Transiciones de fase en aleaciones ferromagnéticas con memoria de forma en base ni-mn-ga y fe-pd. Efectos estructurales y composicionales

Resumen

Esta tesis se ha centrado en el estudio de las transformaciones estructurales y magnéticas de las aleaciones Ni-Mn-Ga y Fe-Pd, y, en particular, en la caracterización de los efectos que diversos factores estructurales y composicionales provocan en dichas transformaciones de fase. En primer lugar, a partir del análisis comparativo del comportamiento magnético y vibracional de la fase intermedia de distintas aleaciones Ni-Mn-Ga se ha concluido que la transformación premartensítica que da lugar a esta fase es independiente de la transformación martensítica, desechándose por lo tanto el carácter adaptativo o preparatorio que tradicionalmente se atribuía la transformación premartensítica. Por otro lado, se ha determinado de forma cuantitativa la correlación existente entre el grado de orden atómico de largo alcance y las temperaturas de transformación estructural y magnética de las aleaciones Ni-Mn-Ga, realizándose posteriormente un análisis general del efecto de la composición en dicha correlación, a partir del cual se ha demostrado que el efecto del orden atómico en la transformación martensítica es diferente dependiendo de que ésta transformación tenga lugar en estado ferromagnético o paramagnético. Asimismo, se ha llevado también a cabo una completa caracterización del efecto de la adición de cobalto en las características de las transformaciones estructurales y magnéticas de las aleaciones Ni-Mn-Ga, a partir de la cual se ha concluido que las modificaciones que la presencia del cobalto introduce en la aleación se deben principalmente a la modificación en la concentración de electrones en la aleación. Respecto a las aleaciones Fe-Pd, se ha estudiado el efecto que la sustitución parcial de Fe por Co o Mn provoca en las transformaciones de fase estructurales y en las propiedades magnéticas de las aleaciones Fe-Pd, en pos de una optimización del rango de estabilidad de la fase martensítica reversible. Por un lado, se ha comprobado que la sustitución de 3% Fe por Co aumenta el rango de estabilidad de la martensita termoelástica, disminuye la cantidad de martensita irreversible que se forma y aumenta tanto la anisitropía magnética como la imanación de saturación. Por otro lado, se ha comprobado que la sustitución de de Fe por Mn provoca un aumento de las temperaturas de transformación martensítica reversible, obteniéndose en el caso particular de la sustitución parcial de 2.5 % de Fe la temperatura de transformación reversible más alta observada hasta la fecha en el sistema Fe-Pd. Asimismo, se ha observado que la adición de 1% de Mn inhibe la formación de la fase irreversible sin disminuir la temperatura de transformación reversible, lo que supone una ampliación drástica en el rango de estabilidad de la martensita termoelástica.