Estudio experimental del efecto del indio sobre los imanes fe3Sn y fe3Sn2 (2020)
En este trabajo, se reporta el estudio de las propiedades magnéticas intrínsecas, tales como la magnetización de saturación Ms, la magnetización remanente Mr y el campo coercitivo Hc del sistema Fe3Sn y Fe3Sn2 dopados con In (Indio), además se buscó obtener la fase pura Fe3Sn. El Fe3Sn es un sistema promisorio y con potencial cómo imán permanente debido a su alta anisotropía magnética. Las muestras de Fe3Sn1-xInx con 0:00 ≤ x ≤ 0.20 se prepararon por distintos métodos con el objetivo de investigar la forma idónea de preparación y así obtener los mejores resultados. Los diferentes métodos fueron: 1) por una reacción de estado sólido (1-RES) con un tratamiento térmico, 2) por dos reacciones de estado sólido (2-RES) con dos tratamientos térmicos, 3) por arc melting en bulk o fusión en horno de arco y 4) por melt spinning o cintas. Las muestras Fe3Sn2(1-x)Inx con 0.00 ≤ x ≤ 0:08 solo se prepararon por reacción de estado sólido con un tratamiento térmico. Todas las muestras preparadas fueron caracterizadas mediante Magnetización de Muestra Vibrante (VSM), Difracción de Rayos X (DRX) y Espectrometría Mössbauer (EM). El análisis de VSM mostró que todas las muestras son magnéticas blandas, y los valores más altos para Ms, Mr y Hc son para la muestra Fe3Sn1-xInx con x = 0.00 y 2-RES, donde Ms = 133 Am2/kg, Mr = 2.55 Am2/kg y Hc = 5.19 mT. Los patrones de DRX de las muestras se ajustaron con las fases hexagonales: Fe3Sn, Fe2Sn, FeSn2, FeSn, In0.2Sn0.8 y la fase cúbica Fe1.84Sn0.16. Además, con este análisis estructural, se muestra que la fase Fe3Sn presente en Fe3Sn1-xInx con x = 0.00 obtenida por 2-RES es aproximadamente un 90% de fase monocristalina. Los espectros Möossbauer para las muestras se ajustaron con sextetos asociados a las fases ferromagnéticas tales como: Fe3Sn, Fe3Sn2, FeSn2, FeSn y Fe1.84Sn0.16. Después de analizar los resultados se concluyó que la forma más adecuada e idónea de preparar estas muestras son las obtenidas por dos reacciones de estado sólido con dos tratamientos térmicos. Por otro lado, las muestras realizadas con dos reacciones de estado sólido fueron seleccionadas por ser las mejores en términos magnéticos y se les realizó Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) y Análisis Temogravimétrico (TGM). La microscopia electrónica de barrido mostró que la morfología de las partículas no es homogénea y el tamaño de partícula promedio de cada muestra crece conforme aumenta el dopaje o inserción de In. Del análisis TGM se mostró que las muestras contienen un gran porcentaje de fases ferromagnéticas cómo: Fe3Sn y Fe1:84Sn0:16, lo cual concuerda con los ajustes de los espectros Möossbauer de cada una de estas.