IFEG   20353
INSTITUTO DE FISICA ENRIQUE GAVIOLA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Microestructura De Cintas Cu90Co10 Sintetizadas Por Solidificación Ultra-Rápida
Autor/es:
A. M. CONDÓ; G. POZO LÓPEZ; H. NUÑEZ COAVAS; A. J. TOLLEY; L. M. FABIETTI; S.E. URRETA
Lugar:
Mendoza
Reunión:
Congreso; Tercer Congreso Argentino de Microscopía; 2014
Resumen:
Para
lograr efectos de magneto-resistencia gigante en las aleaciones Cu90Co10
es necesario enfriarlas ultra rápidamente primero, y luego
tratarlas térmicamente a temperaturas vecinas a los 500 K. Se han logrado
valores de magneto-resistencia comparables directamente a partir de la solidificación,
sin tratamiento posterior, aplicando la técnica de twin roller melt spinning
(un fino chorro de material solidifica en contacto con dos cilindros de cobre
rotantes, refrigerados por agua); en este caso se observa además un efecto tipo
Kondo a bajas temperaturas. Ambos fenómenos se originan en mecanismos de
dispersión de electrones dependientes de su spin; para el efecto de
magneto-resistencia se ha propuesto que los agentes dispersantes serían precipitados
coherentes ricos en Co (superparamagnéticos) y más recientemente, que estos
agentes serían microestructuras tipo multicapa originadas por una descomposición
espinodal que da lugar a una segregación laminar de soluto (Co). Resulta
entonces importante determinar en primer término, qué microestructura se
obtiene por twin roller melt spinning, en particular lo relativo a la
dispersión y a la distribución de tamaños de los precipitados ricos en Co, y a
la segregación laminar asociada a la descomposición espinodal. Luego resulta
interesante correlacionar estos parámetros estructurales con la magnitud de la magneto-resistencia
medida y las características del efecto Kondo a bajas temperaturas. En este
trabajo se producen cintas de aleaciones Cu90Co10
por el método solidificación ultrarápida twin roller melt
spinning aplicando velocidades tangenciales de rodillo de 10, 15, 20 y 30 m/s (denominadas
muestras V10, V15, V20 y V30, respectivamente). La microestructura de las
cintas se analizó por difracción de rayos X (DRX), en un difractómetro Philips
PW 3020 empleando radiación Cu-Ka, y
microscopía electrónica de transmisión (TEM), en un microscopio Philips
CM200UT, operando a 200 kV, con accesorio para análisis EDS. Las muestras para
TEM se prepararon por electropulido por doble jet, usando un electrolito de 500
ml de agua destilada, 250 ml de etanol, 250 ml de ácido ortofosfórico, 50 ml de
alcohol propílico y 5 g de urea, a 276 K. En concordancia con resultados
publicados previamente [2], los diagramas de difracción de rayos X (Fig. 1)
indican que la fase mayoritaria es una solución sólida Cu(Co) fcc para todas
las velocidades estudiadas. Se observa adicionalmente una segunda fase
minoritaria rica en Co (cuyas líneas de difracción se designan con la letra P)
junto con un óxido de cobalto, CoO (indicado con flechas) y una fase o fases
aún no identificadas denotadas con el símbolo ???. Al observar las muestras por
TEM, se encuentran granos con tamaños que oscilan entre 1 y 5 mm,
cuya difracción de electrones se relaciona con la solución sólida fcc de Co en
Cu (Fig. 2). Dentro de los mismos se dispersa una alta densidad de precipitados
fcc ricos en Co y una densidad bastante menor de precipitados de CoO de mayor
tamaño (Fig. 3). Los precipitados ricos en Co son coherentes con la matriz y
muestran el contraste clásico en forma de anillo, bajo condición de bright field
zone axis (BFZA), originado en tensiones de desajuste (misfit) Están distribuidos
de manera no uniforme, formando colonias, característica que no ha sido
reportada anteriormente en este tipo de aleaciones rápidamente solidificadas.
Las distribuciones de tamaños de precipitados (obtenidas midiendo el diámetro
de los anillos bajo condición BFZA) y sus correspondientes ajustes con funciones
log-normal, se resumen en la Fig. 4. El tamaño promedio de los precipitados
coherentes disminuye aproximadamente de 11 nm a 4 nm al aumentar la velocidad
de enfriamiento, de 10 m/s a 30 m/s. No se observan los contrastes de tipo
laminar reportados por Miranda y colaboradores como asociados a una
descomposición espinodal.