Evolución térmica, nano y microestructural de composites Ce*O2-NiO para aplicaciones duales: energéticas y ambientales

A.A.QUIROGA; E.ZELAYA; M.R. ESQUIVEL

Cordoba

Congreso; Congreso International de Metalurgia y Materiales 16 SAM-CONAMET; 2016

Universidad Nacional de Cordoba

Los composites basados en Ce*O2-Ni , donde Ce*O2 es un óxido subtstituido, presentan un amplio rango de aplicaciones por las características estructurales y las propiedades sinérgicas del mismo. El Ce*O2 posee una estructura cúbica estable, con elementos con número de oxidación variables entre 3+ y 4+, mientras que el Ni presenta propiedades catalíticas que favorecen las reacciones superficiales 1. La diversidad de aplicaciones del composite queda, en parte, definida por la cinética de desarrollo de sus componentes. De esta manera, se puede controlar el crecimiento de uno o de ambos de acuerdo a la temperatura, atmósfera y tipo de precursor. En este trabajo, se analiza la evolución térmica, nano y microestructural de estos composites en aire a partir de la descomposición térmica en aire de intermetálicos del tipo AB5. La evolución térmica se estudia con DSC en forma isotérmica y anisotérmica, entre temperatura ambiente y 550 °C, y mediante tratamientos térmicos hasta 1400 °C. La morfología y la distribución de tamaños de laspartículas se determinan por SEM (Nova NanoSEM 230, FEI). La nanoestructura se analiza por TEM (CM200 UT, FEI). La microestructura se estudia por XRD (PANanalytical Empyrean). Las estructuras halladas se refinan por el método Rietveld utilizando el software Fullprof. Se determina que la cinética entre temperatura ambiente y 300 °C es controlada por la formación de Ce*O2. La evolución térmica está controlada por procesos en serie/paralelo asociados a la formación de este óxido y a la descomposición térmica del intermetálico. Se caracteriza el orden de la reacción considerando el O2 en exceso. Se determina que los procesos de formación del Ce*O2 están asociados a mecanismos de nucleación y crecimiento 2. En este rango de temperaturas, la formación de NiO es despreciable. Este proceso queda ratificado por las observaciones de TEM; XRD, SEM y EDS. Estos resultados son promisorios para abordar la producción en escala industrial.