Estudio de la transición magneto-elástica en aleaciones magnetocalóricas Mn2-xCrxSb (0.06 ≤ x ≤ 0.12) obtenidas en bulto y por enfriamiento ultrarrápido

Abstract

"El presente trabajo reporta la síntesis de la aleación Mn2-XCrXSb con 0.06 ≤ x ≤ 0.12 obtenidas en bulto y en forma de cinta; y su caracterización estructural y magnética. Las muestras en bulto fueron fabricadas por fundición en horno de inducción y las cintas fueron producidas mediante la técnica de temple rotatorio a partir de la serie en bulto obtenida previamente. Los patrones de difracción de rayos X indican que en todas las muestras la fase principal cristaliza en una estructura tetragonal de tipo Cu2Sb. También muestran una débil reflexión que corresponde a la fase MnSb, lo que coincide con lo reportado con anterioridad por otros investigadores. Esta fase se aprecia en las micrografías SEM en forma de precipitados en la superficie de las cintas. La serie Mn2-XCrXSb (0.06 ≤ x ≤ 0.12) presenta una transición magnetoelástica de primer orden, de una fase ferrimagnética (FIM) a una fase antiferromagnética (AFM) al disminuir la temperatura. La temperatura de la transición del AFM-FIM se incrementa con el aumento de la sustitución del Mn por el Cr, mientras que la magnetización de saturación de la fase ferrimagnética disminuye. Las mediciones de magnetización en función de la temperatura mostraron una reducción notable de la histéresis térmica de la transformación en las cintas tratadas térmicamente a una temperatura de 1073 K (800 ° C) y enfriadas mediante una rampa de 5 K/min; la reducción fue de 15 K a 4 K, 10 K a 4 K, 10 K a 4 K y de 16 K a 2 K, para los contenidos de Cr 0.06, 0.08, 0.10 y 0.012, respectivamente."

"In the present work the synthesis of Mn2-XCrXSb (0.06 ≤ x ≤ 0.12) alloys, bulk and melt-spun ribbons, and their magnetic and structural characterization are reported. Bulk samples were obtained by induction melting and ribbons with the melt spinning technique from induction-melted bulk samples. Room temperature XRD analyses shows that the main phase that crystallize in all samples shows the tetragonal Cu2Sb-type crystal structure. Also, a weak reflection observed that is attributed to a small amount of second phase, identified as MnSb precipitates, which crystallizes in the hexagonal Ni2In-type crystal structure, in agreement with the reported by other researches. This phase is observed as small precipitates in SEM micrograph on melt-spun ribbons surface. In these Mn2-XCrXSb compounds (0.06 ≤ x ≤ 0.12), a first order magnetic phase transition from the ferrimagnetic (FIM) to the antiferromagnetic (AFM) state occurs with decreasing temperature. The transition temperature increases with increasing Cr content, while the saturation magnetization decreases with the increase in the Cr content. Magnetization measurements show that ribbon samples reduce their thermal hysteresis after a thermal annealing at 1073 K (800oC) during 4 hours followed by a cooling at rate of 5 k/min from 15 K to 4 K, 10 K to 4 K, 10 K to 4 K and 16 K to 2K, for the Cr concentration of 0.06, 0.08, 0.10, and 0.12, respectively."