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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.