Título

EFEITO DO Zr NA MICROESTRUTURA DE ÍMÃS NANOCRISTALINOS Sm(CoFeCuZr)Z

EFFECT OF Zr ON THE MICROSTRUCTURE OF NANOCRYSTALLINE MAGNETS Sm(CoFeCuZr)Z

Autoria

Campos, Marcos Flávio de; Romero, Sérgio Antônio; Neiva, Augusto Câmara; Rechenberg, Hercílio Rodolfo; Missell, Frank Patrick

DOI

10.5151/2594-5327-0176

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Resumo

Imãs do tipo Sm2(MT)17, onde MT=Metal de Transição, apresentam microestrutura nanocristalina composta de células da fase Sm2(Fe,Co)17 (2:17) circundadas pela fase Sm(Co,Cu)5 (1:5). O objetivo principal é determinar como o Zr altera a microestrutura ou se o Zr provoca o aparecimento de outras fases na microestrutura. Amostras de composição química Sm(CobalFe0,2Cu0,1Zrx)8 (bal=balanço) com x= 0 0,02 , 0,04, 0.06 e 0,08 foram preparadas em forno a arco com base de cobre refrigerada a água. As amostras foram, subseqüentemente, submetidas a um tratamento térmico compreendendo 3 h a 1175oC, 4 h a 820oC, resfriamento lento (1oC/min.) até 400oC e mais 3h a 400oC. Os ímãs foram magneticamente caracterizados em bobina supercondutora. Os resultados indicam que o Zr promove em alta temperatura a existência de uma única fase Sm:MT, a qual é intermediaria entre 2:17 e 1:5, provavelmente 1:7. A existência de um campo monofásico em alta temperatura é essencial para a formação da microestrutura nanocristalina. Nas amostras com maior teor de Zr, x= 0,04, 0,06 e 0,08, observa-se que o Zr provoca a formação de diversas outras fases, entre as quais uma com ~16-17%at de Zr e pobre em Sm e em Cu. Esta outra fase com ~16-17%at de Zr pode ser o Zr2Co11 mencionado como fase estável no diagrama Zr-Co, mas ocorrendo aqui com substituição parcial de Co pelo Fe.

 

Magnets of the type Sm2(TM)17, where TM=Transition, present nanocrystalline microstructure composed by cells of the phase Sm2(Fe,Co)17 (2:17) surrounded by the phase Sm(Co,Cu)5 (1:5). The main objective is determining how Zr changes the microstructure or if Zr leads to the appearing of other phases in the microstructure. Samples with chemical composition Sm(CobalFe0,2Cu0,1Zrx)8 (bal=balance) with x= 0 0,02 , 0,04, 0.06 and 0,08 were prepared in arc furnace. The samples were submitted to a heat treatment with 3 h at 1175oC, 4 h at 820oC, slow cooled (1oC/min.) down to 400oC and more 3h of heat treatment at 400oC. The magnets were magnetically characterized in superconducting coil. The results indicate that Zr promotes, in high temperature, the existence of an only Sm:TM phase, which is intermediate between 2:17 and 1:5, probably 1:7. The existence of a single phase field in high temperature is essential for the appropriate precipitation of the nanocrystalline microstructure that leads to high coercivity. In the samples with higher Zr, x= 0,04, 0,06 e 0,08, it was observed that Zr promotes the appearing of several other phases, among them one with ~16-17%at Zr and Sm-poor and Cu-poor. This phase with ~16-17%at Zr can be the Zr2Co11 mentioned as stable phase in the Zr-Co phase diagram, but here observed with partial substitution of Co by Fe.

Palavras-chave

Ímãs permanentes; SmCoFeCuZr; Tratamentos térmicos.

Permanent magnets; SmCoFeCuZr; Heat treatment.