Estudos de propriedades dos metais e ligas metálicas de terras raras: gadolínio e ítrio e suas ligas

• Ano de defesa: 1993
• Autor(a) principal: Machado, Luis Carlos Murrelli
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: gadolínio; gadolinium; ítrio; ligas metálicas; metais; metallic alloys; metals; physical properties; propriedades físicas; rare earths; terras raras; yttrium
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54134/tde-23102025-121524/

Este trabalho consiste na preparação e no estudo das propriedades das ligas de GdxY100-x, com 0 < x < 100, onde x representa a percentagem em peso, bem como de seus elementos constituintes. A preparação dessas ligas foi realizada por diversos métodos: utilização de forno de indução a vácuo, forno convencional (com encapsulamento da amostra em vácuo, em recipiente de quartzo) e, finalmente, forno a arco. Este último método mostrou-se plenamente satisfatório, ao contrário dos dois primeiros, nos quais ocorreu a formação de compostos estranhos identificados, por técnicas analíticas, como carbetos e silicatos dos metais componentes. Foram obtidas 11 ligas utilizando o forno a arco, sendo todas analisadas e caracterizadas por difração de raios X, espectrometria de emissão atômica com plasma indutivo (ICP-AES), fluorescência de raios X e ressonância paramagnética de elétrons (EPR). Como resultado, foi detectada, como impureza, a presença de dez outros metais de terras raras, além de tungstênio (W) proveniente do eletrodo utilizado no método preparativo. As concentrações dessas impurezas foram inferiores a 15 ppm, com exceção do lutécio (Lu), presente em 50 ppm. O método de preparação utilizado mostrou-se uma alternativa favorável ao que emprega levitação eletromagnética em forno de indução, como comprovado pela análise comparativa entre ligas obtidas pelos dois sistemas. Os resultados das medidas de difração de raios X das ligas estudadas foram analisados pelo programa DICVOL, que permite o cálculo dos parâmetros de rede, do volume da célula unitária, dos índices de Miller e a determinação do sistema cristalino. Os dados de difração de raios X e os resultados das análises obtidos por ICP-AES foram combinados para a construção de curvas relacionando os parâmetros de rede, densidade, volume molar, volume da célula unitária e sua razão c/a em função da concentração de Gd ou Y nas amostras. Os resultados deste estudo mostram que as ligas de GdY, no intervalo 20 < x < 40, apresentam anomalias estruturais à temperatura ambiente, com possíveis repercussões nas propriedades magnéticas, conforme indicado pelas medidas de EPR. A aplicação das técnicas analíticas utilizadas neste trabalho, juntamente com a caracterização das ligas por difração de raios X, resultou em parâmetros de rede mais precisos do que aqueles disponíveis na literatura, particularmente os publicados por Spedding. A curva que relaciona a variação da densidade determinada por raios X com a concentração de um dos componentes das ligas (Gd ou Y) constitui um método analítico simples e de alta precisão (0,01%) para a análise composicional dessas ligas.