Estudio de la magnetostricción por interferometría de Speckle

Resumen

En esta tesis se realiza un estudio de la magnetostricción de materiales magnéticos por interferometría de speckle. En la primera parte, se recogen los fundamentos teóricos del fenómeno del speckle y de las técnicas experimentales que se aplican en el desarrollo de este trabajo. En la segunda parte, se analizan las bases teóricas de la magnetostricción, aplicando la fotografía de speckle en la determinación de la magnetostricción en saturación. Se estudia la aplicabilidad del método caracterizando muestras de níquel. En tercer lugar, la dependencia de las propiedades elásticas con la magnetización es analizada utilizando un sistema interferométrico heterodino. Se determinan el módulo Young, el módulo de cizalladura y el módulo de comprensibilidad. Las muestras empleadas son barras esbeltas y alambres de níquel en el seno del campo magnético de un solenoide. Para las medidas del módulo de Young se siguen tres métodos experimentales basados en la obtención de las frecuencias propias longitudinales, transversales y de la frecuencia de resonancia longitudinal cuando las barras son sometidas a vibración forzada. Se han comparado los resultados obtenidos con los tres métodos verificando la validez de los modelos empleados. Se aplica un método que permite en el mismo experimento la evaluación en función del campo magnético del módulo de cizalladura y el de Young. La metodología seguida se fundamenta en la detección conjunta del espectro asociado a la vibración transversal y de torsión. A partir del módulo elástico y del módulo de cizalladura, medidos simultáneamente, se ha estudiado la constancia del módulo de compresibilidad en función de la magnetización. En la cuarta parte, se estudia la influencia del tratamiento térmico en las propiedades del níquel determinando la variación del módulo elástico a partir del análisis de la vibración longitudinal libre de la muestra. Se han aplicado tratamientos a diferentes temperaturas, tiempos de permanencia en horno y velocidades en enfrentamiento. También se ha analizado el tamaño de grano antes y después del tratamiento para evaluar su influencia en las propiedades elásticas. Finalmente, se estudia la fricción interna analizando el amortiguamiento en vibraciones longitudinales. Se ha empleado una doble metodología basada en vibraciones libres y forzadas. También se determina la dependencia del amortiguamiento con el campo magnético aplicado.