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Para poder resolver la estructura granular de los nanocomposites con mayor detalle y eventualmente detectar microporos, se realizan observaciones de microscopía electrónica

Figura 6.6 Imágenes obtenidas con microscopía electrónica de barrido (SEM) con electrones secundarios (SE) correspondientes a las regiones que comprenden el borde (micrografías de la columna izquierda) y centro (micrografías de la columna derecha) de las muestras (a) d5, (b) d4, (c) d2 y (d) d1.

de barrido (SEM)1 _{conjuntamente con un análisis de composición químico a través de la} técnica de espectrometría dispersiva en energía (EDS por sus siglas en inglés) a aleacio- nes elaboradas por chill-casting en diferentes regiones. En la figura 6.6 se muestran las i- mágenes SEM de electrones secundarios (SE) correspondientes a las zonas que compren- den el borde (micrografías de la columna izquierda) y centro (micrografías de la columna derecha) de las muestras d5, d4, d2 y d1.

Como se mostró en las micrografías ópticas (figura 6.3) existe una fase compuesta por pequeñas partículas dendríticas embebidas, en principio, en dos matrices diferentes en contraste, una de color gris uniforme que luego se convierte en una estructura muy fina tipo eutéctica, topológicamente difusa que envuelve la matriz gris, ambas apreciables en todos los especímenes exceptuando d1 donde sólo se observa la primera. En la micro- grafía izquierda de la figura 6.6 (a), correspondiente a la zona del borde del composite d5, se aprecian las zonas indicadas como 5A y 5B, cuyas composiciones promedio están da- das por Nd48Fe29Al23 y Nd56Fe26Al18 respectivamente y no corresponden a ninguna fase estable conocida del sistema Nd-Fe-Al [Grieb 90, 91] como la _δ, µ, Nd2Fe17 o Nd5Fe17. La diferencia de composición entre ambas matrices es pequeña pero, no obstante, el au- mento de la fase gris lisa (zonas 5B, 4B, 2B y ambas micrografías de la figura 6.6 (d)) es un indicador de la disminución en el gradiente estructural de solidificación que clara- mente se advierte a medida que la velocidad de templado aumenta, i.e. cilindros con me- nores diámetros. Esto es consistente con los espectros obtenidos por DRX, en los que se percibe un ensanchamiento en los picos de fase amorfa y una disminución en la intensi- dad de los picos relativos a las fases cristalinas para velocidades de colada mayor.

La composición media de las partículas de estructura cristalina de forma rectangular, cuya formación se observa en la zona 4A de la micrografía izquierda en la figura 6.6 (b), está dada por Nd28Fe44Al28, que se asemeja a la fase tetragonal _δ [Grieb 91], Nd30Fe62−xAl8+x (0 < x < 17). Las mediciones hechas por microscopía óptica y SEM reve-

lan que la cantidad de fase tipo _δ presente en los cilindros es muy pequeña, en consecuen- cia, esta fase no puede ser identificada en los patrones de DRX; las zonas 4B y 4C poseen una constitución dada por Nd56Fe25Al19 y Nd64Fe21Al15 respectivamente. Estos valores son comparables a los obtenidos para las zonas 5A y 5B, y tampoco pertenecen a ninguna fase estable conocida del sistema NdFeAl.

En la micrografía derecha correspondiente a la muestra d2 (figura 6.6 (c)) se observa en mayor detalle la estructura de tipo eutéctica compuesta por pequeñas partículas de morfología dendrítica, inmersas en la matriz amorfa uniforme. La composición media del sólido dendrítico cristalino característico de este sistema es de Nd85Fe7Al8 (zona 2A), lo cual revela que es una fase rica en Nd, indicando que la zona oval (observada por MO) alrededor de las partículas rectangulares de fase tipo _δ, presenta una composición similar, i.e. constituida mayoritariamente por Nd, ya que el contraste de las dendritas visto en las micrografías de la figura 6.3 es el mismo. En cierta medida esto explica los picos de Nd registrables en el espectro de DRX, mostrando que, una pequeña fracción de estos crista- litos precipitan en la matriz, ya que esta estructura se distribuye a través de toda la mues- tra.

Sun et. al. [Sun 03], Schneider et. al. [Schneider 02], Bracchi [Bracchi 04] y Ortega- Zempoalteca et. al. [Ortega 09, 10] han realizado un estudio de TEM en cilindros de 3 mm de diámetro de Nd60Fe30Al10 solidificados de forma ultrarrápida y han encontrado

1 _{Las experiencias de SEM y EDS, cuyos resultados se reportan en esta sección, fueron realizadas por R.} Valente, investigador del grupo dirigido por los Prof. H. R. Salva y A. A. Ghilarducci en el Centro Atómico Bariloche - CNEA, Instituto Balseiro - Universidad Nacional de Cuyo. Estos trabajos se realizaron en el marco de la colaboración existente entre dicho grupo y el grupo Ciencia de Materiales de FaMAF, Universi- dad Nacional de Córdoba.

nanocristales de Nd de ~ 20 − 50 nm de tamaño medio embebidos en una matriz amorfa. El valor medio de la composición del fondo correspondiente a la matriz (zona 2B) es de Nd53Fe28Al19, valor que se asemeja a los obtenidos anteriormente para las zonas 5A, 5B, 4B y 4C, y que de igual manera, no corresponde a ninguna fase estable conocida del sis- tema NdFeAl.

Por último en la figura 6.6 (d) se muestra la microestructura perteneciente a la alea- ción d1, la cual es fundamentalmente de carácter amorfo. Se puede apreciar, en ambas micrografías, una matriz amorfa uniforme con una distribución de pequeñas partículas dendríticas de ~ 1 − 5 µm de tamaño y diminutos puntos negros de ~ 1 − 3 µm de tamaño que han sido reportados como pertenecientes a una fase rica en Fe [Sun 03, 04, Hu 07, Kaszuwara 08]. En la tabla 6.3 se detallan las composiciones químicas, obtenidas me- diante análisis EDS, correspondientes a las zonas nomencladas en la figura 6.6.

Tabla 6.3 Estructura y distribución de las composiciones químicas, obtenidas mediante análisis EDS, co- rrespondientes a las regiones del borde y centro de las aleaciones d5, d4 y d2.

Muestra Ident. Posición Composición (at. %) Estructura d5 5A centro Nd48Fe29Al23 5B borde Nd56Fe26Al18 d4 4A borde Nd28Fe44Al28 tipo δ 4B centro Nd56Fe25Al19 4C centro Nd64Fe21Al15 d2 2A centro Nd85Fe7Al8 rica en Nd 2B centro Nd53Fe28Al19