CAP4

Capítulo 4: Transiciones de Fases en Aleaciones Metálicas Amorfas.

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Capítulo 4
Transiciones de Fases en Aleaciones Metálicas Amorfas.
4.1
4.2

Introducción
Fotoacústica en Metales Amorfos
4.2.1 Desarrollo Experimental
4.2.2 Señales Obtenidas
4.2.3 Resultados Experimentales

4.3
4.4

Discusión y Conclusiones
Bibliografía

Capítulo 4: Transiciones de Fases en Aleaciones Metálicas Amorfas.

734. Transiciones de Fases en Aleaciones Metálicas
Amorfas.
4.1 Introducción
La estabilidad de metales amorfos puede ser determinada por mediciones térmicas.
Cuando un metal amorfo es calentado por encima de su temperatura de transición vítrea,
este experimenta primero una transición de segundo orden de vidrio a líquido
sobreenfriado y posteriormente una transición de primer orden de líquido acristal [Scherer,
G.W.- Baxi, H.]. Los cambios estructurales son detectados usualmente por Rayos-X o
difracción de neutrones, Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) o medidas de
resistividad eléctrica.
La estabilidad de la fase amorfa y las energías de activación para las transiciones
están determinadas por la cinética de transformación, que es, el retardo antes que ocurra la
transición, después decalentar la muestra por sobre la temperatura crítica. Cuando se
somete las muestras a un recosido isotérmico, la energía de activación se determina a partir
de los esquemas de Arrhenius, mientras que, a velocidades de calentamiento constantes, se
determina a partir de los esquemas de Kissinger, como se vio en el capítulo anterior.
En este capítulo aplicaremos la técnica basada en el efectofotoacústico para la
determinación de transiciones de fase en aleaciones metálicas. Trabajos anteriores
relacionados con la caracterización fotoacústica de transiciones de fase, constan de una
lámpara o un láser contínuo de baja potencia chopeados y una celda de gas con un
micrófono [Siqueira, M.A.]. Esta técnica requiere un volumen muy pequeño de gas en
contacto con la muestra y el micrófono [Vargas,H.], este requerimiento es difícil de lograr

Capítulo 4: Transiciones de Fases en Aleaciones Metálicas Amorfas.

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cuando el micrófono debe ser colocado lejos de la muestra, fuera de la región de control de
temperatura, llevando esto, a diseños muy sofisticados [Fernández, J.; Pichon, C.].
En nuestro caso se usó un láser pulsado como fuente de excitación. La generación
de ondas acústicas en fasecondensada, por medio de un láser pulsado, es una técnica que
ha sido usada extensamente para la caracterización de materiales [Ver Ref. A].
Aquí, la excitación del láser actúa solamente como fuente de ondas acústicas,
entonces la energía del pulso debe ser siempre lo suficientemente baja para evitar
calentamiento o cambios en la superficie irradiada.
A fin de demostrar la validez de la técnicadesarrolla, fue aplicada al estudio de los
procesos de cristalización de la aleación amorfa Mg-Zn (Mg70Zn30). Esta aleación fue
seleccionada por que ha sido completamente estudiada y posee un número grande de
publicaciones anteriores, que permiten una comparación fiable con los resultados. Esta
aleación presenta una estructura eutéctica a la composición usada, y posee una fase de
equilibrio a altatemperatura Mg51Zn20 (Mg7Zn3) que ha sido caracterizada por Higashi
[Higashi, I.]. La muestra se hace amorfa después de un rápido enfriamiento a partir del
fundido [Boswell P.; Calka, A.(1977)], con un orden de corto alcance semejante a la fase
cristalina del Mg7Zn3 [Rubin, H.; Ito, M; Andonov P.(1987)]. Según Andonov [Andonov
P.(1989)] este estado es en realidad descripto por la coexistencia deuna fase desordenada
semejante al estado líquido y agregados con algún orden, los cuales, no han todavía
cristalizado. La fase amorfa es solamente marginalmente "estable" [Calka, A. (1986)] y
diferentes autores han hallado temperaturas de transición algo diferentes, dependiendo de
la historia térmica del material [Pichon, C; Suck, J.B.]. La cristalización al calentar ha sido
descripta por varios...