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