a laser (FLPL) tem sido recentemente apontada como promissora para a preparação de ímãs compósitos, de matriz polimérica, contendo fases à base de terras raras do tipo Nd2Fe14B como substância principal. Uma das principais razões para o uso deste composto ferromagnético se deve ao fato de ser o mais tradicionalmente empregado para fabricação de ímãs, por seu elevado desempenho e fácil acesso no mercado. No entanto, nos últimos anos, vários outros compostos à base de terras raras foram desenvolvidos, como o SmFe7Nx, que rivaliza com diversos atributos importantes dos ímãs tradicionais compostos de Nd2Fe14B, em particular no que se refere a maior estabilidade térmica de suas propriedades magnéticas. Neste contexto, a presente tese de doutorado visa apresentar contribuições inéditas ao estado da arte no que se refere ao domínio da técnica de FLPL para a fabricação de ímãs compósitos alternativos, à base de SmFe7Nx, bem como ao entendimento da estabilidade térmica destes para aplicações em temperaturas mais elevadas (aproximadamente 100 °C). Quanto ao processo de fabricação via FLPL, foi dado ênfase ao efeito de variáveis de processamento (temperatura do leito de pó, potência do laser e velocidade de varredura) na densidade e nas propriedades magnéticas. Este estudo evidenciou que há relações diretas entre a densidade dos ímãs compósitos com a variação de parâmetros de processo, obtendo-se ímãs de até 2,6 g/cm³ e remanência de até 0,32 T com o uso de velocidades de varredura reduzidos (600 mm/s), ou com altos valores de potência do laser (60 W). Ademais, estes valores de propriedades foram obtidos em diferentes condições de temperatura no leito de pó. Quanto às propriedades microestruturais das amostras, por análises via difração de raios X, foi evidenciado que não houve degradação da fase principal, SmFe7Nx, durante o processamento via FLPL. Já por microscopia eletrônica de varredura, revelou-se o aspecto da fratura das amostras, contendo partículas de Sm-Fe-N aderidas à matriz polimérica. Em uma etapa seguinte ao domínio da fabricação via FLPL dos ímãs compósitos de SmFe7Nx, buscou-se avaliar a estabilidade térmica destes componentes e compará-los a ímãs de Nd-Fe-B via ensaios de envelhecimento térmico a 95 °C, durante 100 h, em atmosfera ambiente. Preparouse, via FLPL, ímãs compósitos de Sm-Fe-N e de Nd-Fe-B, os quais foram submetidos ao ensaio de envelhecimento, monitorando-os quanto às suas propriedades magnéticas ao longo deste tratamento térmico. Ao final do ciclo, concluiu-se que os ímãs à base de Sm-Fe-N possuem maior estabilidade térmica, com redução de polarização magnética de até 9%, em contraste aos de Nd-Fe-B, com redução de aproximadamente 11%. Portanto, um dos principais atributos de ímãs à base fase SmFe7Nx obtidos por FLPL foram evidenciados, podendo ocupar uma posição de destaque frente aos tradicionais compostos de Nd2Fe14B na utilização de ímãs em temperaturas mais elevadas.
Palavras-chave: Fusão em Leito de Pó a Laser. Ímãs Compósitos. Sm-Fe-N.