| Resumo: |
Este
trabalho foi desenvolvido com o objetivo de projetar e construir um
sensor de campo magnético fundamentado no princípio da interação entre
os ordenamentos magnético e elétrico da matéria, comumente denominado
Efeito Magnetoelétrico. Para tanto, foi realizada a sinterização e
determinação das propriedades físicas dos materiais que constituem
esses sensores. Como material magnetostritivo foi utilizada uma liga
metálica com estrutura Heusler (NixMnyGaz) e composição química próxima
à do composto Ni2MnGa. Como material piezelétrico foram utilizadas
cerâmicas ferroelétricas de PbZr0,53Ti0,47O3 + 1 wt% Nb (PZT-5A) e
cerâmicas multiferroicas de (0,6)BiFeO3-(0,4)PbTiO3 + 5 wt% La
(BFPT-5L). As caracterizações realizadas revelam que a liga NixMnyGaz
apresenta deformação mecânica induzida por campo magnético à
temperatura ambiente, enquanto a cerâmica ferroelétrica de PZT-5A
possuí efeito magnetoelétrico extrínseco de 1,4 V/cm.Oe. A
cerâmica multiferroica de BFPT-5L, por sua vez, apresenta uma
sobreposição dos efeitos magnetoelétricos extrínseco e intrínseco, que
resulta em um efeito magnetoelétrico de 7,5 V/cmOe. Três compósitos
laminares foram montados (dois com NixMnyGaz e PZT-5A, e um com
NixMnyGaz e BFPT-5L), e as suas propriedades magnetoelétricas foram
investigadas com o objetivo de verificar suas potencialidades na
construção de sensores de campo magnético magnetoelétricos. Os
compósitos laminares NixMnyGaz/PZT-5A apresentam um efeito
magnetoelétrico extrínseco maior que o do compósito laminar
NixMnyGaz/BFPT-5L. Contudo, o compósito laminar NixMnyGaz/BFPT-5L
apresenta um comportamento diferente daqueles compósitos construídos
com PZT-5A devido à sobreposição dos efeitos magnetoelétricos
intrínseco e extrínseco observados na cerâmica de BFPT-5L. Por fim, o
compósito laminar NixMnyGaz/PZT-5A foi utilizado na construção de um
sensor magnetoelétrico multifuncional. Construiu-se, então, um
dispositivo capaz de determinar campos magnéticos contínuos em um
intervalo de campos magnéticos que se estende desde 78 mOe até
10 kOe. Tal dispositivo apresentou um tempo de resposta de
1,5 ms, que possibilita a detecção de campos magnéticos pulsantes
com frequências de até 667 Hz e com amplitudes similares às observadas
no modo de detecção de campos magnéticos contínuos.
Palavras chaves: Magnetoelétrico. Ligas Heusler. Sensor de campo magnético.
|
