Aleació Heusler

En el cas dels composts complets de Heusler en fòrmula X₂YZ (per eixemple, Co₂MnSi) dos d'ells estan ocupats per àtoms X ( estructura L2₁), per als semicompuestos de Heusler XYZ, una subred fcc permaneix desocupada (estructura C1_b)

Una aleació de Heusler és una aleació de metal ferromagnético sobre la base d'una fase de Heusler. Les fases Heusler són composts intermetálicos en la composició particular i estructura cristalina cúbica centrada en les cares. Són ferromagnético com a resultat del mecanisme de doble intercanvi entre els ions magnètics veïns. Estos últims són generalment ions de manganeso, que se senten en els centres del cos de l'estructura cúbica i duen la major part del moment magnètic de l'aleació. (Vore la curva de Bethe-Slater per a obtindre més informació sobre perqué succeïx açò.)

Descobriment i propietats

El terme sorgix per l'ingenier i químic alemà Friedrich Heusler, que va estudiar una aleació en 1903 que contenia dos parts de coure, una part de manganeso, i una part d'estany (Cu2MnSn). Tenia les següents propietats: El seu magnetisme varia considerablement en el tractament tèrmic i la composició, té una saturació de l'inducció a temperatura ambiente d'al voltant de 8000 gauss, lo que supera la de l'element de níquel (al voltant de 6100 gauss), pero és més chicoteta que la del ferro (al voltant de 21.500 gauss). En 1934, Bradley i Rogers va mostrar que la fase ferromagnética a temperatura ambiente era d'una estructura totalment ordenada del tipo L21. [5] Açò té una ret cúbica primitiva d'àtoms de coure en celes centrades en el cos alternades pel manganeso i alumini. El paràmetro de ret és de 5.95 àngstroms. L'aleació fosa té una temperatura de solidus d'aproximadament 910 °C. Com es gela per baix d'esta temperatura, es transforma en fase beta desordenada, sòlit, centrada en el cos cúbic. Per baix de 750 °C, B2 va ordenar formes de celosía en una celosía de coure cúbica primitiva, que és per una subred de manganeso-alumini desordenada centrada en el cos. [1] [6] refredat per baix de 610 °C fa més demanats del manganeso i alumini sub -lattice a la forma L21. [1] [7] En les aleacions no estequiomètriques, les temperatures de disminució d'ordenar, i el ranc de temperatures anealing, a on l'aleació no forma microprecipitados, es fa menor que per al material estequiomètrica. [8 ] [9] [1]

Oxley va trobar un valor de 357 °C per a la temperatura de Curie, per baix del com l'aleació es torna ferromagnético. La difracció de neutrons i atres tècniques han demostrat que un moment magnètic d'al voltant de 3,7 magnetrones Bohr residix casi únicament en els àtoms de manganeso. [1] [11] A mida que estos àtoms són 4,2 Àngstroms de diferència, l'interacció d'intercanvi, que alinea els espin, és provable indirecta i està mediada a través dels electrons de conducció o els àtoms d'alumini i coure. [10] [12]

Els estudis de microscopía electrònica varen demostrar que els llímits de fase oposta tèrmics forma (APB) durant el refredat a través de les temperatures de demanats, com a dominis ordenats nuclean a diferents centres de la ret cristalina i són a sovint fòra de sintonia entre sí quan es troben. [1] [6] El dominis anti-fase de creiximent com es recuece l'aleació. Hi ha dos tipos de APB corresponents a la B2 i L21 tipos de demanat. APB també formen entre recalcada si es deforma l'aleació. En la APB els àtoms de manganeso estaran més prop que en la major part de l'aleació i, per a aleacions no estequiomètriques en un excés de coure (per eixemple Cu2.2MnAl0.8), un antiferromagnéticas forma una capa en cada APB tèrmica. [13] Estos capes antiferromagnéticos substituïxen per complet l'estructura de domini magnètic normal i es queden en les APB si es cultiven per recocido de l'aleació. Açò modifica significativament les propietats magnètiques de l'aleació no estequiomètrica sobre l'aleació estequiomètrica, que té una estructura de domini normal. És de supondre que este fenomen està relacionat en el fet de que el manganeso pur és un antiferromagnético encara que no està clar per qué l'efecte no s'observa en l'aleació estequiomètrica. Efectes similars es produïxen en APB en l'aleació ferromagnética MNAL en la seua composició estequiomètrica.

Una atra aleació útil Heusler és la classe de materials coneguts com a aleacions de memòria de forma ferromagnéticas. Estos són generalment composts de níquel, manganeso i gali i poden canviar la seua llongitut fins a un 10% en un camp magnètic.