Estudo da Utilização de Nanopartículas de Óxido de Nióbio e Óxido de Boro Aplicados em Compósitos Magnéticos Moles

Abstract

À medida que a demanda energética mundial cresce, aprimorar a eficiência energética se torna cada vez mais importante para manter o impacto econômico e global. A busca de tecnologias para atender essa necessidade tem foco principalmente em motores, que consomem de 43 a 46% da energia elétrica global e quase 70% do consumo industrial. Uma maneira de tornar os dispositivos mais eficientes, com custo competitivo, é alterar o material usado. Nesse sentido, o uso de materiais compósitos magnéticos moles (SMCs) é uma boa opção para otimizar a eficiência de um dispositivo com um custo competitivo. Tendo isso em vista, os SMCs são materiais com alta resistência elétrica, aplicáveis tanto para média e alta frequência quanto para baixas frequências em projetos especiais. Uma solução desenvolvida pelo Laboratório de Materiais da UFSC (LabMat) é o SMC de dupla camada, composto de nanopartículas de óxido e um composto vítreo. Estes materiais têm resultados promissores próximos aos de SMCs comerciais, apresentando um grande potencial para otimização. A proposta deste trabalho é melhorar a performance do SMC de dupla camada com o uso de nanopartículas de Nb2O5 de tamanho médio inferior a 200 nm em suspensão aquosa com alta estabilidade e fase vítrea (óxido de boro ou silicato de potássio). Além disso, busca-se otimizar os parâmetros de processo do recobrimento do pó de ferro e o processamento das amostras, reduzindo a espessura da camada isolante. O novo SMC de dupla camada produzido foi avaliado utilizando dispositivos de medição de propriedades elétricas e magnéticas desenvolvidas no laboratório por conta de problemas técnicos ocorridos na bancada comercial. Algumas condições de processamento de amostras foram selecionadas como as mais promissoras, de acordo com as avaliações preliminares. No entanto, até agora não foi possível executar as medições de precisão uma vez que não foi possível realizar a manutenção da bancada de teste de medições magnéticas.