Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid Síntesis de materiales por métodos no convencionales Ciertos óxidos metálicos, pertenecientes a tipos estructurales denominados perovskitas (ABO 3 ) o fluoritas (AO 2 ), 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 Información Personal 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. microondas lámina de SiC rejilla cerámica 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 Generador pulsos DC Molde grafito Muestra Cámara de vacío Pirómetro óptico Pistones Otras técnicas: Análisis Térmico, Espectroscopía en el Infrarrojo Reacción: A + B C