Tesis

Teniendo como base estudios previamente realizados en el sistema Zr-Nb-Fe [25-27], se acepta la presencia de dos fases ternarias, además de las fases provenientes de los sistemas binarios correspondientes. Una de ellas es una fase cúbica de tipo Ti2Ni, Fe (Nb+Zr)2, y la otra una fase hexagonal de Laves de tipo C14, Zr(Nb+Fe)2. Esta última abarca una región extensa del diagrama.
El objetivo del presente trabajo consistió en determinar el rango de existencia de estas fases ternarias y los límites entre los campos bifásicos y trifásicos a los cuales pertenecen. Para ello se fundieron y analizaron aleaciones de Zr-Nb-Fe, con contenidos de Nb entre el 5% at. y el 50% at. y de Fe entre el 10% at. y el 60% at., tal cual salieron de la fundición y luego de ser sometidas a un tratamiento térmico a 900º C durante 4 meses. La determinación y caracterización de fases se llevó a cabo mediante técnicas de microscopía óptica y electrónica de barrido, difracción de rayos X, microanálisis y espectroscopia Mössbauer.
Combinando estas técnicas se encontró, entre otras cosas que el rango de composición en % at. para la fase Fe (Nb+Zr)2 es de aproximadamente 54< % at Zr <64.5, 0.5< % at Nb<16, 30< % at Fe <35.
Para la fase Zr(Nb+Fe)2 el rango de existencia inferior respecto del contenido de Fe fue de aproximadamente 30% at.Fe, 34% at. Zr y 36% at. Nb y el superior de aproximadamente 55% at. de Fe, 5% at. de Nb y 40% at. de Zr.
Además de la aludida fase de Laves C14 se halló otra fase de Laves (ZrNb)Fe2 (C15). Con la ayuda de los mapas estructurales de Watson y Bennett y de Pettifor se verificó la estabilidad de ambas.
Mediante espectroscopia Mössbauer se determinó que el Fe en ambas fases de Laves ve entornos distintos a su alrededor produciendo distribuciones de DC y que la fase Fe (Nb+Zr)2 presentaría carácter magnético a bajas temperaturas. Se calcularon parámetros de red y se asignaron parámetros Mössbauer para composiciones que no figuraban en la literatura.
También se determinó que el sistema ternario Zr-Nb-Fe a 900º C, al igual que el binario Zr-Nb, presentaría una laguna de miscibilidad (Zrβ + Nbβ) en el rango de composición en % at. de Nb: 25-70, aceptando hasta aproximadamente 3 % at. de Fe. Por otra parte se extendió la validez del modelo de predicción de Pettifor para fases de Laves de sistemas pseudobinarios de elementos de transición, verificándose para los resultados experimentales obtenidos en el sistema Zr-Nb-Fe.
Se propuso finalmente un corte a 900º C del diagrama ternario (Zr-Nb-Fe) en la zona estudiada que introduce modificaciones a la última revisión de dicho diagrama [43]. Es importante destacar que la combinación de distintas técnicas es el complemento ideal para la realización de un trabajo de este tipo.