Método para la determinación de la composición química de nanocristales de Fe con contenido de dos solutos de diferentes especies

MOYA JAVIER A; GAMARRA CARAMELLA, SOLEDAD; LEOARDO MARTA; BEREJNOI, CARLOS

Carlos Paz, Cordoba

Seminario; XIV edition of the Latin American Seminar of Analysis by X-Ray Techniques; 2014

Las aleaciones nanocristalinas magnéticamente blandas base hierro están compuestas por nanocristales ricos en Fe inmersos en una matriz amorfa. Las propiedades magnéticas varían significativamente si se introducen en los nanocristales elementos solubles y, por tal motivo, resulta importante conocer la composición química de los mismos para un adecuado diseño de las aleaciones. Sin embargo, cuando se solubilizan dos o más especies en la fase cristalina, su composición química no puede determinarse utilizando la técnica de difracción de rayos X (DRX) mediante la determinación del parámetro de red, ya que cada elemento soluble afecta éste en formas distintas. Otra técnica ampliamente utilizada para la caracterización estructural de estos materiales es la espectroscopía Mössbauer, pero con ella también se alcanza información parcial del contenido de soluto en los casos mencionados. En este trabajo presentamos un método para conocer la composición química de los nanocristales de Fe que contienen dos solutos, por medio de la combinación de la información obtenida por difracción de rayos X y por espectroscopía Mössbauer, basando nuestras aproximaciones en la ley de Vegard. El método se aplica a nanocristales de -Fe(Si,Ge) y -Fe(Si,Al) estudiados en trabajos previos y de -Fe(Co,Si) y -Fe(Co,Al) extraídos de la literatura. Para los dos primeros casos, se usa la información del total de contenido de soluto, CT =Si+Ge (ó Si+Al), resultante de los ajustes de los espectros Mössbauer para obtener una relación lineal entre los parámetros de red del -Fe(Si) y -Fe(Ge) (ó -Fe(Si) y (-Fe(Al)) ambos con un contenido de Si=Ge=CT (ó Si=Al=CT). Confrontando los datos de esta relación lineal con el valor del parámetro de red de la aleación nanocristalina obtenido por DRX, resulta una única combinación posible de contenido de soluto en el nanocristal. Para los casos de nanocristales de -Fe(Co,Si) y -Fe(Co,Al), la información de la espectroscopía Mössbauer nos dará el contenido total de Si (o Al) en los nanocristales; para determinar su composición química, un método similar al anterior, con alguna complejidad extra, es utilizado. Los resultados son comparados con datos de composición química y parámetro de red encontrados en la literatura. La importancia de discutir este método radica en que numerosos trabajos de la literatura presentan resultados de la estructura obtenidos por las técnicas mencionadas, sin realizar la determinación de la composición química de los nanocristales, aún cuando, como se demuestra en este trabajo, es posible inferirla a partir de dichos análisis.