Síntesis de materiales por métodos no convencionales · Instituto de Ciencia de Materiales de...
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Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid
Síntesis de materiales por métodos no convencionalesCiertos óxidos metálicos, pertenecientes a tipos estructurales denominados
perovskitas (ABO3) o fluoritas (AO2), están recibiendo una atención particular
por sus diferentes aplicaciones tecnológicas como materiales para la
electrónica, las comunicaciones o el transporte y la acumulación de la energía.
Uno de los principales problemas con los que se encuentra la industria es el
poder contar con métodos de síntesis reproducibles y económicos que
permitan obtener estos materiales con las características deseadas.
En este grupo de trabajo se utilizan métodos alternativos de síntesis de óxidos
conductores iónicos y/o electrónicos (baterías de estado sólido) y ferro-
piezoeléctricos (sensores, transductores) basados en procesos de activación
mecanoquímica y mecanosíntesis, irradiación asistida por microondas y
reacciones por vía húmeda. Asimismo, se realiza el estudio estructural de los
óxidos sintetizados y el procesado de los materiales incluso a escala
nanométrica.
RELACIONES
Síntesis Composición Estructura Propiedades
Métodos de Síntesis Composición Estructura cristalina* dopados* sustituciones
mesoestructura
Control de propiedades
SÍNTESIS
CARACTERIZACIÓN
PROCESADO
Línea de Investigación de Materiales para Tecnologías de la InformaciónPersonal Investigador: M. Alicia CASTRO, Teresa HUNGRÍA, Eladio VILA
Personal en Formación: Covadonga CORREAS, Leticia MARTÍN , Adrián MIGUEL
Personal Técnico: Inmaculada MARTÍNEZ
CEMES/CNRS (Toulouse, Francia)
Difracción de Rayos X, estudio estructural
1 mm
Microscopía Electrónica
Microscopia electrónica de barrido: estudio a escala micrométrica
Microscopia electrónica de transmisión: estudio a escala nanométrica, a nivel atómico
A
Solución acuosa
B
Sólido
A + B
Suspensión
C
Precursor
•Estequiometría de C
•Pequeño tamaño de partícula
•Baja cristalinidad
Ventajas de los métodos alternativos:
- reacciones limpias y económicas
- reducción de temperaturas y tiempos de reacción
- estabilización de nuevas fases
- control del tamaño de partícula
- facilidad de procesado de materiales
- optimización de propiedades
- MÉTODO CERÁMICO TRADICIONAL: Etapas sucesivas de calentamientos
en horno a elevadas temperaturas durante largos tiempos.
microondaslámina
de SiC
rejillacerámica
aire
mufla cerámica
- VÍA HÚMEDA
-ACTIVACIÓN MECANOQUÍMICA: molienda muy enérgica en estado sólido
molienda molienda
Mezcla inicial
Mezcla mecanoactivada
⇑ homogeneidad⇓ tamaño de partícula⇑ reactividad
MECANOSÍNTESIS
Molino planetario (presión+ cizalla)
Molino vibratorio (presión)
Molino planetario con control de presión/ cizalla
- IRRADIACIÓN ASISTIDA POR MICROONDAS: Interacción de la radiación
con la materia; calentamiento ultrarrápido
Spark Plasma Sintering (SPS): preparación de materiales nano-
estructurados en tiempo record
Controlador del SPS: Temperatura,Presión, Atmósfera, Posición
Genera
dor p
uls
os D
C
Moldegrafito
Muestra
Cámara de vacío
Pirómetroóptico
Pistones
Otras técnicas: Análisis Térmico,
Espectroscopía en el InfrarrojoReacción: A + B C