Hysteresis in a system driven by either generalized force or displacement variables: martensitic phase transition in single-crystalline Cu-Zn-Al

We report on experiments aimed at comparing the hysteretic response of a Cu-Zn-Al single crystal undergoing a martensitic transition under strain-driven and stress-driven conditions. Strain-driven experiments were performed using a conventional tensile machine while a special device was designed to perform stress-driven experiments. Significant differences in the hysteresis loops were found. The strain-driven curves show reentrant behavior yield point which is not observed in the stress-driven case. The dissipated energy in the stress-driven curves is larger than in the strain-driven ones. Results from recently proposed models qualitatively agree with experiments.

Características químicas do solo sob algodoeiro em área que recebeu água residuária da suinocultura

A crescente geração de efluentes líquidos e o seu lançamento no meio ambiente tem-se constituído numa preocupação mundial devido aos impactos negativos gerados. O objetivo deste trabalho foi avaliar os possíveis impactos da aplicação do efluente proveniente da suinocultura, após seu tratamento, nos atributos químicos do solo, em área cultivada com algodão. O experimento foi realizado no Perímetro Irrigado Formoso, no município de Bom Jesus da Lapa, BA, em área experimental da Companhia de Desenvolvimento dos Vales do São Francisco e do Parnaíba - CODEVASF. Foram testados cinco tratamentos: MC - manejo convencional = água de "boa qualidade" + adubação química; ET100 = 100 % de efluente tratado; ET75:25 = 75 % de efluente tratado + 25 % de água boa; ET50:50 = 50 % de efluente tratado + 50 % de água boa; ET25:75 = 25 % de efluente tratado + 75 % de água boa. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com quatro repetições. Os atributos químicos do solo avaliados foram: pH, condutividade elétrica, teores de N, P, K, Ca, Mg, Na, Zn, Fe, Mn e Cu. Em geral, quanto aos atributos químicos do solo, a adoção do manejo com efluente tratado apresentou resultados semelhantes aos obtidos com o MC, favorecendo a melhoria da fertilidade do solo e constituindo-se em uma fonte alternativa de fertilização de baixo custo. O efluente tratado, independentemente do fator de diluição, também demonstrou ser uma fonte alternativa de água.

Teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni E Co em solos de referência de Pernambuco

Metais pesados formam um grupo de elementos com particularidades relevantes e de ocorrência natural no ambiente, como elementos acessórios na constituição de rochas. Esses elementos, apesar de associados à toxidez, exigem tratamento diferenciado em relação aos xenobióticos, uma vez que diversos metais possuem essencialidade (Fe, Mn, Cu, Zn e Ni) e benefício (Co) comprovados para as plantas. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi determinar os teores naturais dos metais Fe, Mn, Zn, Ni, Cu e Co nos solos de referência de Pernambuco. Foram coletadas amostras de solo nas três regiões fisiográficas (Zona da Mata, Agreste e Sertão), dos dois primeiros horizontes dos 35 solos de referência do Estado de Pernambuco. A digestão das amostras baseou-se no método 3051A (USEPA, 1998), e a determinação foi efetuada em ICP-OES. Correlações significativas foram estabelecidas entre os metais e entre estes e a fração argila do solo, em ambos os horizontes, indicando a associação comum da maioria dos metais com solos mais argilosos. A maioria dos solos apresentou teores de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co menores que os de solos de outras regiões do País, com litologia mais máfica, o que corrobora o fato de que os teores desses elementos são mais diretamente relacionados aos minerais Fe-magnesianos. Os resultados indicam baixo potencial dos solos de Pernambuco em liberar Cu, Co e Ni para plantas, enquanto deficiências de Zn, Fe e Mn são menos prováveis. Os teores naturais de Fe, Mn, Zn, Cu, Ni e Co determinados podem ser utilizados como base para definição dos Valores de Referência de Qualidade para os solos de Pernambuco, de acordo com o preconizado pela legislação nacional.

Faixas normais de nutrientes pelos métodos ChM, DRIS e CND e nível crítico pelo método de distribuição normal reduzida para laranjeira-pera

A utilização de métodos de diagnose nutricional para definição de teores ótimos e níveis críticos de nutrientes em tecidos vegetais tem se demonstrado promissora, desde que se conheçam suas limitações. Este trabalho teve como objetivo determinar as faixas normais de nutrientes para a cultura da laranjeira-pera em uma população, utilizando os métodos Chance Matemática (ChM), Sistema Integrado de Diagnose e Recomendação (DRIS) e Diagnose da Composição Nutricional (CND), além do Nível Crítico, pelo método de distribuição normal reduzida. O trabalho foi realizado no município de Bebedouro-SP, na Estação Experimental de Citricultura de Bebedouro. Utilizaram-se como base de dados teores totais de nutrientes de 50 amostras foliares e a produtividade da laranjeira-pera, oriundas de um experimento cujo fator de avaliação foram doses de calcário aplicadas superficialmente. Para o N, maior valor de ChM foi obtido pela classe 2 (23,6 a 24,7 g kg-1), com valores semelhantes aos obtidos pelo DRIS (22,1 a 24,0 g kg-1) e CND (22,1 a 23,9 g kg-1). Os valores inferiores dessas faixas normais concordam com o do nível crítico alcançado (22,7 g kg-1), sendo este muito próximo do proposto pela literatura. Para os nutrientes P, K, Mg, Zn e B, as faixas normais e os níveis críticos não se assemelharam aos descritos na literatura. Em relação aos nutrientes Ca, Fe, Mn e Cu, seus valores de faixa normal e nível crítico aproximaram-se dos recomendados, possivelmente devido à maior variação em seus teores. A utilização dos métodos propostos, em uma população, foi mais adequada quando houve maior variação nos teores dos nutrientes, além de possibilitar menor amplitude aos valores de faixas normais, quando comparados aos da faixa de terras suficientes encontrados na literatura.

Magnetoelasticity and magnetoresistance in Cu-Al-Mn shape-memory alloys

We study the effect of a magnetic field on the martensitic transition of a Cu-Al-Mn shape-memory alloy. The martensitic transition has been studied through resistance measurements under applied magnetic fields ranging from 0 to 50 kOe. Negative magnetoresistance showing an almost linear dependence with the square of the magnetization has been observed. This magnetoresistive effect is associated with the existence of small ferromagnetic Mn-clusters. Its strength and thermal dependence is different in both phases. The martensitic transition temperature is slightly increased and its spread in temperature significantly reduced upon increasing the field. These results show the existence of magnetoelastic coupling, which favors the nucleation of those martensitic variants with the easy magnetization axis aligned with the field.

State equation for shape-memory alloys. Aplication to Cu-Zn-Al

We deal with the hysteretic behavior of partial cycles in the two¿phase region associated with the martensitic transformation of shape¿memory alloys. We consider the problem from a thermodynamic point of view and adopt a local equilibrium formalism, based on the idea of thermoelastic balance, from which a formal writing follows a state equation for the material in terms of its temperature T, external applied stress ¿, and transformed volume fraction x. To describe the striking memory properties exhibited by partial transformation cycles, state variables (x,¿,T) corresponding to the current state of the system have to be supplemented with variables (x,¿,T) corresponding to points where the transformation control parameter (¿¿ and/or T) had reached a maximum or a minimum in the previous thermodynamic history of the system. We restrict our study to simple partial cycles resulting from a single maximum or minimum of the control parameter. Several common features displayed by such partial cycles and repeatedly observed in experiments lead to a set of analytic restrictions, listed explicitly in the paper, to be verified by the dissipative term of the state equation, responsible for hysteresis. Finally, using calorimetric data of thermally induced partial cycles through the martensitic transformation in a Cu¿Zn¿Al alloy, we have fitted a given functional form of the dissipative term consistent with the analytic restrictions mentioned above.

Preisach modeling of hysteresis for a pseudoelastic Cu-Zn-Al single crystal

Stress-strain trajectories associated with pseudoelastic behavior of a Cu¿19.4 Zn¿13.1 Al (at.%) single crystal at room temperature have been determined experimentally. For a constant cross-head speed the trajectories and the associated hysteresis behavior are perfectly reproducible; the trajectories exhibit memory properties, dependent only on the values of return points, where transformation direction is reverted. An adapted version of the Preisach model for hysteresis has been implemented to predict the observed trajectories, using a set of experimental first¿order reversal curves as input data. Explicit formulas have been derived giving all trajectories in terms of this data set, with no adjustable parameters. Comparison between experimental and calculated trajectories shows a much better agreement for descending than for ascending paths, an indication of a dissymmetry between the dissipation mechanisms operative in forward and reverse directions of martensitic transformation.

Aging behavior in Cu-Al-Be shape memory alloy

This article reports positron annihilation spectroscopy and calorimetric measurements of the aging behavior in a Cu¿Al¿Be shape memory alloy. An excess of single vacancies is retained in the alloy as a result of a quench. All vacancies in excess disappear after long aging time, and a migration energy EM = 1.0±0.1 eV for this process has been found to be larger than in other Cu-based shape memory alloys. The good correlation found for the concentration of vacancies and the shift in the martensitic transition temperature demonstrates that, in Cu¿Al¿Be, changes in the transition after a quench are deeply related to the excess of vacancies.

Elastic constants of the beta-Cu-Zn alloy system: A Monte Carlo study

Monte Carlo calculations of the isothermal elastic constants of the beta-CuxZn1-x alloy system as a function of the composition have been carried out. We assume the atoms interact via a two-body Morse potential function and use numerical values for the potential parameters evaluated taking into account experimental data. We find a quite good agreement between our results and the expected experimental behavior.

Comparação de métodos convencional e alternativo para determinar Cu, Fe, Mn e Zn em extratos de solos obtidos com solução de mehlich-1

Nos laboratórios brasileiros, a determinação de micronutrientes para estudos de fertilidade de solos é realizada por extração com solução de Mehlich-1 (M-1), utilizando-se uma razão solo: extrator de 1:5 m/v e posterior quantificação por espectrometria de absorção atômica (AAS). No entanto, muitos laboratórios também empregam razão solo:extrator M-1 de 1:10 m/v para determinar macronutrientes e, ou, quantificar por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES), em substituição ao AAS. Como estudos comparativos entre as concentrações de micronutrientes obtidos por esses métodos alternativos são escassos, o objetivo deste trabalho foi investigar se essas diferentes condições experimentais gerariam diferentes resultados. Os resultados foram estatisticamente tratados e revelaram que as concentrações de Fe e Mn, utilizando-se ambas as razões de solo:extrator M-1 (1:5 e 1:10 m/v) e de Zn, na razão solo:extrator M-1 de 1:10 m/v, foram estatisticamente iguais, enquanto as concentrações de Cu em ambas as razões solo:extrator M-1 e de Zn na razão solo:extrator de 1:5 m/v foram diferentes, quando as duas técnicas de quantificação (ICP OES e AAS) foram comparadas. Também, todas as concentrações de Cu, Fe, Mn e Zn obtidas utilizando razão solo:extrator M-1 de 1:5 m/v foram diferentes daquelas encontradas com a razão de 1:10 m/v, independentemente da técnica de quantificação. A maioria dessas concentrações foi maior quando se usou a razão de 1:5 m/v e alterou a classe de interpretação dos teores. Portanto, não recomenda-se o uso da razão solo:extrator de 1:5 para as extrações dos micronutrientes Cu, Fe, Mn e Zn com solução M-1 de amostras de solo.

Magnetoelasticity and magnetoresistance in Cu-Al-Mn shape-memory alloys

We study the effect of a magnetic field on the martensitic transition of a Cu-Al-Mn shape-memory alloy. The martensitic transition has been studied through resistance measurements under applied magnetic fields ranging from 0 to 50 kOe. Negative magnetoresistance showing an almost linear dependence with the square of the magnetization has been observed. This magnetoresistive effect is associated with the existence of small ferromagnetic Mn-clusters. Its strength and thermal dependence is different in both phases. The martensitic transition temperature is slightly increased and its spread in temperature significantly reduced upon increasing the field. These results show the existence of magnetoelastic coupling, which favors the nucleation of those martensitic variants with the easy magnetization axis aligned with the field.

Magnetic properties of Fe-Cu-Nb-Si-B nanocrystaliine magnetic alloys

Several ribbons of composition Fe73.5Cu1Nb 3Si16.5B6 and Fe73.5Cu1 Nb3Si13.5B9 were prepared by annealing the as-quenched samples between 525°C and 700°C; which induced nucleation of nanocrystallites of Fe bcc-type composition. Mean grain sizes were obtained from X-ray diffraction. Static magnetic properties were measured with both a Magnet Physik Hysteresis-Graph (up to 200 Oe) and a SHE SQUID magnetometer (up to 50 kOe). Soft magnetic parameters (coercive field and initial permeability) were very sensitive to grain size. The ZFC magnetization at low field showed a broad peak at a temperature TM, thus signalling a certain distribution of nanocrystalline sizes, and TM strongly decreased when the mean grain size decreased. Isothermal magnetization curves at low temperature showed the expected asymptotic behavior of a random magnet material at low and high fields.

Magnetic microstructures from magnetic force microscopy and Monte Carlo simulation in CoFe-Ag-Cu granular films

CoFe-Ag-Cu granular films, prepared by rf sputtering, displayed magnetic domain microstructures for ferromagnetic concentrations above about 32% at, and below the percolation threshold. All samples have a fcc structure with an (111) texture perpendicular to the film plane. Magnetic force microscopy (MFM) showed a variety of magnetic domain microstructures, extremely sensitive to the magnetic history of the sample, which arise from the balance of the ferromagnetic exchange, the dipolar interactions and perpendicular magnetocrystalline anisotropy, MFM images indicate that in virgin samples, magnetic bubble domains with an out-of-plane component of the magnetization are surrounded by a quasicontinuous background of opposite magnetization domains. The application of a magnetic field in different geometries drastically modifies the microstructure of the system in the remanent state: i) for an in-plane field, the MFM images show that most of the magnetic moments are aligned along the film plane, ii) for an out-of-plane field, the MFM signal increases about one order of magnitude, and out-of-plane striped domains with alternating up and down magnetization are stabilized. Numerical simulations show that a variety of metastable domain structures (similar to those observed experimentally) can be reached, depending on magnetic history, in systems with competing perpendicular anisotropy, exchange and dipolar interactions.