Magnetic and microstructural characterization of Fe-containing high entropy alloys

Lucía Santiago Andrades, Javier S. Blázquez Gámez (Tutor). Universidad de Sevilla

Las aleaciones de alta entropı́a (HEAs) se han convertido en una de las lı́neas de investigación punteras de la última década al presentar un campo composicional enorme para la exploración cientı́fica en el quecontinuamente surgen propiedades fascinantes, tanto mecánicas, por ejemplo, el reciente efecto Elinvar: un metal que aumenta su rigidez cuando se calienta [Nature 602 (2022) 251], como magnéticas [Nature 608 (2022) 310]. De modo breve, si la entropı́a configuracional de la mezcla es lo suficientemente alta, es decir, si hay un “desorden” lo suficientemente grande en la mezcla, se pueden conseguir soluciones sólidas monofásicas de estructuras simples.
Técnicas de producción de estructuras metaestables, como el aleado mecánico por molienda o el enfriamiento ultrarrápido, pueden dar lugar a soluciones sólidas supersaturadas que permiten extender la formación de HEAs frente a técnicas de producción de aleaciones más convencionales. Esta idea es laque se pretende explorar en este trabajo, sintetizando a partir de una mezcla de elementos puros las aleaciones: CoFeNiCrAl0.75 (composición para la que, en la bibliografı́a, se obtenı́an dos fases mediante arc-melting) y MnCoFeNiAl0.75 . Para ambas composiciones (cuya evolución se ha estudiado mediantefluorescencia de rayos X) se ha conseguido formar una HEA con una fase cúbica centrada en las caras, fcc, (caracterizada por difracción de rayos X) de comportamiento paramagnético a temperatura ambiente (caracterizado mediante espectroscopı́a Mössbauer).
Un problema que ha aparecido durante la molienda, realizada en molino planetario de bolas, ha sido la adhesión de ambas muestras a las bolas y paredes de los viales debido a la ductilidad de los elementosusados. Esto ha permitido estudiar el uso del boro como abrasivo para desprender las muestras y ver su efecto en la estructura de estas. Además, con la adición de boro a la composición, se ha podido concluir que la entropı́a configuracional no es la única contribución relevante en la formación de HEAs pues, pese al aumento de la entropı́a configuracional de la composición, aparecen dos fases y, por tanto, se destruye la HEA obtenida.

(Resumen completo: Lucía Santiago Andrades)