Introducción

1. Estudio de los efectos de la nanoestructuración sobre las propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas del cuasicristal icosaedrico i-Al64Cu23Fe13 M. PILLACAa,*, C. V. LANDAUROa, J. QUISPE a,b, CH. ROJASa,b, V. PEÑAa, E. BAGGIO-SAITOVITCHb aFacultad de Ciencias Físicas, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Ap-Postal 14-0149, Lima 14, Perú bCentro Brasileiro de Perquisas Físicas, Rua Dr. Xavier Sigaud 150, Urca, Rio de Janeiro, 22290-180, Brazil. Datos del contacto: Carlos Landauro Sáenz, clandauros@unmsm.edu.pe, Grupo de Investigación en Materia Condensada, Facultad de Ciencias Físicas, UNMSM. Resultados Introducción • Fundamento del estudio: El estudio de los cuasicristales (Ccs) ha permitidoreformular el concepto de la cristalografíaclásicadebido a queestosnuevosmaterialespresentanunaestructuraordenada a largo alcancepero sin periodicidad, lo cual los lleva a poseerpropiedadesfísicasinusualestales comoaltadureza, bajocoeficiente de fricción y bajaconductividadtérmica, entre otros; todosellos con potencialesaplicaciones en la industria de la aviación, maquinarias y comomaterialestermoeléctricos. • ¿Porquénanoestructurar?: La razónesque la nanoestructuracióncontrolada de estosmaterialesnosda la posibilidad de mejorar y manipularsuspropiedadesfísicascon el fin de ampliar y/o re-potenciarsusaplicacionestecnológicas. • Objetivo:Estudiar los efectos de la nanoestructuraciónsobrelaspropiedadesestructurales, eléctricas y magnéticas del cuasicristalAl64Cu23Fe13. • Caracterización: Mediantelastécnicas dedifracción de rayos X (DRX), microscopíaelectrónica de transmisión (MET), microscopíaelectrónica de barrido (MEB), espectroscopíaMössbauer de transmisión (EMT), magnetización de muestravibrante y el método de cuatropuntas. Prop. estructurales Prop. magnéticas Prop. eléctricas Evidencia de la simetría icosaedral Simetría de orden 5 estrictamente prohibida para cristales. Reducción del tamaño de grano después de 5 horas de molienda (muestra n-Ccs). (f) Incremento de la resistividad conforme disminuye el tamaño de grano de las muestras cuasicristalinas. (d) (f) (e) (a) (c) (b) (d)Espectros Mössbauer (e) Curvas de magnetización Cuasicristal: ¿Material Paramagnético o Ferromagnético? Detalles experimentales AJUSTE DE DATOS f(x) = A + BxC Con el fín de obtener propiedades físicas que no dependen del tamaño del sistema. 1 ETAPA:Preparación de las componentes Tamaño de grano ~10 nm al cabo de 5 horas de molienda. Polvos elementales (Al, Cu, Fe)‏ Parámetros magnéticos en función del tamaño de grano Pastillas de Al, Cu y Fe ➦ Balanza Prensado • Ajustes válidos en el rango de 0 a 5 horas. • Las variaciones de estos parámetros (d, DEQ, Ms y Hc) muestran el efecto de la nanoestructuración sobre las propiedades magnéticas del cuasicristal. • Aún queda por determinar la correlación que existe entre los coeficientes del ajuste de los parámetros ya mencionados. 2 ETAPA: Síntesis Formación del cuasicristal (i-Ccs) Durante el proceso (fusión de los componentes) Equipo Horno de arco 3 ETAPA: Nanoestructuración ➥ + Ccs Propuesta de modelo: explicando el comportamiento ferrmagnético billas Incremento del tiempo de molienda t=0h t=5h granos n-Ccs Zonas intersticiales Contenedor de acero Equipo de molienda SPEX 8000 Extracción de muestras interfaces Algunas observaciones: • La nanoestructuración es realizada adiferentes tiempos de molienda con intervalos de cada media hora hasta llegar a las 5 horas. • Las muestras obtenidas fueron denominadas como: i-Ccs: muestra cuasicristalina sólida n-Ccs:muestra nano-cuasicristalina obtenida después de 5 horas de molienda. • Para comprobar la reproducibilidad del método y controlar el proceso de nanoestructuración se repitieron nuevamente las tres etapas. Denominando a las muestras comoSerie A ySerie B. Granos cuasicristalinos con interfaces Reducción del tamaño de grano e incremento de zonas intersticiales Aparición de momentos magneticos en las zonas intersticiales Conclusiones ✶Es posible obtener después de un tratamiento térmico cuasicristales de alta calidad estructural. ✶El tamaño de grano de la muestra nano-estructurada es del orden de ~10 nm después de 5 horas de molienda, manteniendo el orden local como se evidencia de los espectros Mössbauer. ✶Además, el modelo esquemático propuesto explicaría el aumento de la magnetización correspondiente a la muestra nanoestructurada indicando un comportamiento ferromagnético débil. ✶La resistividad eléctrica incrementa con la nanoestructuración. ✶Por último, se logra verificar la reproducibilidad del método para controlar el proceso de nanoestructuración. Referencias [1] Dubois JM. New prospects from potential applications of quasicrystalline materials. Mater Sci Eng. 2000; A 4: 294-296. [2] Quispe J, Landauro CV, Taquire M, Rojas Ch, Peña VA. Nanostructuration of i-Al64 Cu23 Fe13 quasicrystals produced by arc-furnace. Hip Int. 2010; 203 (1-3). 1-8. Agradecimientos: M. Pillaca agradece a la Asociación Familia Zuñiga y Rivero por el apoyo económico mediante el Programa de Becas para estudios de maestría. C. V. Landauro agradece al Vicerrectorado de Investigación de la UNMSM por el soporte financiero a través del Proyecto CON-CON N° 111301011.