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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2015, 35(1): 49-54

EFFECT OF HEAT TREATMENT ON THE STRUCTURAL AND MAGNETIC PROPERTIES OF THE SYSTEM Fe56.25Al43.75 PREPARED BY MECHANICAL ALLOYING
(EFECTO DEL TRATAMIENTO TERMICO SOBRE LAS PROPIEDADES MAGNETICAS Y ESTRUCTURALES DEL SISTEMA Fe56.25Al43.75 PREPARADO POR ALEAMIENTO MECANICO)

Juan Sebastian Trujillo Hernandez, Jesus Anselmo Tabares, German Antonio Pérez Alcázar

Online: 19-02-2014

GA-520

Abstract


The study of the Fe56.25Al43.75 system prepared by Mechanical Alloying (MA), using elementary powders, at milling times of 12, 24, 48, 72, and 96 hours, named MA0 samples, showed that the alloy is consolidated at 48 hours. Samples that were consolidated at this time were heat treated. This procedure consisted in heating the encapsulated specimens in quartz tubes under inert atmosphere conditions (Ar gas) at 700 ºC for 9 days in a furnace. After this time, the samples were mechanically alloyed for times ranging from 1 to 48 hours. These samples, named MA1, were studied using Mössbauer Spectrometry (MS) and (X-Ray Diffraction) XRD aiming to obtain information on their magnetic and structural properties. XRD results of MA0 samples allow us to prove that they are nanostructured with a single FeAl BCC disordered phase with an approximately constant lattice parameter of 2.900 Å, and crystallite size which decreases with the increase of milling time. For the MA1 samples XRD results show that they exhibit some degree of ordering. The X-ray diffraction spectra allow to identify the FeAl, Fe3Al, FeO and α-Fe phases. All the phases tend to disappear except the FeAl phase. The MS results of the MA0 samples prove that the FeAl phase is ferromagnetic. An increase of the mean hyperfine field (MHF) was found due the increase of the structural disorder induced by the MA process. From MS of MA1 samples it was found that for times of 0, 1, 4, 8, and 12 hours, there is a disordered tendency and it was necessary to add a doublet, associated to paramagnetic sites of the FeAl phase, in order to obtain a better fit. Likewise for milling times of 24 and 48 hours, the doublet was changed by another which is associated with the FeO phase (wüstite), maybe due to an oxidation promoted by a leak in the seal of the jars.

El estudio del sistema Fe56.25Al43.75 preparado por aleamiento mecánico (AM), utilizando polvos elementales, a tiempos de molienda de 12, 24, 48, 72 y 96 horas, llamadas muestras MA0, mostro que la aleación se consolida a 48 horas. Las muestras que fueron consolidadas a este tiempo fueron tratadas térmicamente. Este procedimiento consistió en calentar los especimenes encapsulados en tubos de cuarzo en atmósfera inerte (gas Ar) a 700 ºC durante 9 días en un horno. Después de este tiempo, las muestras fueron mecánicamente aleadas para tiempos entre 1 y 48 horas. Estas muestras, llamadas MA1, fueron estudiadas por Espectrometría Mössbauer (EM) y Difracción de Rayos-X (DRX) con el objetivo de obtener información de sus propiedades magnéticas y estructurales. Los resultados de DRX de las muestras MA0 nos permiten probar que ellas son nanoestructuradas con solo la fase FeAl BCC desordenada, con un parámetro de red aproximadamente constante de 2.900 Å, y un tamaño de cristalito que decrece con el incremento del tiempo de molienda. Para las muestras MA1 los resultados DRX muestran que ellas exiben un cierto grado de orden. Los espectros de DRX permiten identificar las fases FeAl, Fe3Al, FeO y α-Fe. Todas las fases tienden a desaparecer excepto la FeAl. Los resultados de EM de las muestras MA0 prueban que la fase FeAl es ferromagnética. Se encontró un aumento del campo hiperfino medio (CHM) debido al aumento del desorden structural inducido por el proceso de AM. Por EM de las muestras MA1 se encontró que para tiempos de 0, 1, 4, 8, y 12 horas, existe una tendencia al desorden y fue necesario agregar un doblete, asociado a los sitios paramagnéticos de la fase FeAl, con el fin de obtener el mejor ajuste. Sin embargo para tiempos de molienda de 24 y 48 horas, el doblete fue cambiado por otro que fue asociado con la fase FeO (wüstite), tal vez debido a la oxidación promovida por fallas en la sellada de las jarras.


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