p Os materiais magnéticos estão por toda parte - nos motores, turbinas eólicas, dispositivos eletrônicos e refrigeradores - portanto, materiais com melhores propriedades magnéticas são altamente desejáveis. Os pesquisadores da TU Delft, Biswanath Dutta e Fritz Körmann, do departamento de Ciência e Engenharia de Materiais, revelaram um mecanismo para melhorar as propriedades magnéticas de uma classe relativamente nova de ligas multicomponentes conhecidas como HEAs. O trabalho deles é publicado esta semana em Materiais Funcionais Avançados . p Ligas de alta entropia (HEAs) foram propostas pela primeira vez há cerca de 15 anos e, desde então, têm despertado muito interesse na comunidade da ciência de materiais por causa de sua excelente qualidade física, propriedades mecânicas e funcionais, por ex. maior força, propriedades magnéticas promissoras, e melhor resistência à ferrugem e corrosão. “O foco deste projeto foi encontrar novos mecanismos com os quais pudéssemos melhorar as propriedades magnéticas de um HEA, "diz Dutta." E para fazer isso, você tem que brincar com a química, então mude a composição da liga. "

p Ao contrário das ligas tradicionais, que geralmente consiste em um componente principal com uma pequena quantidade de outro elemento adicionado, e. aço, que é uma liga de ferro misturada com 1% de carbono, HEAs consistem em cinco ou mais elementos em proporções mais ou menos iguais. Neste estudo, a equipe brincou com a composição de um FeCoNiMnCu HEA, que contém ferro, cobalto, níquel, manganês e cobre. "Nossos colegas do Max-Planck-Institut für Eisenforschung na Alemanha aqueceram este material a uma determinada temperatura fixa por diferentes períodos de tempo, "diz Dutta." E eles notaram duas coisas:uma era que o aquecimento do HEA por 240 horas melhorava suas propriedades magnéticas. E dois, que dentro do material, os diferentes elementos foram segregados em diferentes regiões dentro da liga. "

p Usando essas informações, Dutta fez simulações teóricas e finalmente conseguiu explicar por quê, após aquecimento prolongado, você obtém propriedades magnéticas aprimoradas:"O cobre não gosta de fazer uma mistura homogênea sólida com os outros elementos e, portanto, quanto mais você aquece a amostra, quanto mais o cobre tenta se separar dos outros quatro elementos, levando a diferentes regiões com diferentes composições, por exemplo, uma região rica em ferro-cobalto e uma região rica em cobre. "Essas diferentes regiões têm volumes desiguais, causando o que é conhecido como tensão de coerência entre um volume maior e um menor." E se uma dessas regiões é particularmente importante para as propriedades magnéticas, uma expansão de volume pode melhorar essas propriedades magnéticas. "

p Então, na verdade, existem dois mecanismos em ação aqui:um é a formação de duas regiões com composições químicas diferentes - um fenômeno conhecido tecnicamente como decomposição espinodal - e o outro fator é a diferença resultante no volume e, portanto, tensão de coerência entre as diferentes regiões.

p Com uma melhor compreensão desses mecanismos, os pesquisadores podem começar a investigar outros HEAs magnéticos e ligas de multicomponentes para determinar se esse mesmo comportamento ocorre causando uma melhoria em suas propriedades magnéticas. "Este conceito de tentar melhorar as propriedades magnéticas por meio da decomposição espinodal é muito novo, "diz Dutta, "E esses novos mecanismos nos ajudarão a encontrar um novo material magnético para uso potencial em, por exemplo, sistemas de refrigeração baseados menos em gases e mais em materiais magnéticos de estado sólido que serão muito mais ecológicos. "