Estudio de las etapas de molienda reactiva en sistemas metálicos (LaCeNdPr-Ni-Al; Cu-Al)

S.A. OBREGÓN; M.F. GIORDANA; E.ZELAYA; M.R. ESQUIVEL

Ciudad de Rosario

Congreso; XV Encuentro: Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2015; 2015

Instituto de Física de Rosario (IFIR-CONICET)

La molienda reactiva (MR) de baja temperatura es un proceso que permite obtenerfases nano y/o microestructuradas a T< 150 °C. El mismo consiste en un ciclo combinado defractura y soldadura en frío durante el cual una nueva estructura es obtenida a partir de lasestructuras iniciales. Sin embargo, la evolución de la MR es dependiente, entre otros factores,de la relación relativa inicial de reactantes, de la resiliencia (resistencia a deformaciones)relativa entre sí y con respecto a los productos formados. Eventualmente, esta situación afectala evolución del proceso de MR, alterando el orden relativo o la duración de las etapas demolienda y por ende, la identidad, microestructura y cantidad de los productos deseados.En este trabajo, se analiza y comparan las etapas de molienda de dos sistemasreactivos con resiliencias muy diferentes: 0.16Al-0.84Cu (I), y0.25La0.52Ce0.17Nd0.06Pr-4.75Ni-0.25Al (II). Los sistemas metálicos fueron tratados pormolienda reactiva en Ar en un molino horizontal (Uni-Ball Mill II, Australian Instruments).Las muestras extraídas a diferentes tiempos integrados de molienda (ti) fueron analizadas porDSC, TEM, SEM y DRX. Los principales resultados obtenidos para cada sistema se resumenen la Tabla 1.Tabla 1-Etapas de molienda para sistemas metálicosSistemametálicoEtapas de molienda (ti, h) Fases finales Consumo(kW/h)Eficiencia(%)InicialIntermediaFinal CompletitudI 0-10 10-30 >30 >50 (0.16Al-0.84Cu); Fm3m 0,01 85%II 0-20 20-80 80-120>120 La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06Ni4.75Al0.25P6/mmm + fases secundarias0,03 75%El sistema metálico I es menos resiliente que el II. En aquél, la muestra final esnano/microestructurada y homogénea. La estructura de ésta es coincidente con la deldiagrama de fases en equilibrio (0.16Al-0.84Cu). Se forma a ti más cortos que el sistema II,favorecida por la similitud estructural de los aleantes en el sistema Cu-Al y por la carencia deIM (intermetálicos) en ese rango de composición. En el sistema metálico II, la muestra finales nano/microestructurada y la fase principal es la más estable en el diagrama de fases. Peroésta ocurre con la presencia de fases secundarias y a ti más largos. La etapa de completitud esretardada por razones microestructurales y porque en las etapas de cambio composicional seforman IM con resiliencia diferente a la de los reactantes, lo que conduce a la formación defases intermedias más duras, que inhiben la difusión de aquéllos. Esta condición aumenta elconsumo energético total y disminuye la eficiencia de la MR con respecto al sistema I.Agradecimientos: Los autores agradecen a ANPCyT (PICT 0643 y PICT 0092), UNComa (PI04/B183) y CONICET (PIP 0109) por financiamiento parcial.