Magnetismo en aleaciones Cu-Al-Mn

VELAZQUEZ, DIEGO EZEQUIEL; CHAPARRO, MARCOS; ARRIAGA, FACUNDO; STANECK, JUAN PEDRO; BÖHNEL, H.N.; LANZINI, FERNANDO

Montevideo

Encuentro; II Encuentro de Investigadores en Ciencia de Materiales; 2023

La aleación Cu-Al-Mn posee propiedades de memoria de forma asociadas con una transformación martensítica, así como propiedades magnéticas debidas a interacciones entre los átomos de Mn. El primer fenómeno es particularmente importante para aleaciones con bajo contenido de Mn y composiciones alrededor de Cu3Al, mientras que los efectos magnéticos son preponderantes para composiciones cercanas a Cu2AlMn. Para composiciones intermedias se observa que, a temperaturas relativamente bajas, ocurre una descomposición espinodal entre dos estructuras derivadas de la bcc con orden de largo alcance: una fase con estructura DO3, paramagnética, y composición cercana a Cu3Al y otra con orden L21, ferromagnética, y composición alrededor de Cu2AlMn [1,2].En este trabajo se presentan resultados sobre las propiedades magnéticas de una serie de ocho aleaciones con composiciones en este campo de dos fases. Las muestras fueron sometidas al siguiente tratamiento térmico: i) Templado desde 1073 K, reteniendo la composición homogénea y la estructura bcc correspondiente a la fase estable a alta temperatura, β, y ii) Tratamiento isotérmico (TI) a bajas temperaturas, para propiciar la separación en las dos fases antes mencionadas. Luego de este tratamiento, se realizaron determinaciones de magnetización en función de la temperatura, M(T), a velocidades de barrido constantes de 20 K/min en una balanza magnética. Se realizó un primer calentamiento hasta 1273 K, seguido por un enfriamiento hasta temperatura ambiente (1er ciclo), y un nuevo calentamiento/enfriamiento inmediatamente posterior (2do ciclo). Complementariamente, se realizaron mediciones de magnetización en función del campo aplicado, M(H) y susceptibilidad magnética en función de la frecuencia, χ(ν), antes y después de cada calentamiento.Los resultados obtenidos muestran cambios notables en las propiedades magnéticas de las aleaciones, según su composición y el tratamiento térmico aplicado. Las muestras con TI son ferromagnéticas a temperatura ambiente, y se desmagnetizan durante el calentamiento, a temperaturas alrededor de los 600 K, de acuerdo con lo reportado anteriormente para composiciones similares [3]. Algunas de las composiciones se re-magnetizan durante el enfriamiento. Esta magnetización se debe al ordenamiento de los átomos de Mn en la subred fcc de la fase L21 [4]. De esta manera, luego del primer calentamiento, las muestras presentan diferentes comportamientos magnéticos a temperatura ambiente, dependiendo de su composición. Las curvas de M(H) indican que mientras algunas muestras se vuelven paramagnéticas, otras continúan siendo ferromagnéticas, aunque con valores de saturación diferentes. Por último, las medidas de χ(ν), evidencian una componente superparamagnética (SP) en las aleaciones luego del 1er calentamiento, posiblemente vinculada con la presencia de dominios magnéticos con orden L21.