Microestructura, morfología y propiedades magnéticas de cintas Ni-Mn-Sn producidas por solidificación ultra-rápida

E. DRUETTA; R.H. MUTAL; G. POZO LÓPEZ; A. M. CONDÓ; L. M. FABIETTI

Encuentro; XVII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2022

En el presente trabajo se producen cintas de la aleación Ni-Mn-Sn, con composiciones nominales Ni50Mn38Sn12 y Ni50Mn37Sn13 mediante la técnica de solidificación ultra-rápida de twin-roller melt spinning, empleando una velocidad tangencial de rodillos de 15 m/s. La morfología, microestructura y propiedades magnéticas de las cintas policristalinas en estado as cast se estudian por microscopía confocal, microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), microanálisis XEDS, difracción de rayos X (XRD) y magnetometría de muestra vibrante (VSM). Las cintas, con un espesor promedio de 50 um y un ancho medio de 2 mm, están formadas por granos columnares, de (1,9 +/- 0,6) um de ancho y (28 +/- 4) um de largo, crecidos perpendicularmente al plano de la cinta a partir de una capa delgada de pequeños granos, equiaxiados, presentes en las superficies de la muestra, solidificadas en contacto con los rodillos.A temperatura ambiente las muestras Ni50Mn37Sn13 se encuentran en fase austenítica de estructura cúbica L21 con parámetro de red a = (5,999 +/- 0,002) Å y presentan una orientación preferencial de la dirección [100] perpendicular al plano de las cintas. Por otro lado, las muestras con composición Ni50Mn38Sn12 se encuentran en fase martensítica, presentando una estructura modulada 4O, que puede describirse como una superestructura ortorrómbica con grupo espacial Pmma. Resultados de microanálisis por rayos X (XEDS) ratifican la composición nominal en ambas muestras.Las temperaturas características de la transformación martensítica para la composición Ni50Mn38Sn12 resultan en Ms = (330 +/- 3) K, Mf = (327 +/- 3) K, As = (337 +/- 3) K y Af = (340 +/- 3) K, donde Ms y Mf son las temperaturas de inicio y finalización de la transformación al enfriar y As y Af son las respectivas temperaturas de transformación al calentar. La temperatura de Curie de la fase martensítica en estas cintas es Tc = (199 +/- 3) K.La técnica de twin-roller melt spinning se presenta entonces como una alternativa eficaz para la producción de aleaciones policristalinas del sistema Ni-Mn-Sn en forma de cintas, de cara a su posible aplicación en sensores, actuadores o dispositivos de refrigeración magnética, evitando posteriores tratamientos térmicos para la obtención de las fases y propiedades de interés.