IFEG   20353
INSTITUTO DE FISICA ENRIQUE GAVIOLA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Microestructura, textura y propiedades magnéticas de tubos Ni2MnGa producidos por la técnica de colada por succión
Autor/es:
S.P. LIMANDRI; L.M. FABIETTI; A.M. CONDÓ; S.E. URRETA; G. POZO LÓPEZ; R.H. MUTAL
Lugar:
Valdivia
Reunión:
Congreso; 19° Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales CONAMET-SAM; 2019
Institución organizadora:
SOCHIM - SAM
Resumen:
Las aleaciones con memoria de forma ferromagnética (MFM) constituyen una nueva clase de materiales inteligentes capaces de experimentar deformaciones relativamente elevadas cuando se someten a un campo magnético externo. Este efecto, observado por primera vez en monocristales de Ni2MnGa por Ullako y colaboradores en el año 1996[1], se debe a la reorientación cristalográfica de las variantes martensíticas inducida por el campo magnético. Como las variantes tienen diferentes direcciones preferenciales de magnetización, los campos magnéticos aplicados se pueden usar para seleccionar ciertas variantes sobre otras, lo que resulta en un cambio de forma macroscópico[2]. Se han reportado deformaciones inducidas por campo magnético (MFIS) de hasta un 10% en monocristales del sistema Ni-Mn-Ga[3], valores un orden de magnitud superiores a los encontrados en materiales piezoeléctricos y magnetostrictivos, usualmente empleados en sistemas de actuación y control. Sin embargo, las deformaciones que pueden inducirse en aleaciones policristalinas son mucho menores (< 1 %). Con el objeto de mejorar el rendimiento del efecto memoria de forma en los policristales, se han implementado en los últimos años diferentes rutas de procesamiento, tratando de crear una textura favorable.En el presente trabajo se producen muestras policristalinas de Ni2MnGa, en forma de tubos de 2 mm de diámetro exterior, 3 cm de largo y 200 μm de espesor de pared promedio, mediante la técnica de colada por succión. En este proceso, la aleación, fundida en un horno de arco, es forzada a entrar por una gran diferencia de presión en un molde de cobre refrigerado por agua, donde se enfría rápidamente.La microestructura de las muestras se analiza por difracción de rayos X (DRX), microscopía confocal, microscopía electrónica de transmisión (TEM) y difracción de electrones retrodispersados (EBSD). Las temperaturas de transformación martensítica y las propiedades de histéresis magnética de las fases austenita y martensita se caracterizan en un magnetómetro SQUID.A temperatura ambiente, los tubos se encuentran en fase Ni2MnGa austenítica con orden L21 y parámetro de red a = (5.831 ± 0.003) Å. El diagrama de DRX de las superficies de los tubos indica una orientación cristalográfica preferencial marcada, con la dirección [100] paralela al eje radial del tubo. Esto se corrobora en los mapas EBSD que se presentan en la Figura 1. Los granos crecen preferentemente en dirección radial y presentan tamaños de entre 60 y 2300 μm2. El tamaño medio de los granos pequeños (60-300 μm2) es de (160 ± 60) μm2; para los granos medianos (300-1000 μm2) es de (500 ± 150) μm2 y para los grandes (1000-2300 μm2), de (1400 ± 300) μm2. En cuanto a la relación de aspecto promedio, los granos pequeños y grandes tienen un valor de 2.3, mientras que para los medianos ésta es de 2.9. La mayoría de los granos más pequeños se sitúan en el borde exterior del tubo.Curvas de magnetización vs. campo aplicado, medidas a temperaturas en las que el material se encuentra en fase martensítica [TM = (178 ± 5) K = (Ms+Af)/2] presentan las características típicas de un mecanismo de reversión de la magnetización que involucra el movimiento de bordes de maclas, en determinadas variantes martensíticas orientadas favorablemente debido a la textura cristalográfica. Este hecho, proporciona resultados alentadores para la producción de aleaciones masivas policristalinas texturadas de Ni-Mn-Ga mediante la técnica de colada por succión, con posible capacidad de actuación.[1] Ullakko, K., Huang, J.K., Kantner, C., O?Handley, R.C., Kokorin, V.V. (1996). Large magnetic-field-induced strains in Ni2MnGa single crystals. Appl. Phys. Lett. 69 (13) 1966-1968.[2] Lagoudas, D.C. (Ed.) (2008) Shape Memory Alloys, 1ª ed. Springer, New York.[3] Sozinov, A., Likhachev, A. A., Lanska, N., Ullakko, K. (2002). Giant magnetic-field-induced strain in NiMnGa seven-layered martensitic phase. Appl. Phys. Lett. 80, 1746-1748.