Estudio de las propiedades magnéticas de aleaciones MnAl y MnAlC dopadas con Fe (2024)
En este trabajo se realizó un estudio de las propiedades magnéticas y estructurales de los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53.3−xAl45C1.7Fex, mediante diversas técnicas analíticas, que incluyeron Difracción de Rayos X (DRX), Magnetometría de Muestra Vibrante (VSM) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). En los dos sistemas el manganeso (Mn) se sustituyo por hierro (Fe) en concentraciones de x = 0.0 y 2.5% atómico e igualmente en ambos se mantuvo constante el porcentaje atómico de aluminio (Al). Con el objetivo de asegurar la uniformidad de las muestras, se optó por su preparación a través del proceso de fundición en horno de arco. Luego, se procedió a realizar Melt Spinning a una velocidad de 25 m/s, manteniendo una presión de 600/800 mbar. Los difractogramas de Rayos X mostraron que al aplicar el proceso de Melt Spinning, se logró obtener tanto la fase ϵ y después de someter las muestras a un tratamiento térmico a500◦ C la fase τ . Además, permitieron observar fases minoritarias, como la fase β y la fase γ2, ambas de naturaleza paramagnética. También, los difractogramas revelaron que los picos de mayor intensidad correspondían a las fases ϵ para las muestras sin tratamiento térmico y a la fase τ para las muestras con tratamiento térmico. Por medio del VSM, se determin´o que las muestras de los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53,3−xAl45C1,7Fex exhiben un comportamiento magnético duro. La sustitución de Fe en la muestra de Mn50,8Al45C1,7Fe2,5 resulta en valores de campo coercitivo (Hc) cercanos a los 1, 68 KOe, junto con una magnetización de saturación (Ms) de 57, 47 emu/g y una magnetización remanente (Mr) de aproximadamente 32, 64 emu/g. Asimismo, la muestra de Mn55Al45, muestra valores de campo coercitivo (Hc) de 1, 65 KOe, as´ı como una magnetización de saturación (Ms) de 59, 56 emu/g y una magnetización remanente (Mr) de 30.97 emu/g. Por otro lado, las muestras de Mn52,5Al45Fe2,5 y Mn53.3Al45C1,7 pertenecientes a los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53,3−xAl45C1,7Fex muestran una disminución en los valores de campo coercitivo (que oscilan entre 1, 64 y 1, 65 KOe), magnetización de saturación (que varían entre 4, 11 y 16, 28 emu/g) y magnetización remanente (que se sitúa en el rango de 1, 59 a 7, 88 emu/g). Los resultados obtenidos mediante el análisis SEM muestran que el tamaño promedio de partícula varía según la composición de cada aleación, con valores que van desde 40 ± 2 μm hasta 51 ± 2 μm. Finalmente, la incorporación de hierro en las muestras de los sistemas Mn55−xAl45Fex y Mn53.3−xAl45C1.7Fex permite que en estos sistemas se presenten un mayor contenido de fases secundarias.