INQUIMAE 12526
INSTITUTO DE QUIMICA, FISICA DE LOS MATERIALES, MEDIOAMBIENTE Y ENERGIA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Compositos elastómeros estructurados con CoFe2-xSmxO4: efecto de la sustitución por samario en la estructura cristalina y propiedades magnéticas
Autor/es:
MARIANO M. RUIZ, P.SOLEDAD ANTONEL, OSCAR PEREZ, GUILLERMO JORGE, MIREILLE PEREC Y MARTÍN NEGRI
Lugar:
Córdoba
Reunión:
Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Investigaciones Fisico-Quimicas
Resumen:
Compositos
elastómeros estructurados con CoFe2-xSmxO4:
efecto de la sustitución por samario en la estructura cristalina y propiedades
magnéticas.
Mariano M. Ruiz1, P.Soledad Antonel1, Oscar Perez 2,
Guillermo Jorge3, Mireille Perec1 y Martín Negri1.
1.INQUIMAE-DQIAQF.
FCEyN-UBA-CONICET. Ciudad Universitaria, Pabellón 2. 1428. Buenos Aires. 2. Dpto. de
Industrias.FCEyN-UBA. 3. Dpto. Física, FCEyN-UBA.
e-mail:
marianoruiz@qi.fcen.uba.ar
Introducción
La producción de materiales
inteligentes con propiedades magnéticas moduladas por la sustitución con
tierras raras tiene potenciales aplicaciones para el desarrollo de sensores de
presión y campo magnético, actuadores para microfluidos y dispositivos de alta
densidad de memoria. Ésto motiva el estudio de la influencia en las propiedades
magnetorheológicas de elastómeros estructurados con CoFe2-xSmxO4-PDMS
al sustituir hierro por samario en nanopartículas magnéticas de ferritas de
cobalto.
Objetivos
El primer objetivo es la síntesis y
caracterización de nanopartículas magnéticas de CoFe2-xSmxO4
(x=0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5). Luego
analizamos la variación de las propiedades cristalinas y magnéticas en función
de la proporción de samario. El paso siguiente es la dispersión de las
nanopartículas en polidimetilsiloxano (PDMS), curando la mezcla de
nanopartículas-PDMS en presencia de un campo magnético uniforme para introducir
anisotropía magnética. Finalmente las propiedades magnéticas y elásticas de los
compositos resultantes son medidas en función de la orientación.
Resultados
Se diseñó un reactor Dewar con control
de temperatura con el fin de realizar la síntesis por el método de
coprecipitación. Se dejó gotear una solución ácida de FeCl3.6H2O,
CoCl2.6H2O y SmCl3 (aq) en relación
estequiométrica sobre una solución de NaOH (pH=12, T=80 ºC) con agitación
permanente. Las nanopartículas obtenidas se lavaron con ciclos de
centrifugación y resuspensión en agua Milli-Q,
y secadas en estufa de vacío a 40ºC durante 24 horas. Se caracterizaron por
XRD, TEM y SEM, indicando una disminución del tamaño de las naopartículas al
aumentar la proporción de samario (aproximadamente 30 nm). Se obtuvieron curvas de magnetización a
temperatura ambiente mediante VSM (del inglés, Vibrating Sample Magnetometer)
mostrando un comportamiento ferromagnético con campo coercitivo casi constante
y disminución de la magnetización de saturación con el aumento de la cantidad
de samario.
Se mezclaron el PDMS comercial y el
agente entrecruzador en proporciones definidas y luego se adicionó las
nanopartículas magnéticas (10% p/p). La mezcla líquida resultante, se depositó en un molde
cilíndrico que es parte de un dispositivo diseñado para realizar el curado a una dada temperatura (75ºC) en
presencia de un campo magnético (0,3 Tesla) durante 4 horas. Se realizaron
ciclos magnéticos, curvas de elasticidad y determinaciones del módulo de Young
en función de la orientación del composito.
Conclusiones
La sustitución de hierro por samario
modifica las propiedades de las nanopartículas. Los compositos obtenidos
muestran anisotropía magnética y elástica, y su variación en función de la
proporción de samario actualmente se encuentra en investigación.
