Estudio del efecto de Fe en cintas de aleacciones ferromagneticas Ni-Mn-Sn.

Abstract

"Se analizó el efecto que tiene la adición de pequeñas cantidades de Fe en la aleación Ni50Mn40Sn10 en forma de cintas (o listones) que se fabricaron mediante Solidificación Rápida (Melt Spinning). La adición se llevó a cabo usando porcentajes atómicos de 2, 4, 6 y 8 de Fe sustituyendo al Ni, es decir Ni50-XMn40Sn10FeX. Para caracterizar las aleaciones se emplearon las técnicas de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía por dispersión de energía (EDS), Difracción de Rayos X (DRX) y Magnetometría vibracional (VSM). Las cintas obtenidas tienen un espesor cercano a los 10 µm, y en general, la microestructura obtenida en las cintas está constituida por granos tipo columna que van en su mayoría de una a otra cara del listón. Las temperaturas de transformación disminuyen en general con el contenido del cuarto elemento, igualmente bajan la entalpía, mientras que la entropía de transformación aumenta. Se determinó que la estructura cristalina a temperatura ambiente para 2, 4, 6 % at. Fe es una martensita modulada tipo 14 M, mientras que 8% at. de Fe se presentó una estructura cúbica tipo L21 (es decir, austenita), con indicios de martensita remanente, lo cual muestra que las temperaturas de transformación están muy cercanas a la temperatura ambiente. Mediante las curvas de magnetización a bajo campo se determinó que la temperatura de Curie disminuye al aumentar el cuarto elemento. Las propiedades magnéticas de las aleaciones con contenidos de Fe 6 y 8, muestran que las transiciones estructurales y magnéticas están cercanas la una de la otra, generando cambios positivos y negativos de entropía magnética. Lo que representa que se tiene efecto magnetocalórico inverso y directo, respectivamente. Los cálculos de la capacidad de refrigeración RCP2 para la transición estructural son mayores que para la magnética."

"The effect of Fe addition on martensitic transformation temperatures, microstructure and structure was studied in Ni50-X-Mn40-Sn10FeX (X=0, 2, 4, 6, 8) alloys fabricated by means melt spinning. The characterizations were performed by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction, scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometer. The addition of Fe generates an decrease in martensitic transformation temperatures and transformation enthalpy change. The Curie temperature of parent phase TC A decreases with increasing Fe addition. On the other hand, the magnetocaloric effect in the alloy with 6 and 8 at % Fe leads to an increase in the value of the entropy change ΔSM. In these materials, the magnetic entropy change has a minimum could be adjusted by the Fe content in the alloy but it is affecting by inverse magnetocaloric effect (IMCE) originated by the martensitic transition. In addition, the IMCE generated positive peak was associated with structural transition from austenite to martensite."