Title

Produção de Ligas Samário-Cobalto por Redução-Difusão

Produção de Ligas Samário-Cobalto por Redução-Difusão

Authorship

NOGUEIRA, PAULO DE FREITAS; NETO, FLÁVIO BENEDUCE; LANDGRAF, FERNANDO JOSÉ GOMES

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NETO, FLÁVIO BENEDUCE

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LANDGRAF, FERNANDO JOSÉ GOMES

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DOI

10.5151/2594-5327-C00231-3587-3610

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Abstract

Os ímãs à base de terras raras formam a classe de ímãs permanentes com melhores propriedades magnéticas. Porém, a elevada reatividade das terras raras e seu alto custo retardaram o uso destes materiais em maior escala ao impor dificuldades no processo de produção destas ligas por fusão sob vácuo. O panorama mudou em meados da década de 70 com a introdução de novos processos de produção destes materiais por redução calciotérmica do óxido de terra rara e formação posterior da liga com o metal de transição formando. Como esta formação ocorre por difusão no estado sólido, os problemas causados pela interação do líquido contendo elevados teores de terras raras foram contornados. Inicialmente procurou-se obter no IPT o pleno conhecimento da influência de diversas variáveis de processo na produção destes materiais, através de experimentos com cerca de 50g de material. Este trabalho versa sobre o aumento de escala de processo para 600g, com o objetivo de uma implantação comercial do processo no Brasil. Foram realizados experimentos visando à produção de ligas com 34,2 % samário e 40,0 % de cobalto, composições usuais na produção de ímãs. Nestes experimentos foi avaliado o efeito do excesso de óxido de samário em relação à composição química objetivada e o rendimento de redução. Os resultados obtidos revelaram que apesar da obtenção de um material adequado para a produção de ímãs permanentes, o rendimento global de incorporação de samário não se mostrou elevado na escala de 50g. Uma análise preliminar dos resultados indicou que é necessário um melhor controle da mistura dos reagentes e da atmosfera do forno, bem como o ajuste de algumas variáveis de processo como o excesso de redutor e de óxido de samário de modo a evitar o aparecimento da fase Sm₂Co₁₇, de baixa estabilidade metálica, prejudiciais às propriedades magnéticas dos ímãs à base de intermetálicos samário-cobalto.

Os ímãs à base de terras raras formam a classe de ímãs permanentes com melhores propriedades magnéticas. Porém, a elevada reatividade das terras raras e seu alto custo retardaram o uso destes materiais em maior escala ao impor dificuldades no processo de produção destas ligas por fusão sob vácuo. O panorama mudou em meados da década de 70 com a introdução de novos processos de produção destes materiais por redução calciotérmica do óxido de terra rara e formação posterior da liga com o metal de transição formando. Como esta formação ocorre por difusão no estado sólido, os problemas causados pela interação do líquido contendo elevados teores de terras raras foram contornados. Inicialmente procurou-se obter no IPT o pleno conhecimento da influência de diversas variáveis de processo na produção destes materiais, através de experimentos com cerca de 50g de material. Este trabalho versa sobre o aumento de escala de processo para 600g, com o objetivo de uma implantação comercial do processo no Brasil. Foram realizados experimentos visando à produção de ligas com 34,2 % samário e 40,0 % de cobalto, composições usuais na produção de ímãs. Nestes experimentos foi avaliado o efeito do excesso de óxido de samário em relação à composição química objetivada e o rendimento de redução. Os resultados obtidos revelaram que apesar da obtenção de um material adequado para a produção de ímãs permanentes, o rendimento global de incorporação de samário não se mostrou elevado na escala de 50g. Uma análise preliminar dos resultados indicou que é necessário um melhor controle da mistura dos reagentes e da atmosfera do forno, bem como o ajuste de algumas variáveis de processo como o excesso de redutor e de óxido de samário de modo a evitar o aparecimento da fase Sm₂Co₁₇, de baixa estabilidade metálica, prejudiciais às propriedades magnéticas dos ímãs à base de intermetálicos samário-cobalto.

Keywords

terras-raras, redução, difusão, materiais magnéticos

terras-raras, redução, difusão, materiais magnéticos