poster_festa-2016_MG

Proprietà costituzionali, fisiche e applicative di nuove
leghe e composti intermetallici
Possibili relatori: A. Saccone, S. De Negri, M. Giovannini, P. Solokha, D. Macciò, A.M. Cardinale
Cristallochimica e Proprietà Fisiche di
Intermetallici di Ce, Eu e Yb
Nuove leghe a Memoria di Forma Ferromagnetiche
(FSMA)
M. Giovannini
M. Giovannini
Dottorandi: F. Gastaldo
Tesisti: J. Roberts
Lo studio dei composti intermetallici contenenti elementi delle terre rare ha sempre suscitato un
notevole interesse dal punto di vista sia delle applicazioni tecnologiche che della ricerca
fondamentale. I composti intermetallici del tipo RxTyXz (R = terra rara; T = elementi di transizione: X
= elementi del blocco p) possono mostrare proprietà magnetiche ed elettroniche insolite, quali ad
esempio la superconduttività, il comportamento a fermioni pesanti, l’interazione Kondo
o la valenza intermedia della terra rara. Queste singolarità derivano dal fatto che questi
materiali si comportano spesso come sistemi ad elettroni fortemente correlati, in cui esiste
un’interazione più o meno forte tra gli elettroni di conduzione e gli elettroni-f degli atomi di terra
rara. La maggior parte di questi fenomeni avviene soprattutto nel caso in cui la terra rara sia
costituita da elementi quali Ce e Yb, che possono assumere valenze che si discostano dalla trivalenza
tipica della maggior parte dei lantanidi.
Struttura cristallina di Yb7Pd36Sn57
Struttura cristallina di YbCu4Au
Le leghe FSMA (un esempio è Ni2MnGa) sono importanti materiali funzionali in quanto ottimi
candidati per applicazioni tecnologiche quali attuatori magnetici. Infatti, questi
materiali
ferromagnetici presentano elevate deformazioni (anche del 10%) sotto l’influenza di un
campo magnetico applicato (MFIS, Magnetic Field-induced Strain). Queste deformazioni, molto
maggiori di quelle causate dalla magnetostrizione, sono dovute ad una trasformazione reversibile della
microstruttura, da una struttura ad alta simmetria (austenite) ad una a più bassa simmetria
(martensite) a seguito del raffreddamento. Altra proprietà interessante che le leghe FSMA possono
mostrare è un elevato effetto magnetocalorico che rende questi materiali promettenti candidati
per la refrigerazione magnetica.
Micrografia LOM della lega Ni25Mn35Ga40. Inset: tipica
doppia transizione Paramagnete-Ferromagnete e
Austenite-Martensite in un campione FSMA.
Diagramma ternario Ni-Mn-Ga in cui viene mostrato
l’andamento della Tc in funzione delle composizioni
analizzate (Work in progress)
Tecniche strumentali utilizzate: SEM-EDXS, LOM, analisi termica DSC, magnetometria SQUID, X-Ray Powder Diffraction (XRPD)
Progetti e collaborazioni internazionali e nazionali
Pubblicazioni recenti
Ricerca svolta nell’ambito di progetti internazionali e collaborazioni con diversi centri di
ricerca, tra cui:
 M. Giovannini, I. Čurlík, F. Gastaldo, M. Reiffers, J.G. Sereni, “The role of crystal chemistry in
YbCu5-xAux” J. Alloys Compd. 627 (2015) 20-24.
 TU Wien (Politecnico di Vienna), Vienna, Austria.
 I. Čurlík, M. Giovannini, J. G. Sereni, M. Zapotokova, S. Gabani, M. Reiffers, "Extremely high
density of magnetic excitations at T = 0 in YbCu5-xAux “, Phys. Rev. B 90 (2014) 224409.
 Institute of Experimental Physics, SAS, Košice, Slovakia.
 Bariloche Atomic Centre, Bariloche, Argentina
 Depart. of Physics, University of Johannesburg, South Africa
 Dipartimento di Fisica (DIFI), Università di Genova
 T. Muramatsu, T. Kanemasa, T. Kagayama, K. Shimizu, Y. Aoki, H. Sato, M. Giovannini, P.
Bonville et al. ”Reentrant quantum criticality in Yb2Pd2Sn” Phys. Rev. B
rapid
communications 83 (2011).
Pr-Al-Si system: isothermal section T=500°C
TEMA DI RICERCA
Studio dei sistemi ternari costituiti da Al e Si con
elementi del gruppo dei lantanidi
A. Saccone, A.M. Cardinale
Negli ultimi anni lo sviluppo di materiali metallici leggeri per i diversi usi industriali
(industria aerospaziale, automobilistica, etc.) ha assunto sempre maggiore importanza.
In questo campo le leghe a base di alluminio e silicio presentano anche altre interessanti
proprietà, quali un basso coefficiente di espansione termica, buona resistenza all’usura.
Queste proprietà possono essere ulteriormente migliorate se alluminio e silicio formano
una lega con un elemento del gruppo delle terre rare.
X ray diffraction data of a sample at 30
at. % Pr and 11 at. % Al.
BSE image of a two phase sample at 42
at.% Pr and 33 at.% Al: t4 grey compound
plus PrAlxSi1-x light crystals.
Tecniche strumentali utilizzate:
 Forno ad induzione e forno ad arco
 Forni per trattamenti termici
 Microscopio elettronico a scansione (SE, BSE)
con sonda EDXS per analisi qualitativa e
quantitativa e detector EBSD
 Analisi differenziale (DTA)
Anna Maria Cardinale, Daniele Macciò, Adriana Saccone,
PHASE RELATIONSHIPS OF THE R-AL-SI SYSTEMS: THE
PR-AL-SI ISOTHERMAL SECTION AT 500 °C, J. Therm. Anal.
and Calorim. Volume 121, Issue 3 (2015), 1151-1157.