Caracterização estrutural e magnética das ligas quasicristalinas Al₈₀Mn₁₂Si₄Cr₄-ₓREₓ(RE= Y, Sm e Nd)

Abstract

No presente trabalho produzimos ligas quasicristalinas com composição nominal Al₈₀Mn₁₂Si₄Cr₄₋ₓREₓ (RE = Y, Sm e Nd) e x = 0, 1, 2, 3 e 4 at.% para estudar a influência da substituição do cromo por terras raras em suas respectivas propriedades magnéticas. As ligas foram produzidas pela técnica de melt-spinning na forma de fitas com largura e espessura típicas, respectivamente, de 2 mm e 60 μm. Medidas de difração de raio-X (DRX) mostraram padrões típicos para fases icosaedrais, caracterizadas pela presença de picos de difração em 2θ = 41°, 44°, 65° e 74°. Traços de uma segunda fase composta por Al puro ou pelo composto intermetálico Al₆Mn também foi detectada. Imagens de microscopia eletrônica de varredura revelaram a presença de cristais e clusters com simetria pentagonal embebidos em uma matriz metálica, o que corrobora os resultados obtidos pela DRX. O comportamento magnético das ligas com x = 0 e x = 4 at.% foi estudado através de medidas de magnetização realizadas em um Physical Properties Measurement System (PPMS). Medidas de suscetibilidade dc em um campo de 1 kOe com temperatura variando no intervalo 5 – 300 K mostraram um comportamento que obedece a lei de Curie-Weiss. Os valores de θ encontrados pela ajuste da lei de Curie-Weiss aos dados experimentais indicaram uma predominância de interação do tipo ferromagnética para as amostras de Al₈₀Mn₁₂Si₄Nd₄ e Al₈₀Mn₁₂Si₄Sm₄ com θ = 1,99 K e 0,39 K respectivamente, e do tipo antiferromagnética para as amostras Al₈₀Mn₁₂Si₄Cr₄ e Al₈₀Mn₁₂Si₄Y₄ com θ = -0,26 K e -4,88 K, respectivamente. Medidas de magnetização para T = 5 K com H = ± 85 kOe revelam uma histerese nas amostras com Nd e Sm com valores de coercitividade e remanência de 400 Oe e 0,19 emu/g para a primeira e de 540 Oe e 0,047 emu/g para a segunda amostra. Para as amostras com Cr e Y o comportamento observado foi puramente paramagnético. Esse comportamento está em acordo com o valores de θ obtidos através da medida da susceptibilidade magnética