COMPORTAMIENTO FERROMAGNÉTICO CON SATURACIÓN INCOMPLETA DEL COMPUESTO INTERMETÁLICO Ƞ-Al5Fe2 SINTETIZADO MEDIANTE LA TÉCNICA DE FUSIÓN POR DESCARGA DE ARCO

FERROMAGNETIC BEHAVIOR WITH INCOMPLETE SATURATION OF THE Ƞ-Al5Fe2 INTERMETALLIC COMPOUND SYNTHESIZED BY THE ARC-MELTING TECHNIQUE

El presente trabajo presenta un estudio del proceso de síntesis y de  caracterización estructural y magnética del intermetálico ƞ-Al₅Fe₂ preparado mediante la técnica de fusión por descarga eléctrica de arco. Con la finalidad de obtener una fase homogénea, todas las muestras obtenidas por fusión fueron sometidas a un tratamiento de recocido térmico durante 2 días a 847 °C y, finalmente, enfriadas rápidamente en agua.

La caracterización estructural y micro-estructural de las muestras se realizó mediante un análisis combinado de difracción de rayos X y espectroscopia Mössbauer de transmisión del Fe57; en tanto que, el estudio morfológico de los granos se realizó usando microscopía electrónica de barrido. La caracterización magnética de las muestras se llevó a cabo empleando la técnica de magnetometría de muestra vibrante. Medidas de fluorescencia de rayos X fueron realizadas para el análisis de composición de elementos.

Los resultados indican que el método de síntesis empleado permite obtener directamente la fase intermetálica ƞ-Al₅Fe₂ con alta calidad estructural: estructura cristalina ortorrómbica y grupo espacial Cmcm También se ha encontrado que la aleación ƞ-Al₅Fe₂ muestra un comportamiento ferromagnético con saturación incompleta. Por otro lado, estudios Mössbauer de la estructura local alrededor de los átomos de hierro muestran desorden topológico debido a las ocupancias fraccionales inherentes en la estructura del sistema intermetálico bajo estudio. Finalmente, el análisis composicional indica que el material se encuentra dentro del rango de homogeneidad permitido.

In this work, we study the synthesis process and structural and magnetic characterization of the ƞ-Al₅Fe₂ intermetallic alloy obtained by the arcmelting technique. Subsequently, in order to obtain homogeneous crystalline phase, all melted samples were annealed at 900 °C, during 2 days, and then quenched into water.

The structural and micro-structural characterization of the samples were performed by X-ray diffraction and, 57Fe transmission Mössbauer spectroscopy, while the morphological study was performed using scanning electron microscopy. Moreover, magnetic characterization was carried out using vibrating sample magnetometer. X-ray fluorescence was employed for
elemental characterization.

The results indicate that it is possible to employ the arc-melting technique to synthesize the ƞ-Al₅Fe₂ intermetallic phase with high structural quality: orthorhombic crystalline structure and Cmcm space group. It has also been found that the ƞ-Al₅Fe₂ alloy has a ferromagnetic behavior with incomplete saturation. On the other hand, studies of the local structure around iron atoms show topological disorder due to the fractional occupations inherent in the structure of the intermetallic under study. Finally, the compositional analysis indicates that the material is within the allowed homogeneity range.