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CARACTERIZAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E ELÉTRICAS DE MATERIAIS COMPÓSITOS MAGNÉTICOS MACIOS
Última alteração: 12-09-2017
Resumo
Este trabalho apresenta os resultados da caracterização das propriedades mecânicas e elétricas de materiais compósitos magnéticos macios (soft magnetic composite – SMC). Os compósitos magnéticos macios são materiais produzidos por compactação de pó de ferro misturado nas devidas proporções a um material dielétrico, que confere isolação elétrica aos grãos de ferro. São materiais adequados para a construção de núcleos de dispositivos eletromagnéticos submetidos a campos magnéticos variáveis, pois reduzem as perdas magnéticas. A proposta deste trabalho é determinar as principais propriedades mecânicas e elétricas dos compósitos magnéticos macios produzidos na Universidade Luterana do Brasil. Como objetivos específicos, tem-se a determinação da dureza, da resistividade elétrica e da densidade volumétrica das amostras de SMC. A produção das amostras de SMC envolveu as seguintes etapas: obtenção do pó de ferro de elevada pureza, mistura do pó com uma resina dielétrica fenólica e com um lubrificante, colocação da mistura de pó de ferro em uma matriz, compactação do pó através de uma prensa hidráulica e cura térmica. Foram produzidas amostras sob pressões de 400 MPa e 600 MPa, com teores em massa da resina fenólica iguais a 1%, 3% e 5%. Após a cura térmica, ensaios foram realizados para a determinação da dureza, da resistividade elétrica e da densidade das amostras produzidas. A dureza foi medida através de um durômetro. A densidade foi determinada com o auxílio de uma balança. A resistividade foi determinada através de medições de resistência elétrica por meio de um miliohmímetro. A densidade das amostras de SMC compactadas a 400 MPa variou entre 5,7 g /cm3 (5% de dielétrico) e 6,2 g /cm3 (1% de dielétrico). Para amostras compactadas a 600 MPa, os valores resultaram entre 5,8 g /cm3 (5% de dielétrico) e 6,6 g /cm3 (1% de dielétrico). Com relação à resistividade, foram obtidos valores entre 0,0057 Wm (1% de dielétrico) e 0,0351 Wm (5% de dielétrico) para amostras de SMC compactadas a 400 MPa. Para amostras compactadas a 600 MPa, os valores ficaram entre 0,0050 Wm (1% de dielétrico) e 0,0195 Wm (5% de dielétrico). Esses valores são muito superiores à resistividade de aços laminados tradicionalmente utilizados na construção de dispositivos eletromagnéticos que operam em corrente alternada. Amostras contendo apenas pó de ferro, compactadas a 400 MPa apresentaram resistividade média igual a 0,0012 Ωm. A adição de resina fenólica aumentou a resistividade das amostras produzidas, conforme esperado. Quanto maior o teor de resina fenólica, maior será a resistividade do material produzido. A compactação com pressão de 400 MPa produz amostras de maior resistividade e menor densidade em relação às amostras compactadas a 600 MPa. Todavia, há um espaçamento maior entre os grãos ferro, ocupado pelo material dielétrico e pelo ar. Isto reduz a permeabilidade magnética do material produzido.
Palavras-chave
Compósitos Magnéticos Macios, Resistividade, Densidade, Dielétrico.
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