Estudo de magnetostricção por interferometria de Speckle


Abstract

Nesta tese é realizado um estudo da magnetostricção de materiais magnéticos por interferometria de Speckle. Na primeira parte, recolhem-se os fundamentos teóricos do fenómeno do speckle e as técnicas experimentais aplicadas no desenvolvimento deste trabalho. Na segunda parte, são analisadas as bases teóricas da magnetostricção, aplicando a fotografia de manchas na determinação da magnetostricção em saturação. A aplicabilidade do método é estudada através da caracterização de amostras de níquel. Em terceiro lugar, a dependência das propriedades elásticas da magnetização é analisada utilizando um sistema heterodinâmico interferométrico. São determinados o módulo de jovens, o módulo de cisalhamento e o módulo de compressibilidade. As amostras utilizadas são barras finas e fios de níquel no campo magnético de um solenóide. Para as medições dos módulos dos Young, são seguidos três métodos experimentais baseados na obtenção das eigenfrequências longitudinais e transversais e da frequência de ressonância longitudinal quando as barras são sujeitas a vibrações forçadas. Os resultados obtidos com os três métodos foram comparados, verificando a validade dos modelos utilizados. É aplicado um método que permite na mesma experiência a avaliação do módulo de cisalhamento e do módulo de Young em função do campo magnético. A metodologia seguida baseia-se na detecção conjunta do espectro associado à vibração transversal e de torção. A partir do módulo elástico e do módulo de cisalhamento, medido simultaneamente, foi estudada a constância do módulo de compressibilidade como função da magnetização. Na quarta parte, a influência do tratamento térmico nas propriedades do níquel é estudada através da determinação da variação do módulo elástico a partir da análise da vibração longitudinal livre da amostra. Foram aplicados tratamentos a diferentes temperaturas, tempos de residência no forno e velocidades de faceamento. O tamanho do grão antes e depois do tratamento também foi analisado para avaliar a sua influência nas propriedades elásticas. Finalmente, a fricção interna é estudada através da análise do amortecimento das vibrações longitudinais. Tem sido utilizada uma metodologia dupla baseada em vibrações livres e forçadas. A dependência do amortecimento do campo magnético aplicado é também determinada.

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