Adequação de homogeneidade e ajuste de parâmetros no reator de plasma excitado por microondas de modo a otimizar a produção de intersticiais Sm2Fe17Nx(x=3)

Abstract

A inserção de átomos de nitrogênio, hidrogênio ou carbono nos intersticiais da liga Sm2Fe17 promove sensíveis melhorias em suas propriedades magnéticas, sendo a fase Sm2Fe17Nx de grande interesse na indústria de materiais magnéticos de alto desempenho. Geralmente, a modificação intersticial é realizada através de reação gás-sólido em reator de volume constante ou sob fluxo gasoso. Devido à morosa difusão dos átomos nos intersticiais da liga, o processamento através da reação gás-sólido requer tempos da ordem de dezenas de horas, o que torna o processo economicamente pouco competitivo em escala comercial. Trabalhos anteriores em nosso grupo de pesquisa demonstraram a viabilidade da produção do intersticial Sm2Fe17Nx na pós-descarga de plasma excitado por microondas com redução no tempo de processamento para tipicamente 1h. Porém, o sucesso na modificação intersticial via plasma está fortemente relacionado com características que, transcendendo a estequiometria, exigem refinadas condições de homogeneidade da liga base Sm2Fe17. Assim sendo, neste trabalho buscou-se um ajuste nos parâmetros do plasma (fluxos gasosos, temperatura, pressão, tempo de processamento), a fim de se obter o intersticial Sm2Fe17Nx em uma liga de procedência diversa das estudadas anteriormente em nosso grupo e com diferenciadas condições de homogeneidades. A caracterização da liga foi feita através de difratometria de raios x (DRX), microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), enquanto que as propriedades magnéticas dos intersticiais obtidos foram avaliadas através de magnetômetro de amostra vibrante (VSM).