{"id":92693,"date":"2009-02-04T00:00:00","date_gmt":"2009-02-04T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/sintesis-y-caracterizacion-de-materiales-ceramicos-binarios-y-ternarios-de-vanadio-en-el-sistema-v-ti-c-n\/"},"modified":"2009-02-04T00:00:00","modified_gmt":"2009-02-04T00:00:00","slug":"sintesis-y-caracterizacion-de-materiales-ceramicos-binarios-y-ternarios-de-vanadio-en-el-sistema-v-ti-c-n","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/cinetica-quimica\/sintesis-y-caracterizacion-de-materiales-ceramicos-binarios-y-ternarios-de-vanadio-en-el-sistema-v-ti-c-n\/","title":{"rendered":"Sintesis y caracterizacion de materiales ceramicos binarios y ternarios de vanadio en el sistema (v, ti, c, n)"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Manuel Alberto Roldan Gutierrez <\/strong><\/h2>\n<p>S\u00edntesis y caracterizaci\u00f3n de materiales cer\u00e1micos binarios y ternarios de vanadio en el sistema (v, ti, n, c)  1.- Introducci\u00f3n  en las dos \u00faltimas d\u00e9cadas han aparecido numerosos trabajos dedicados al estudio de los nitruros de los elementos de transici\u00f3n. Ello se debe, por un lado, a su inter\u00e9s desde el punto de vista de la ciencia b\u00e1sica, dado que el conocimiento detallado de las propiedades fisicoqu\u00edmicas y de las estructuras de estos compuestos, inicialmente llamados nitruros intersticiales, dista mucho de ser completo. Por otro lado, est\u00e1n sus especiales propiedades entre las que cabe destacar su extraordinaria dureza, altas conductividades el\u00e9ctricas y t\u00e9rmicas y buena resistencia a la oxidaci\u00f3n, que los hacen muy atractivos desde el punto de vista de sus aplicaciones comerciales. De hecho, su uso para modificar las propiedades superficiales de distintos materiales est\u00e1 m\u00e1s extendido cada d\u00eda. Las aplicaciones tradicionales de este tipo de materiales, han sido como herramientas de corte y materiales estructurales1,2, su uso como componentes en circuitos magn\u00e9ticos y el\u00e9ctricos3, como catalizador 4-22 y como elemento decorativo en joyer\u00eda, entre otros.   el m\u00e9todo tradicional de preparaci\u00f3n de estos compuestos ha sido: empleando altas temperaturas a partir de la nitruraci\u00f3n del metal, en atm\u00f3sfera de nitr\u00f3geno \u00f3 amoniaco, empleando reducci\u00f3n carbot\u00e9rmica a partir de una mezcla del \u00f3xido correspondiente y carb\u00f3n en atm\u00f3sfera de nitr\u00f3geno, amonolisis de cloruros, \u00f3xidos o sulfuros del metal23-25. Recientemente se han empleado m\u00e9todos como: met\u00e1tesis, self-propagating high temperatura s\u00edntesis26, nitruraci\u00f3n por plasma, deposici\u00f3n en fase de vapor, s\u00edntesis v\u00eda reacci\u00f3n qu\u00edmica de organometalico27-29, etc. Sin embargo la mayor\u00eda de estos m\u00e9todos de preparaci\u00f3n requieren el uso de altas temperaturas \u00f3 agentes t\u00f3xicos \u00f3 rigurosas condiciones de s\u00edntesis, todo ello factores que no lo hacen muy rentables.   por otra parte, es conocido que el tratamiento mec\u00e1nico es una t\u00e9cnica de procesado en seco de materiales en polvo que permite la obtenci\u00f3n de productos homog\u00e9neos a partir, generalmente de mezcla de elementos o compuestos. As\u00ed el tratamiento mec\u00e1nico de metales en polvo produce amorfizaci\u00f3n de numerosos sistemas y s\u00edntesis de aleaciones con tama\u00f1o de part\u00edculas nanom\u00e9tricas  de hecho, se han sintetizado compuestos intermet\u00e1licos superconductores30-32 tales como nb3sn, imanes duros a base de fe-nb-b, as\u00ed como aluminuros para aplicaciones de alta temperatura. Es preciso se\u00f1alar que se pueden inducir reacciones en estado s\u00f3lido por molienda a temperatura ambiente que implicar\u00edan un aumento de energ\u00eda libre si se empleasen los tratamientos t\u00e9rmicos convencionales, es decir, pueden obtenerse fases que no est\u00e1n en equilibrio t\u00e9rmico y que en consecuencia, su s\u00edntesis est\u00e1 restringida al campo de la mecanoqu\u00edmica. As\u00ed, le ca\u00ed\u00abr y matteazi han sintetizado ni3c por molienda a temperatura ambiente de mezclas estequiom\u00e9tricas de carb\u00f3n y n\u00edquel, a pesar de que se requieren temperaturas superiores a 2000 \u00c2\u00bac para que la variaci\u00f3n de energ\u00eda libre impl\u00edcita en esta reacci\u00f3n sea negativa. El empleo pues de este m\u00e9todo de s\u00edntesis en la obtenci\u00f3n de nitruros de los metales de transici\u00f3n resulta de inter\u00e9s.  este proceso de s\u00edntesis se realiza a temperatura ambiente, el producto en la mayor\u00eda de los casos no necesita un tratamiento posterior, salvo en los que es necesaria una eliminaci\u00f3n de contaminaci\u00f3n procedente del medio de molienda (jarros y bolas, punto este que constituye su principal inconveniente). Adem\u00e1s, gracias a la gran energ\u00eda que se pone en juego en el interior del jarro, se pueden suplantar algunos reactivos que por su car\u00e1cter corrosivo pueden resultar un inconveniente, caso del nh3, que en la s\u00edntesis de nitruros se ha reemplazado por n2, mucho m\u00e1s manejable y menos peligroso. \t el uso de estos molinos de alta energ\u00eda tambi\u00e9n ha provocado un importante  descenso en el tiempo de molienda necesario para la obtenci\u00f3n de un mismo producto, con la consecuente disminuci\u00f3n de la contaminaci\u00f3n. Otro punto a favor de la mecanos\u00edntesis es su bajo coste frente a t\u00e9cnicas m\u00e1s sofisticadas como l\u00e1ser o condensaci\u00f3n en fase de vapor. Tambi\u00e9n se puede destacar la cantidad de producto que se obtiene de cada molienda ya que de cada descarga de los jarros se puede llegar a obtener de  5 a 50 gramos de muestra dependiendo del tipo de molino que se utilice.  debido a las caracter\u00edsticas del proceso se obtienen productos con microestructura nanom\u00e9tricas, dependiendo de las horas de molienda y del tipo de  mecanismo de reacci\u00f3n del proceso el compuesto final se obtiene amorfo \u00f3 cristalino. En caso de que se obtengan materiales amorfos hay que calentar el producto final para poder cristalizar la muestra y as\u00ed poder identificarlos por drx. Este problema suelen presentarlos aquellos compuestos, que se forman principalmente por un mecanismo de difusi\u00f3n, en este caso los tiempos de molienda son mayores y por ello la red cristalina se deforma m\u00e1s. Por el contrario, si se forman por un mecanismo de combusti\u00f3n, self-propagating reactions, el tiempo de molienda se limita a la inducci\u00f3n del proceso.  2-hip\u00f3tesis y objetivos:  en el presente trabajo se proceder\u00e1 a la s\u00edntesis y caracterizaci\u00f3n de los nitruros de  v. Tambi\u00e9n se abordar\u00e1 el uso de este m\u00e9todo para la s\u00edntesis de nitruros ternarios que poseen propiedades comparables a la de los nitruros binarios y en muchas ocasiones superiores. El m\u00e9todo tradicional de obtenci\u00f3n de los todav\u00eda escasos compuestos de este tipo, es a partir de sus \u00f3xidos mixtos por nitruraci\u00f3n a alta temperatura33, sputtering34 y cathodic arc deposition35,36.  por lo que dada la simplicidad de la s\u00edntesis mec\u00e1nica37-42 frente a los m\u00e9todos anteriores, su empleo y su sistematizaci\u00f3n resultar\u00eda de gran inter\u00e9s para el estudio de los materiales propuestos.  3- metodolog\u00eda y plan de trabajo  en el presente trabajo se ha empleado un molino de bolas planetario (modelo micro mill puverisette 7, fritsch, germany). Las presiones de trabajo fueron 10 y 2 atm\u00f3sferas de sobrepresi\u00f3n. Para cada experimento de molienda se emple\u00f3 un jarro de acero templado (67rc) de  45 cc de capacidad, junto con seis bolas del mismo material. El di\u00e1metro y peso de las bolas son de 15 mm y 12.39 g, respectivamente y se introdujeron cinco gramos de los reactivos. La relaci\u00f3n peso de muestra\/peso de bolas (pbr) es de 1:16. El jarro se purg\u00f3 cinco veces con nitr\u00f3geno antes de fijar la presi\u00f3n de trabajo, y se mantuvo permanentemente unido a la bala de nitr\u00f3geno durante la molienda mediante una v\u00e1lvula rotatoria y un tubo flexible de poliamida. Los distintos reactivos se molieron a la velocidad de 700 rpm.  los diagramas de difracci\u00f3n de rayos x se realizaron con un difract\u00f3metro siemens d501 usando radiaci\u00f3n cu k\u00c2\u00bf con un monocromador de grafito. Los diagramas fueron tomados a una velocidad de 0.05\u00c2\u00ba\/s.  Para el c\u00e1lculo del di\u00e1metro medio del dominio coherente de difracci\u00f3n se utiliz\u00f3 la ecuaci\u00f3n de scherrer us\u00e1ndose la anchura a la altura media (fwhm) del pico principal de cada fase.  el par\u00e1metro de red, a, se calcul\u00f3 utilizando el programa inform\u00e1tico lapods43 us\u00e1ndose el conjunto completo de picos obtenidos a partir del diagrama de drx y asumiendo la simetr\u00eda correspondiente. los espectros xas del borde de absorci\u00f3n k del vanadio (e=5465ev), de las muestras molidas 0.5, 1.5, y 8 horas fueron registrados en la fuente de radiaci\u00f3n sincrotr\u00f3n esrf, de grenoble (francia) en la estaci\u00f3n bm29. La energ\u00eda del anillo es de 6 gev, con una corriente m\u00e1xima almacenada de 200ma. El monocromador usado es un cristal de si (311). el estudio de los espectros eels se realiz\u00f3 en un microscopio electr\u00f3nico de transmisi\u00f3n philips cm200 que lleva acoplado un espectr\u00f3metro de perdida de energ\u00eda de electrones de detecci\u00f3n paralela, gatan modelo 766-2k. Las muestras en polvo se depositaron sobre rejillas de cobre con una pel\u00edcula de carb\u00f3n continua, operando a 200kv. la contaminaci\u00f3n de hierro procedente del medio de molienda tambi\u00e9n fue cuantificada. Para ello se utiliz\u00f3 el m\u00e9todo de valoraci\u00f3n directa con permanganato. los datos de superficie espec\u00edfica de los productos fueron obtenidos con un analizador modelo flowsorb iii 2310 (micromeritics instrument, usa), usando n2 como absorbato a la temperatura del nitr\u00f3geno l\u00edquido. la caracterizaci\u00f3n microestructural fue llevada a cabo en dos microscopios de barrido (sem) modelo jsm 5400 jeol y hitachi  s5200. Las fotograf\u00edas fueron tomadas a 30 kv en muestras dispersas en etanol soportadas sobre una rejilla met\u00e1lica. la caracterizaci\u00f3n de los compuestos se completa por an\u00e1lisis termogravim\u00e9tricos en una termobalanza c.I. Tanto las velocidades de calentamiento, las temperaturas de corte, y las composiciones de los gases utilizados se variaron seg\u00fan la necesidad del estudio.    4.-Bibliograf\u00eda [1] g. W. Wiener and j. A. Berger, j. Met., 7 (1995) 360. [2] y. M. Shy, l. E. Toth and r. Somasundaran, j. Appl. Phys., 44 (1973) 5539. [3] t. Yamada, m. Shimada and m. Koizumi, ceram. Bull., 59 (1980) 611. [4] h. Abe, t.K. Cheung, a.T. Bell, catal. Lett. 21 (1993) 11. [5] d.J. Sajkowski, s.T. Oyama, appl. Catal. A 134 (1996) 339. [6] s. Ramanathan, s.T. Oyama, j. Phys. Chem. 99 44 (1995) 16365. [7] c.W. Colling, j.G. Choi, l.T. Thompson, j. Catal. 160 (1996) 35. [8] g.M. Dolce, p.E. Savage, l.T. Thompson, energy and fuels 11 (1997) 3. [9] i.K. Milad, k.J. 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Kacznarck, scripta metallurgica et materiala 26 (1992) 249-253<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Sintesis y caracterizacion de materiales ceramicos binarios y ternarios de vanadio en el sistema (v, ti, c, n)<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Sintesis y caracterizacion de materiales ceramicos binarios y ternarios de vanadio en el sistema (v, ti, c, n) <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Manuel Alberto Roldan Gutierrez <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 Sevilla<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 02\/04\/2009<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Concepci\u00f3n Real Perez<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: manuel Jimenez melendo <\/li>\n<li>sofia Diaz moreno (vocal)<\/li>\n<li>jiri Malek (vocal)<\/li>\n<li>angel Justo erbez (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Manuel Alberto Roldan Gutierrez S\u00edntesis y caracterizaci\u00f3n de materiales cer\u00e1micos binarios y ternarios de vanadio en el 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