Caracterización morfológica y composicional de composites metal-polímero por Microscopía Electrónica de Barrido.

ESQUIVEL, M.R.; JUGO GIUGGIOLINI, A.D.

Ciudad de Bariloche

Congreso; 107 Reunión Anual de la Asocación Argentina de Física 2022; 2022

Asociación Física Argentina

En este trabajo, se caracterizamorfológica y composicionalmente composites polímero-metal obtenidos pormanufactura aditiva. Para ello, se utiliza Microscopía Electrónica de Barrido ysus Técnicas Asociadas. Se utilizaron dos microscopios electrónicos de Barrido.Un Microscopio de emisión termiónica  (W)FEI- INSPECT S50 con una resolución nominal de 6 nm. El microscopio tiene modosde operación de alto y bajo vacío con detectores ETD, vCD y EDS. El otromicroscopio es de emisión de campo (Cristal de W) denominado FEI-NOVA NANOSEM230 con una resolución nominal de 1,6 nm. El microscopio tiene modos deoperación de alto y bajo vacío con detectores ETD, TLD, vCD, STEM, EBSD, GAD yEDS. Para la caracterización, también se utilizaron las simulaciones de lainteracción haz de electrones-material utilizando el método de Monte Carlo a travésdel Software Casino ®.  Los composites analizados fueronobtenidos por manufactura aditiva, utilizando métodos de modelado pordeposición fundida (Impresión 3-D ) utilizando acido polilactico (Grilon 3) como molde en el cual fue depositada la planchuela/monedade Cu (Alfa Aesar, 99,99+%) por manufactura aditiva, compresión a baja presióny tratamientos térmicos en H2 (Linde Gas) a 700 °C. La lámina de Nifue obtenida de su constitución comercial (sigma-aldrich, foil, 99,9+%). Los distintos composites obtenidos fueron caracterizados en distintos modosde operación (alto y bajo vacío) para mostrar las posibilidades dedeterminación de morfología superficial. Los composites fueron estudiados bajodistintos modos de imagen, por electrones secundarios y retrodifundidos, paramostrar la posibilidad de determinación topográfica y de contrastecomposicional. En el modo de imagen por electrones secundarios, se aprovechó lainteracción inelástica producida por el haz de electrones, de manera de captarlos detalles superficiales asociados a los distintos recorridos del cabezal dela impresora 3-D mientras se formaba el molde por modelado por deposiciónfundida. Ese mismo modo de imagen fue utilizado para obtener unacaracterización morfológica sobre el recorrido del cabezal en distintos modosde sustrato. En el modo de imagen por electrones retrodispersados, se utilizóla propiedad de reflectividad, que depende de la interacción elástica de loselectrones con el material analizado y que es una función del voltaje, corrientey número atómico de los átomos componentes del material analizado. De estamanera, era posible caracterizar por contraste atómico, distintos tipos desuperficies.  Estos modos fueron específicamente usados para determinar el estudio defronteras por contraste composicional. Finalmente, se realizaron estudios dedeterminación elemental composicional por EDS. Esta técnica fue usada en susmodos puntual, lineal y de mapeo superficial para mostrar aplicaciones dedeterminación de profundidad de capa  (ocomposicional) a distintos voltajes. Estos resultados fueron acompañados deluso del software de simulación CASINO ®.  En particular, fue útil para predecir laprofundidad o espesor de distintas capas de PLA sobre Cu y Ni. Esto es debido aque la interacción haz de electrones-material depende del voltaje y de lacorriente aplicada, de manera tal que fue posible estudiar los contrastescomposicionales en función del voltaje aplicado. Los resultados obtenidos, son útiles para la aplicación de estos compositesen electrodos polímero-metal utilizados para la captura del ion Sr ensoluciones acuosas de interés nuclear y ambiental.