Caracterització d'un aliatge amb memòria de forma magnètic mitjançant microscòpia electrònica convencional i microanàlisi

Abstract

[cat] En els darrers anys, els materials amb memòria de forma s’han consolidat com un dels principals motius d’investigació i estudi dins de la física de materials. La seva popularitat recau en el fet que poden proporcionar grans respostes mecàniques a estímuls tèrmics o mecànics, o inclús magnètics, si disposam d’un material ferromagnètic. Amb la motivació de dur a terme una primera anàlisi microestructural d’un aliatge amb memòria de forma novell, com el Ni36.5Co13.5Mn35Ti15, s’han utilitzat tècniques avançades de caracterització, com ara la microscòpia electrònica de transmissió convencional i la microanàlisi (EDX). Després d’una breu introducció teòrica a la microscòpia electrònica de transmissió, l’estudi experimental s’ha dividit en dues parts principals. A la primera, s’ha determinat l’estructura cristal·logràfica de l’austenita, que és la fase estable a altes temperatures en la transformació martensítica que experimenta l’aliatge estudiat. En aquest apartat s’analitzaran les estructures cúbiques A2, B2 i L21, i es demostrarà que la segona és l’estructura de l’austenita que presenta aquest aliatge. A la segona part s’ha determinat l’estructura d’uns precipitats que apareixen a l’aliatge quan es sotmet a alguns tractaments tèrmics. Per a analitzar aquests precipitats s’han fet estudis amb EDX, els quals indicaren que eren molt rics amb Ni i Ti, i s’han analitzat nombroses difraccions d’electrons. L’ús d’eines de simulació ha permès reproduir de forma prou encertada els patrons de difracció experimentals fent servir una estructura del tipus TiNi3. Finalment, s’ha pogut proposar una relació epitaxial entre la matriu austenítica i els precipitats

[spa] En los últimos años, los materiales con memoria de forma se han consolidado como uno de los principales motivos de investigación y estudio dentro de la física de materiales. Su popularidad radica en el hecho de que pueden proporcionar grandes respuestas mecánicas a estímulos térmicos o mecánicos, e incluso magnéticos, si disponemos de un material ferromagnético. Con la motivación de realizar un primer análisis microestructural de una aleación con memoria de forma novedosa, como el Ni36.5Co13.5Mn35Ti15, se han utilizado técnicas avanzadas de caracterización, como la microscopía electrónica de transmisión convencional y el microanálisis (EDX). Tras una breve introducción teórica a la microscopía electrónica de transmisión, el estudio experimental se ha dividido en dos partes principales. En la primera, se ha determinado la estructura cristalográfica de la austenita, que es la fase estable a altas temperaturas en la transformación martensítica que experimenta la aleación estudiada. En este apartado se analizarán las estructuras cúbicas A2, B2 y L21, y se demostrará que la segunda es la estructura de la austenita que presenta esta aleación. En la segunda parte se ha determinado la estructura de unos precipitados que aparecen en la aleación cuando se somete a algunos tratamientos térmicos. Para analizar estos precipitados se han realizado estudios con EDX, los cuales indicaron que eran muy ricos en Ni y Ti, y se han analizado numerosas difracciones de electrones. El uso de herramientas de simulación ha permitido reproducir de forma bastante precisa los patrones de difracción experimentales usando una estructura del tipo TiNi3. Finalmente, se ha podido proponer una relación epitaxial entre la matriz austenítica y los precipitados

[eng] In recent years, shape memory materials have established themselves as one of the main areas of research and study goals within the field of materials physics. Their popularity lies in the fact that they can provide significant mechanical responses to thermal or mechanical stimuli, and even magnetic stimuli, if the material is ferromagnetic. Motivated by the goal of conducting an initial microstructural analysis of a novel shape memory alloy, such as Ni36.5Co13.5Mn35Ti15, advanced characterization techniques, such as conventional transmission electron microscopy and microanalysis (EDX), have been utilized. After a brief theoretical introduction to transmission electron microscopy, the experimental study was divided into two main parts. In the first part, the crystallographic structure of the austenite was determined, which is the stable phase at high temperatures in the martensitic transformation experienced by the studied alloy. This section will analyze the cubic structures A2, B2, and L21, and it will be demonstrated that the second is the austenite structure presented by this alloy. In the second part, the structure of some precipitates that appear in the alloy when subjected to certain thermal treatments was determined. To analyze these precipitates, EDX studies were conducted, which indicated that they were very rich in Ni and Ti, and numerous electron diffractions patterns were analyzed. The use of simulation tools allowed for a fairly accurate reproduction of the experimental diffraction patterns using a TiNi3 type structure. Finally, an epitaxial relationship between the austenitic matrix and the precipitates could be proposed