Sinterización de magnesia con diferentes concentraciones de óxidos de nanopartículas Fe₂O₃, AI₂O₃ y SiO₂ respectivamente mediante láser pulsado.

García Quiñonez, Linda Viviana (2016) Sinterización de magnesia con diferentes concentraciones de óxidos de nanopartículas Fe₂O₃, AI₂O₃ y SiO₂ respectivamente mediante láser pulsado. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Se realizó un estudio acerca del proceso de sinterización de óxido de magnesio (MgO) con adiciones de 3, 5 ,7 y 10 % en peso de nanoparticulas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de aluminio (Al2O3) y óxido de silicio (SiO2) así como los producidos pellets mediante compactación uniaxial. Los pellets fueron posteriormente irradiados con dos longitudes de onda 532 y 1064 nm correspondientes al láser pulsado Q switch Nd:YAG. Al material obtenido se le realizó una caracterización de morfología y microestructura, con técnicas de Difracción de Rayos X (DRX), Microscopia Electrónica de Barrio (MEB), Espectroscopia de Fotoelectrones Emitidos por Rayos X (XPS). Los parámetros del experimento comprenden dos fluencias de energía 0.8 y 1.7 J/cm2 para la longitud de onda de 532 nm, mientras que para la longitud de onda de 1064 nm se emplearon la fluencia de energía de 2.5 y 3.0 J/cm2. Sólo en el caso de las nanopartículas de óxido de silicio se emplearon las fluencias de energía de 3.8 y 4.7 J/cm2. Por otra parte se analizaron distintas velocidades de traslación 110, 250, 400 y 550 μm/s así como los tiempos de irradiación para cada una de ellas. Se evaluaron los parámetros antes mencionados al momento de hacer incidir la energía del láser sobre los pellets refractarios. Se observó que los pellets mostraron cambios en las distintas intensidades y cantidad de planos de reflexión, cambios de estado químico para cada una de las nanopartículas adicionadas a la matriz, así como nuevas fases correspondientes a distintas espinelas, en el caso de las nanopartículas de óxido de hierro (Fe2O3) se obtuvo la espinela magnesioferrita (MgFe2O4), para las nanopartículas de óxido de aluminio (Al2O3) se obtuvo magnesio-alúmina (MgAl2O4) y finalmente para las nanopartículas de óxido de silicio (SiO2) la presencia de la espinela forsterita (Mg2SiO4). Los cambios morfológicos son apreciables en las micrografías en donde se observa el crecimiento de cuellos entre los granos, disminución de las porosidades y formación de las nuevas fases en los límites de grano. Con esto, se evidencia que es posible lograr la sinterización de materiales cerámicos empleando nuevas tecnologías, como lo es el láser. En este trabajo de tesis, se describirán las principales contribuciones que se aportaron, mediante el desarrollo del trabajo y evaluación de distintos parámetros, a este amplio tema de estudio.

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