Síntesis de nanohilos de Sm-Co mediante electrodeposición DC

J.S. RIVA; S.E. URRETA; G. POZO LÓPEZ; L.M. FABIETTI; E. HERRERA; A.M. CONDÓ

San Carlos de Bariloche

Congreso; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados ? NANO 2017; 2017

Las aleaciones Sm2Co17 presentan propiedades magnéticas duras excelentes, además de una temperatura de Curie de 973 K, que es más del doble de la observada en la fase Nd2Fe14B. En el sistema Sm2Co17 bulk, la coercitividad está controlada por el anclaje de las paredes de dominios magnéticos en los bordes de grano, por lo que para optimizar esta propiedad se requieren tamaños de grano nanométricos.La aleación bulk se ha estudiado en detalle, sin embargo, la síntesis de nanohilos de Sm-Co (que suman anisotropía de forma) por electrodeposición en medio acuoso, ha sido muy poco explorada.El objetivo general de esta propuesta es sintetizar y caracterizar nanohilos con la fase Sm2Co17, partiendo de las sales de los respectivos cationes, en medio acuoso. Se busca obtener nanohilos policristalinos, con granos de tamaño nanométrico.En este trabajo se muestran los resultados obtenidos relativos a la síntesis de nanohilos de Sm1Cox-1 mediante electrodeposición, sobre membranas porosas comerciales de alúmina de 200 nm de diámetro de poro y 60 μm de espesor promedio. El diámetro de los hilos está determinado por el tamaño del poro de la membrana y la longitud de los mismos se controla variando el tiempo de electrodeposición DC; la composición, por su parte, varía dependiendo del potencial de síntesis empleado. Se emplearon soluciones acuosas de SmCl2 y CoCl2 0.06M en H3BO3 0.5M. El potencial empleado en la electrodeposición varía entre -0,8 V y -3,0 V, manteniendo constante en cada caso la carga, a un valor de 800 mC.Dependiendo del potencial empleado en la síntesis, se obtienen nanohilos o nanotubos. A -0.8V, se obtienen nanotubos cortos, debido a que el potencial es demasiado bajo para la electrodeposición de Sm y Co. Luego, a -0.9V se obtienen nanohilos bien compactos, y ya a potenciales más altos, resultan nuevamente nanotubos, debido a la gran cantidad de evolución de hidrógeno. La composición media de cada muestra se establece a partir de espectros EDS, y los tamaños y morfologías de los hilos se determinan con microscopia electrónica de barrido. Los difractogramas de rayos X no revelan fases cristalinas, indicando que las muestras son amorfas o con granos de unos pocos nanómetros. Esto se corrobora con técnicas de TEM. Estas estructuras dan lugar a una coercitividad y una cuadratura de los lazos de histéresis típicas de un material de dureza magnética baja y varían en función del potencial empleado en la síntesis. Para un potencial de -0.9V se obtiene el mayor valor de coercitividad, 55 mT, y conforme aumenta el potencial de síntesis, disminuye hasta un valor de 20 mT para -3.0 V. Esto último se asocia al incremento de la evolución de H2, lo que da lugar a depósitos no homogéneos y en algunos casos, a la formación de nanotubos.La fase amorfa en los nanohilos sintetizados a -0.9 V, con composición cercana a la fase Sm2Co17 es una excelente precursora para desarrollar cristales nanométricos de esta fase con propiedades magnéticas duras.