Estudio de propiedades térmicas y magnéticas en aleaciones Ni-Fe-Ga-X (X= Al, Sn)

Abstract

"Some ferromagnetic alloys of the Ni-Fe-Ga system has a Curie temperature above the room temperature and also present a martensitic transformation below room temperature. It has been reported that an increase of Fe content in those alloys produces a Curie temperature growth, while martensitic transition temperatures decrease. In order to obtain alloys with a martensitic transformation in the ferromagnetic state the present study was carried out in the ferromagnetic shape memory alloys of Ni-Fe-Ga doped with Sn and/or Al replacing Ga. Alloys with different Sn contents were synthetized from Ni55Fe18Ga27 ternary alloy: Ni55Fe18Ga27-XSnX (X= 1, 1.5, 3). Also alloys with different Al contents from the ternary alloy Ni54Fe19Ga27 were elaborated: Ni54Fe19Ga27-YAly (Y= 1, 1.5, 3). It has been found that Sn addition produces a rapid decrease of martensitic transformation temperatures besides a lower decrease of Curie temperature is shown. It allows obtain alloys with the first order transition in the ferromagnetic state. Nevertheless, important decreases are shown in saturation magnetization and in transformation enthalpy and entropy. Besides the Al content produces a slight decrease of both martensitic transition and Curie temperatures with an increase of remnant magnetization. Moreover, saturation magnetization shows a light increase, and no important variation are shown in the transformation enthalpy and entropy. Gamma phase precipitates are shown in most of alloys, and mainly located at the grain borders. X ray diffraction shows that performed thermal treatments produces a Heusler ordered crystalline structure L21 type."

"Algunas aleaciones ferromagnéticas del sistema Ni-Fe-Ga tienen temperatura de Curie por encima de la ambiente y además presentan transformación martensítica a temperaturas por debajo de la temperatura ambiente. Se ha reportado que el aumento en el contenido de Fe en estas aleaciones aumenta la temperatura de Curie y por otro lado, las temperaturas de transformación martensítica bajan. Con el objeto de obtener aleaciones con transición de fase martensítica en estado ferromagnético se realizó el presente estudio en las aleaciones ferromagnéticas con memoria de forma del Sistema Ni-Fe-Ga dopado con Sn y con Al sustituyendo Ga. Se sintetizaron aleaciones con diferentes contenidos de Sn a partir de la aleación ternaria Ni55Fe18Ga27: Ni55Fe18Ga27-XSnX (X= 1, 1.5, 3). Asimismo se prepararon aleaciones variando contenido de Al a partir de la ternaria Ni54Fe19Ga27: Ni54Fe19Ga27-YAly (Y= 1, 1.5, 3). Se encontró que el contenido de estaño a la aleación ternaria hace que las temperaturas de transformación martensítica bajen considerablemente (> 100K), con un descenso menos rápido en la temperatura de Curie. Lo cual permitió obtener aleaciones con la transformación de primer orden en el estado ferromagnético. Sin embargo se presentan decrementos tanto de la magnetización de saturación como de la entalpía y entropía de transformación. Se encontró que el contenido de aluminio a la aleación ternaria hace que la temperatura de transformación martensítica y la temperatura de Curie disminuyan ( 30 K), acompañadas de un aumento de la magnetización remanente. Además la magnetización de saturación aumentó ligeramente y la entalpía y la entropía de transformación se mantienen con poca variación. La microestructura presenta pequeños precipitados de fase gamma la cual varió ligeramente entre las aleaciones ternarias y las cuaternarias, principalmente localizada en la frontera de grano. Los resultados de Difracción de Rayos X mostraron que el tratamiento térmico permite obtener una estructura cristalina ordenada (Heusler) tipo L21."