MECANISMO DE DESVITRIFICACIÓN NO-ISOTÉRMICA DE UNA ALEACIÓN

Resumen

Los vidrios metálicos del tipo FeSiB exhiben características magnéticas blandas que los hacen atractivos para núcleos de transformadores, por sus bajas pérdidas por histéresis. Las muestras amorfas de aleación Fe

0,75Si0,15B0,10 se obtuvieron por Melt spinning, en la Universidad de Antioquia, pionera en Colombia en la implementación de esta técnica. Las muestras cristalinas se obtuvieron a partir de las muestras amorfas por un tratamiento isotérmico a 600 °C durante una hora. Tanto las muestras amorfa y cristalina fueron evaluadas por las técnicas XRD, TGA, y VSM (magnetometría vibrante). El material amorfo mostró nula cristalinidad y su curva de histéresis muestra que es magnéticamente blando. Por otro lado, las muestras cristalinas exhiben mayor pérdidas por histéresis. El mecanismo propuesto de la transformación amorfa  cristalina en condiciones no isotérmicas, evidenciado por el ensayo DSC, plantea una secuencia de tres pasos: En la primera etapa se forman dos fases amorfas activadas (sin liberación apreciable de calor), una rica en silicio, la otra rica en boro, vía una reacción de primer orden, con un parámetro cinético k0. A medida que transcurre el calentamiento la fase rica en silicio precipita una primera fase cristalina, solución sólida de silicio en hierro, I(Fe,Si), con estructura BCC, a temperaturas desde 520 a 540 °C, mediante el parámetro k1. Después, la fase rica en boro precipita simultáneamente el compuesto Fe2B y termina la precipitación de II(Fe,Si), vía el parámetro cinético k2. Estos dos últimos eventos son exotérmicos y se correlacionan a los respectivos picos del diagrama DSC. La fracción en masa del compuesto Fe2B se deduce estequiométricamente de la aleación. A partir de los datos experimentales se deduce el calor de cristalización promedio de la fase (Fe,Si). El mecanismo se aplica relativamente bien a tres composiciones Fe, Si, B cercanas a la obtenida en este estudio, extraídas de la bibliografía, corroborando los resultados obtenidos. Se plantea una interpretación del calor de cristalización a partir de los datos de entalpía de mezclado y la capacidad calórica de las aleaciones Fe-Si.