SOLICITAÇÃO DE DEFESA DE MESTRADO

SOLICITAÇÃO DE DEFESA DE MESTRADO

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Para solicitar a sua defesa, o aluno de Mestrado deverá apresentar na secretaria do PGMAT a comprovação de ao menos I - um artigo submetido em periódico indexado, ou

II – um pedido de depósito de patente, ou

III – uma participação em evento científico ou tecnológico com apresentação de trabalho.

O artigo, a patente ou o trabalho a que se refere o, deste Artigo deverá ter a coautoria do orientador e estar vinculado ao tema de Dissertação.

Nome do (a) Aluno (a): Marina Silveira Tagliari Hoffmann E-mail. marinasthoffmann@gmail.com

Orientador (a): Paulo Antônio Pereira Wendhausen Coorientador (a): -

Data da defesa: 26 de Fevereiro de 2021 Ex: 07 de agosto de 2019

Horário: 09:00 Local: Videoconferência

ATENÇÃO: Informe o título preferencialmente em letras minúsculas Título: Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B Nº de páginas: 82 Área de Concentração: Metais

Titulação e nome completo dos membros da banca Sigla da Instituição

Prof. Dr. Paulo Antônio Pereira Wendhausen EMC/UFSC

E-mail. paulo.wendhausen@ufsc.br

Dr. Tiago Staudt Nidec Global Appliance

E-mail. tiago.staudt@nidec-ga.com

Prof. Dr. Fernando José Gomes Landgraf USP

E-mail. f.landgraf@usp.br

Prof. Dr. Leonardo Ulian Lopes UFSC

E-mail.leonardo.ulian@ufsc.br

Prof. Dr. Fábio Antônio Xavier UFSC

E-mail. f.xavier@ufsc.br

RESUMO

A crescente demanda tecnológica por dispositivos mais leves e miniaturizados põe os ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B como excelentes candidatos frente a seus concorrentes ímãs de ferrites sinterizados. Os primeiros apresentam produto-energia máximo muito superior ao de seus concorrentes e inúmeras possibilidades de fabricação de ímãs em seu formato final. Entretanto, a crescente utilização destes ímãs em dispositivos elétricos tem trazido à tona a questão da estabilidade térmica destes ímãs e a ocorrência de alterações nos valores de polarização durante a vida útil destes dispositivos. O comportamento magnético deste ímã frente a exposição em temperatura durante longos períodos de tempo é pouco conhecido, acarretando em dificuldades na seleção de materiais adequados para a aplicação destes ímãs à temperaturas elevadas. Neste trabalho, o comportamento da propriedade da polarização magnética (JA) para tempos prolongados de exposição de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B à temperatura é estudado, de modo a aplicar um modelo matemático que permite prever esse comportamento. Para tal, foram utilizadas três classes distintas de ímãs, de forma a discorrer comparativamente sobre a estabilidade magnética das mesmas. Ímãs fabricados a partir de três classes distintas (MP1, MP2 e MP3) foram testados em ciclos de envelhecimento de 95 e 150 °C durante 1000 horas. As classes denominadas MP2 e MP3 utilizam Co (15,4% em massa) e Nb (1,8% em massa), respectivamente, em suas composições. Além disso, a superfície de suas partículas foi passivada durante o processo de produção da liga. Já a MP1 utiliza 1,8% de Co em sua composição. A JA foi apurada a partir de uma bobina de Helmholtz em diversos momentos ao longo dos ciclos. A predição dos valores desta propriedade foi realizada através de regressão linear para os tempos de 1 ano, 3 anos, 5 anos e 10 anos. Os dados estatísticos gerados pelas regressões demonstram a validade estatística destas previsões, que estimam valor de redução de JA após 10 anos em 2,8% (MP3) a 12,3% (MP1) para o ciclo de envelhecimento C1 (150

°C). A utilização de elementos de liga como Nb e Co e a superfície passivada da partícula (MP2 e MP3) mostram-se vantajosas para estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B pela minimização das perdas permanentes ocorridas devido a processos de degradação do ímã, que equivale a 61% das perdas totais para MP1 frente a 32% para MP3.

Palavra Chave: Ímãs compósitos. Nd-Fe-B. Envelhecimento. Estabilidade térmica.

ABSTRACT

The growing technological demand for lighter and miniaturized devices brings bonded magnets based on Nd-

Fe-B as an excellent alternative to their competitors, the sintered ferrite magnets. The former having a much

higher maximum energy product than the latter, and countless possibilities for manufacturing magnets near

net shape. However, the growing utilization of this class of magnets in electronic devices brings to question

its thermal stability and the changes on its polarization value during the devices’ life cycle. The magnetic

behavior of this magnet when exposed to temperature through long periods of time is yet little known,

leading to challenges on the selection of adequate materials when this magnet is applied to high temperature

situations. In this work, the behavior of the magnetic polarization (JA) property during long exposition of

bonded magnets based on Nd-Fe-B to high temperature will be studied, so that a mathematical model that

allows to predict this behavior can be applied. For that purpose, three distinct classes of magnets were used,

so that their magnetic stability can be compared. Magnets made of three distinct classes (MP1, MP2, and

MP3) were tested in aging cycles of 95 °C and 105 °C for 1000 hours. The classes named MP2 and MP3

utilize Co (15.4% wt) and Nb (1.8% wt), respectively, in their compositions. Furthermore, the surface of the

particles in both these classes were passivated during the manufacturing of the alloy. The class MP1 utilizes

1.8% Co in mass in its composition. The JA was measured with a Helmholtz coil in several different

moments throughout the cycles. The prediction of this property’s value was made using linear regression for

life cycles of 1 year, 3 years, 5 years, and 10 years. The statistical data created by the linear regressions

proves the statistical validity of these forecasts, which estimates a reduction of JA after 10 years between

2.8% (MP3) to 12.3% (MP1) for the aging cycle C1 (150 °C). The use of alloying elements such as Nb and Co and the passivated surface of the particles (MP2 and MP3) are shown advantageous for bonded magnets based on Nd-Fe-B by reducing the permanent losses due to degradation processes of the magnet, which correspond to 61% of the total losses for MP1 compared to 32% for MP3.

Keyword: Bonded Magnets. Nd-Fe-B. Aging. Thermal Stability.

____________________________________________________________________

Assinatura - Orientador (a): Prof. Dr. Paulo Antônio Pereira Wendhausen

CERTIFICADO

Certifico para os devidos fins que no dia 26 de Fevereiro de 2021, o (a) Prof. Dr. Paulo Antônio Pereira Wendhausen participou como presidente na banca examinadora de Defesa de Dissertação de Mestrado do aluno(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, com o título:

Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B

A banca examinadora foi designada pelo coordenador através da Portaria nº __ de 26 de Fevereiro de 2021

.

Florianópolis,

Prof. Dr. João Batista Rodrigues Neto

Coordenador do PGMAT

CERTIFICADO

Certifico para os devidos fins que no dia 26 de Fevereiro de 2021, o (a) Dr. Tiago Staudt participou como membro titular na banca examinadora de Defesa de Dissertação de Mestrado do aluno(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, com o título: Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B

A banca examinadora foi designada pelo coordenador através da Portaria nº __ de 26 de Fevereiro de 2021,

Florianópolis,

Prof. Dr. João Batista Rodrigues Neto

Coordenador do PGMAT

CERTIFICADO

Certifico para os devidos fins que no dia 26 de Fevereiro de 2021 o (a) Prof. Dr. Fernando José Gomes Landgraf participou como membro titular na banca examinadora de Defesa Dissertação de Mestrado do aluno(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, com o título: Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B

A banca examinadora foi designada pelo coordenador através da Portaria nº __ de 26 de Fevereiro de 2021,

Florianópolis,

Prof. Dr. João Batista Rodrigues Neto

Coordenador do PGMAT

CERTIFICADO

Certifico para os devidos fins que no dia 26 de Fevereiro de 2021, o (a) Prof. Dr. Leonardo Ulian Lopesparticipou como membro suplente na banca examinadora de Defesa Dissertação de Mestrado do aluno(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, com o título: Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B

A banca examinadora foi designada pelo coordenador através da Portaria nº __ de 26 de Fevereiro de 2021,

.

Florianópolis,

Prof. Dr. João Batista Rodrigues Neto

Coordenador do PGMAT

CERTIFICADO

Certifico para os devidos fins que no dia 26 de Fevereiro de 2021, o (a) Prof. Dr. Fábio Antônio Xavierparticipou como membro suplente na banca examinadora de Defesa Dissertação de Mestrado do aluno(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Santa Catarina, com o título: Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B

A banca examinadora foi designada pelo coordenador através da Portaria nº __ de 26 de Fevereiro de 2021,

Florianópolis,

Prof. Dr. João Batista Rodrigues Neto

Coordenador do PGMAT

Portaria N

/PGMAT/ de 2020.

O Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, no uso de suas atribuições conferidas pela resolução normativa n°. 95/CUn/2017, de 04 de abril de 2017 e pelo Regimento Interno do Programa.

RESOLVE

DESIGNAR

Sob a presidência do primeiro, para compor a Banca Examinadora de Defesa Dissertação de Mestrado do(a) aluno(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, da Universidade Federal de Santa Catarina, Em, 26 de Fevereiro de 2021, às 09:00 horas com o titulo: Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B, no Videoconferência.

MEMBROS EFETIVOS:

Prof. Dr. Paulo Antônio Pereira Wendhausen - EMC/UFSC - Presidente (a) / Orientador(a)

Dr. Tiago Staudt - Nidec Global Appliance Prof. Dr. Fernando José Gomes Landgraf - USP MEMBROS SUPLENTES:

Prof. Dr. Leonardo Ulian Lopes- UFSC Prof. Dr. Fábio Antônio Xavier- UFSC

Prof. Dr. João Batista Rodrigues Neto

Coordenador do PGMAT

Ata da XXX

Sessão da Defesa Dissertação de Mestrado do Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da universidade Federal de Santa Catarina, sendo candidato(a) o(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann. A banca Examinadora instituída pela Portaria nº XXX/PGMAT/2020 é composta pelos seguintes professores: Prof. Dr. Paulo Antônio Pereira Wendhausen - EMC/UFSC - Presidente/Orientador, Dr. Tiago Staudt - Nidec Global Appliance - Membro Externo, Prof. Dr. Fernando José Gomes Landgraf - USP - Membro, Prof. Dr. Leonardo Ulian Lopes - UFSC - Suplente, Prof. Dr.

Fábio Antônio Xavier- UFSC - Suplente. A sessão pública de defesa, realizada no dia 26 de Fevereiro de 2021, as 09:00 horas, no Videoconferência, foi aberta pelo presidente da banca que após breves palavras, cumprimentou os presentes e apresentar o(a) aluno(a) e os membros da banca examinadora, fez uma breve explanação sobre a natureza do trabalho que tem como título: Estabilidade térmica de ímãs compósitos à base de Nd-Fe-B, passou a palavra ao(a) Aluno(a) para que este(a) em _____minutos, apresentasse seu trabalho. O(A) Aluno(a) foi então argüido(a) pelos integrantes da banca examinadora. Após as arguições foi dada oportunidade aos presentes para apresentarem perguntas ao(a) Aluno(a). Em seguida a banca examinadora, reunida em caráter sigiloso, emitiu o seguinte parecer:

➢ Aprovada ( ) prazo até 30 dias (trinta dias).

➢ Aprovada com modificações ( ) prazo até 60 dias (sessenta dias)

➢ Aprovada condicionada a modificações substanciais ( ) prazo até 90 dias (noventa dias)

➢ Reprovado ( )

O(A) Aluno(a) aprovado(a) deverá efetivar as alterações sugeridas pela banca e apresentar o trabalho em sua redação definitiva recomendando a concessão de grau de Mestre(a) em Ciência e Engenharia de Materiais, na área de Metais, ao(a) aluno(a) Marina Silveira Tagliari Hoffmann. Uma vez atendidos os requisitos solicitados pela banca examinadora. Nada mais havendo a tratar, a sessão foi encerrada às ___

horas e ____ minutos, dela sendo, lavrada a presente ata que uma vez aprovada, é assinada por todos os membros da banca examinadora, pelo orientador e pelo(a) aluno(a), e será arquivada na secretaria do programa.

Banca Examinadora

REQUISITOS - SESSÃO N

XXX DOUTORANDO(A)

TÍTULO DA DISSERTAÇÃO

Reescrever todo o trabalho Reescrever o(s) capítulo(s)

Redigitar as equações ao longo do texto

Apresentar de forma mais clara os objetivos do trabalho

Corrigir erros ortográficos e de expressão assinalados nas cópias entregues à Banca Complementar o capítulo de conclusões

Apresentar listagem de figuras e tabelas Apresentar o sumário em inglês

Passar para anexos os seguintes assuntos:

Melhorar a apresentação das figuras e tabelas Paginar as folhas

Uniformizar as unidades utilizadas, usando o sistema SI Melhorar a citação bibliográfica ao longo do texto

Adequar as referências às normas Outros requisitos:

Banca Examinadora