Influencia del contenido de boro en las propiedades magnéticas, térmicas y estructurales de aleaciones amorfas basadas en hierro

Abstract

En este trabajo se presenta un estudio del estado estructural, de las propiedades magnéticas y térmicas de las cintas magnéticamente blandas en su estado amorfo en función de la sustitución parcial de Boro por Hierro. Las cintas se fabricaron por medio de la técnica conocida como "Melt Spinning"o solidificación rápida, esta técnica de síntesis nos permite garantizar desde un comienzo la estructura amorfa de los materiales a estudiar. Se escogió la siguiente composición Fe90-x Bx Si10 con x = 10, 12.5, 15, 17.5, 20 y 22.5. La elección de los precursores se debió a que el Boro promueve la amorfización, el Silicio reduce las anisotropías, reduce la magnetostricción y ayuda a la amorfización, y el Hierro es el que origina el momento magnético. La caracterización estructural se realizó usando difracción de rayos X (XRD) con el objetivo de garantizar que los materiales en estudio tuviesen estructura amorfa. El comportamiento magnético se analizó mediante Magnetometría de Muestra Vibrante (VSM) y Susceptibilidad AC, de donde se obtuvo la magnetización de saturación, la dinámica de magnetización entre otros. El análisis térmico mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) permitió obtener las energías de activación para cada muestra; análisis termogravimétrico (TGA), en presencia de un campo magnético externo constante, indicó que el estado magnético de las aleaciones cambia conforme aumenta la temperatura, además de las temperaturas de transición. Se realiza el análisis de los resultados obtenidos a través de cada una de las técnicas, se observa como la sustitución de Fe por Boro induce cambios en las propiedades térmicas y magnéticas de las aleaciones bajo estudio

Abstract: A study of the structural state and magnetic and thermal properties of soft magnetic ribbons in amorphous state, in function of partial replacement of Boron by Iron is presented. Ribbons were made by the technique known like Melt Spinning or rapid solidification, it guarantees, since a beginning, the amorphous structure of materials in study. The composition chosen was Fe90-xBxSi10 with x = 10, 12.5, 15, 17.5, 20 and 22.5. The precursors elections were based on: boron promotes amorphization, silicon reduces the anisotropies also reduce the magnetostriction and help the amorphization, and iron originates a magnetic moment. X-ray diffraction technique was used to determinate the structural characterization, with the aim of proof the amorphous structure of the studied materials. Magnetic behavior is determinate by Vibrating Sample Magnetometry (VSM) and AC Susceptibility techniques, where magnetization of saturation, dynamic of magnetization and other parameters are obtained. Thermal analysis carried by Differential Scanning Calorimetry (DSC) technique let obtain activation energies for each sample, Thermogravimetric Analysis (TGA) technique, in presence of external and constant magnetic field, indicates that magnetic state of alloys changes when the temperature increases, moreover temperatures of transitions. Analysis of results obtained through each technique is implemented; the substitution of Iron by Boron is observed like changes on thermal and magnetic properties of alloys in study