Estudio magnetoestructural y cinético de las transiciones de fase en estado sólido de aleaciones metaestables basadas en Fe

Abstract

Esta tesis se centra en el análisis de las transformaciones de fase en estado sólido que exhiben ciertas aleaciones metaestables basadas en Fe. Para ello se ha analizado la evolución estructural y magnética que experimentan diferentes sistemas durante las transiciones que presentan, así como su cinética. En primer lugar, se han analizado aleaciones amorfas binarias y tipo FINEMET, utilizadas como precursores para el desarrollo de aleaciones nanocristalinas. La comparación sistemática de los resultados obtenidos a través de diferentes técnicas de caracterización ha permitido analizar tanto el proceso de amorfización mecánica como las fases resultantes del proceso de desvitrificación. Para su caracterización cinética se ha desarrollado un modelo a partir de la teoría clásica de cristalización asumiendo varios procesos simultáneos. Este modelo permite la descripción de los procesos de desvitrificación que dan lugar a varias fases y se ha extendido a un conjunto de múltiples microprocesos para la descripción del proceso de nanocristalización. En segundo lugar, se ha evaluado la estabilidad de la transformación martensítica en sistemas Heusler Ni-Fe-Ga obtenidos por enfriamiento rápido. Aunque ésta técnica de producción permite la obtención de muestras metaestables monofásicas de la fase modulada 14M a temperatura ambiente, la transformación martensítica es especialmente sensible a la temperatura y la presión hidrostática. La alta velocidad de crecimiento de la fase austenita impide que la transformación martensítica sea descrita mediante la teoría clásica de cristalización, mostrándose que realmente responde a un proceso autocatalítico de primer orden. Finalmente, varios factores experimentales que pueden afectar a una correcta caracterización magnética de los sistemas estudiados han sido evaluados a partir de datos experimentales y cálculos numéricos. En particular, el análisis de la respuesta teórica de sistemas heterogéneos ha permitido proporcionar una serie de ecuaciones simples con las que estimar los parámetros de la distribución de temperaturas de transición.