Propriedades estruturais e magnéticas da liga Fe50Mn25Ga25.

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dc.contributor.advisor1Takeuchi, Armando Yoshihaki
dc.contributor.authorAndrez, Jhone Ramsay
dc.contributor.referee1Scopel, Wanderlã Luis
dc.contributor.referee2Cunha, Alfredo Gonçalves
dc.contributor.referee3Proveti, José Rafael Cápua
dc.contributor.referee4Garcia, Flávio
dc.date.accessioned2018-08-01T21:59:49Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T21:59:49Z
dc.date.issued2017-02-23
dc.description.abstractIn this work we investigated the magneto-structural properties of ????2????????, Heusler alloys. prepared by melting and then heat treated, which was subsequently subjected to cold-work processes for manufacture in the form of powder and ribbon, where changes in properties due to these cold-work were also investigated (with and without heat treatment). The analysis techniques used were X-ray diffraction, measurements of ???? magnetization as a function of applied field [??(??)] and temperature [??(??)] and also zero-field Mössbauer spectroscopy. The structural characterization indicate stabilization of a ??12 - type structure and no structural phase transformation in the studied temperature range. From the magnetic point of view, the analysis of the results suggest that while Mn atomic magnetic moments order magnetically well above 300 ??, the Fe-sublattice ordering below 300 ??, when it couples antiparallel to the Mn-sublattice, making the magnetism at lower temperatures more complex. Mechanical cold-work induces grain refinement and internal stress enhancement in the ??12 - type structure favoring antisite disorder. The present results have proof that the Fe2MnGa has its magnetic properties strongly sensitive to atomic disorder in the ??12 structure, resulting from cold-work processes. The chemical disorder favors competitions between antiferro and ferromagnetic interactions and, consequently, leading to a frustrated magnetic state when Fe and Mn subtallices ordered magnetically. Due to the chemical disorder intrinsically found in as-prepared sample or enhanced in annealed cold-work materials, we have shown (i) metamagnetic transition from antiparallel ???? and ???? coupling to a noncollinear-like magnetic state when applied field strenght is increased and (ii) a wasp-waisted magnetic loop character (measured in annealed materials) as consequence of frustration in magnetic interactions between misplaced ???? and ???? neighbors. We also demonstrated that even under similar experimental annealing conditions, the chemical disorders in as-prepared, ribbon and powder samples of the samebatch are different, producing distinct magnetic properties of the final product. Large vertical (magnetization-axis) and horizontal (field-axis) magnetization loop shifts are observed in field cooling process, and these effects may be associated with magnetic frustrated state that occurs by interaction of the two sublattices.
dc.description.resumoNeste trabalho, nós investigamos as propriedades estruturais e magnéticas da liga Heusler 𝐹𝑒2𝑀𝑛𝐺𝑎, preparada por fusão a arco voltaico, que posteriormente foi submetida a esforços mecânicos para fabricação na forma de pó e fita, onde a mudanças nas propriedades devido à estes esforços também foram investigadas (com e sem tratamento térmico). As técnicas de análise utilizadas foram difratometria de raios-X, medidas de magnetização 𝐷𝐶 em função do campo aplicado [𝑀(𝐻)] e da temperatura [𝑀(𝑇)], e também a técnica local de Espectroscopia Mössbauer com campo externo nulo. A caracterização estrutural indica que a liga 𝐹𝑒2𝑀𝑛𝐺𝑎 se estabiliza na estrutura 𝐿12, e não há indícios de transformação de fase martensítica na faixa de temperatura estudada. Do ponto de vista magnético, a análise dos resultados sugerem que, enquanto os momentos magnéticos dos átomos de 𝑀𝑛 se ordenam acima de 300 𝐾, os momentos magnéticos dos átomos de 𝐹𝑒 se ordenam abaixo de 300 𝐾, se acoplando de forma antiparalela com a sub-rede de 𝑀𝑛, tornando o magnetismo em baixas temperaturas mais complexo. O esforço mecânico sobre a liga induz redução do tamanho de grão e aumento das tensões internas na estrutura 𝐿12, favorecendo desordens químicas. Os resultados mostram que a liga 𝐹𝑒2𝑀𝑛𝐺𝑎 tem suas propriedades magnéticas muito sensíveis aos processos de fabricação e ao grau das desordens atômicas na estrutura 𝐿12. Os resultados mostram que os esforços mecânicos favorecem estas desordens. As desordens químicas favorecem competições entre interações antiferromagnéticas e ferromagnéticas, que consequentemente leva a um estado magnético frustrado quando as sub-redes de 𝐹𝑒 e 𝑀𝑛 se ordenam magneticamente. Devido as desordens químicas intrinsicamente encontradas na fabricação das amostras e o aumento no grau dessas desordens quando as amostras são submetidas a esforços mecânicos, mostramos que: (𝑖) a transição metamagnética do acoplamento antiparalelo dos átomos de 𝐹𝑒 e 𝑀𝑛 para um estado magnético não colinear quando a intensidade do campo magnético é aumentada (curva em forma de 𝑆) e (𝑖𝑖) a característica do loop em forma de vespa (wasp-waisted magnetic loop) é consequência da frustração das interações magnéticas entre os átomos de 𝐹𝑒 e 𝑀𝑛 vizinhos. Nós também mostramos que mesmo em semelhantes condições experimentais de tratamento térmico, as desordens químicas na liga preparada, na fita e no pó são diferentes, produzindo propriedades magnéticas distintas no produto final. Deslocamento vertical (eixo de magnetização) e horizontal (eixo do campo magnético) são observados nas curvas de magnetização em função do campo aplicado (𝑀(𝐻)) no processo field cooling, e esse efeito pode estar associado com um estado magneticamente frustrado que ocorre devido a interação de duas sub-redes magnéticas.
dc.formatText
dc.identifier.citationANDREZ, Jhone Ramsay. Propriedades estruturais e magnéticas da liga Fe50Mn25Ga25. 2017. 110 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Exatas, Vitória, 2017.
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/7380
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subjectLiga Heuslerpor
dc.subjectMagnetismopor
dc.subjectMatéria Condensadapor
dc.subject.cnpqFísica
dc.subject.udc53
dc.titlePropriedades estruturais e magnéticas da liga Fe50Mn25Ga25.
dc.typedoctoralThesis
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