Estudo sobre a Síntese de Nanopartículas de Óxido de Zinco Voltadas ao Revestimento de Partículas Ferromagnéticas em Compósitos Magnéticos Moles de Dupla Camada

Abstract

Existe uma crescente demanda pelo desenvolvimento de motores elétricos com maior eficiência, em busca de soluções mais ambientalmente amigáveis e diminuição do consumo energético. No que consta à ciência de materiais está o desenvolvimento de compósitos magnéticos moles (SMCs), que podem aumentar o fluxo magnético gerado por bobinas nas estruturas de motores e que possuem melhor desempenho que as tradicionais chapas de aço elétrico em altas frequências, além de exibir propriedades isotrópicas, possibilitando novos conceitos de design e miniaturização de componentes. O Laboratório de Materiais do Departamento de Engenharia Mecânica da UFSC (LabMat) vem pesquisando ao longo dos últimos 7 anos SMCs de partículas de ferro isoladas eletricamente, contando com desenvolvimentos que incluem revestimentos sequenciais com nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) e fase vítrea baseada em óxido de boro. Estes compósitos mostraram uma relação sinérgica e potencial de otimização, exigindo mais maturidade da técnica de síntese das nanopartículas de ZnO por precipitação. Com isto, estudou-se a influência dos parâmetros de síntese de nanopartículas de ZnO na morfologia e distribuição de tamanho de partículas (DTP), para estabelecer uma relação entre parâmetros e resultados quantitativos e obter produtos que possibilitem extrair o melhor desempenho possível de SMCs dupla camada. Foi realizado um planejamento de experimentos com 8 fatores e 12 experimentos tipo Plackett-Burmann, variando tempo de mistura, síntese e adição de reagentes, velocidades de rotação de misturador durante síntese e etapa de mistura, temperatura da solução e razão da concentração das soluções de reagentes. As variações nos valores de tamanho de partícula e características qualitativas da morfologia foram analisadas via microscopia eletrônica de varredura e diâmetro hidrodinâmico via laser. Obteve-se grande variação na morfologia e tamanho de partícula. Foi discutida a relação entre esses fatores para determinar a amostra mais promissora.