MANGANITAS NANOESTRUTURADAS : UM ESTUDO DO EFEITO MAGNETOCALÓRICO
Nanopartícula
Nanotubo
Magnetocalórico
Manganita
Nanopartícula
Nanoestrutura
Efeito magnetocalórico
Manganite
Nanoparticle
Nanotube
Magnetocaloric
Andrade, Vivian Maria Campos Soares de | Posted on:
2015
Abstract
Desde 1950 as manganitas de valência mista têm despertado curiosidade científica de diversos pesquisadores, devido à riqueza de suas propriedades magnéticas, elétricas
e cristalográficas. Devido à observação da magnetorresistência colossal nestes materiais,
o interesse sobre eles aumentou drasticamente devido a possibilidade de sua utilização em
dispositivos de armazenamento/leitura de dados, o que requer a produção deste material
com dimensão reduzida. Além disso, o largo Efeito Magnetocalórico (EMC) das manganitas as habilita como possíveis materiais para refrigeração magnética. Dado o vasto
estudo das propriedades destes materiais na forma de volume, teremos como objetivo neste
trabalho analisar suas propriedades magnéticas na forma de nanopartícula e nanotubos.
Para isso, foram sintetizadas as manganitas Sm0,6Sr0,4MnO3, La0,6Ca0,4MnO3
e La0,6Sr0,4MnO3 na forma de nanopartícula e nanotubo através do método Sol-gel (Pechinni) e pore wetting method. Uma vez que todas as manganitas escolhidas apresentam
mesma proporção de terra-rara trivalente e alcalino terroso bivalente, a razão de Mn3+ e
Mn4+ se mantém constante. A alteração dos ocupantes do sítio A, contudo, só afetará
diretamente o grau de distorção estrutural das manganitas. Assim, serão avaliadas as
mudanças nas propriedades cristalográficas e magnéticas de acordo com a mudança de
morfologia separadamente para as estequiometrias escolhidas.
Para começarmos a formação da fase desejada utilizamos a Difração de Raios
X e re no pelo método Rietveld. Com os dados retornados pelo re no, podemos calcular
o tamanho do cristalito das partículas a partir da equação de Scherrer, onde obtivemos
valores na escala nanométrica, como desejado. Estes resultados foram confirmados através
de medidas de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) onde também foi possível
observar que o pore wetting method permite a obtenção de nanotubos com diâmetros e
comprimentos da ordem de 200 nm e 2 µm, respectivamente. Foi observado, ainda, que a
temperatura de tratamento influencia fortemente no diâmetro médio de partícula obtido.
Para o La0,6Ca0,4MnO3, por exemplo, o tamanho é reduzido de 223 nm para 45 nm
quando tratadas a 1000 0C e 700 0C, respectivamente.
A redução de tamanho de partícula para a escala nanométrica faz com que os
materiais apresentem novas propriedades. Os valores de temperatura de Curie, magnetização de saturação e campo coercivo para as nanopartículas e nanotubo sofrem alterações
quando comparadas com as manganitas na forma de volume. O alargamento da transição
magnética observado induz o alargamento na variação de entropia magnética (∆S), fazendo com que a faixa de temperatura de funcionamento do EMC seja maior, favorecendo,
assim, a aplicação destes materiais como refrigerantes magnéticos. O Sm0,6Sr0,4MnO3
em volume, por exemplo, tem valor de ∆Smax aproximadamente igual a 10 J/kg.K quando
variado o campo magnético de 0 para 5 T - mesmo valor obtido para o Gd que, assim
como suas ligas, é o material utilizado em protótipos de refrigeradores - porém com uma
faixa de temperatura de funcionamento em torno de 80 à 100 K. Além de observado o
alargamento da variação de temperatura da curva de ∆S para todas as amostras analisadas, as nanoestruturas de Sm0,6Sr0,4MnO3, em particular, exibem comportamento
superparamagnético interagente quando analisadas as curvas de arrot plott, magnetização
versus H/T e ajuste da curva Langevin
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DissertaçãoSubject(s)
ManganitaNanopartícula
Nanotubo
Magnetocalórico
Manganita
Nanopartícula
Nanoestrutura
Efeito magnetocalórico
Manganite
Nanoparticle
Nanotube
Magnetocaloric
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