Caracterización de materiales base ferrita Ni-Zn obtenidos por tecnología de microondas

Abstract

[ES] La sinterización de materiales cerámicos mediante radiación de microondas es un campo emergente en la ciencia y tecnología de materiales con un enorme potencial para obtener nuevos materiales y nuevas microestructuras. Las principales características asociadas al proceso de microondas se resumen en: un calentamiento volumétrico rápido y uniforme, mejora en la densificación y las propiedades mecánicas e inhibición del crecimiento de grano. En este trabajo se estudiará la sinterabilidad de materiales ferrita (Ni-Zn) y composites de ferrita (NiZn)-BaTiO3. Para ello, se van a utilizar dos cavidades de microondas monomodo, una de ellas con máximo de campo magnético y otra con presencia de máximo de campo eléctrico. Los objetivos del estudio han sido los siguientes. La sinterabilidad del composite con las dos microondas. La sinterabilidad de la ferrita (Ni-Zn) se prueba con sinterización eléctrica por microondas. Por último, se caracterizan todas las muestras para observar la influencia de los parámetros de sinterización por microondas en la microestructura, la dureza y la densidad. Además, ambos materiales se sinterizan por sinterización convencional para compararlos con las muestras sinterizadas por microondas. En cuanto al composite de ferrita (Ni-Zn) y BaTiO3. De hecho, se ha observado un comportamiento muy inestable con las dos cavidades de microondas. En el caso del microondas eléctrico, el uso de un susceptor de SiC ha permitido sinterizar el material con éxito. Por último, las propiedades del material sinterizado por microondas son muy prometedoras. Por ejemplo, este método ha permitido aumentar la dureza del material y su densidad. En cuanto a la ferrita (Ni-Zn), se ha logrado la sinterización mediante microondas eléctricas. La caracterización de las muestras ha mostrado propiedades similares a las de las muestras sinterizadas por sinterización convencional, pero a una temperatura más baja y con tiempos de sinterización más cortos.

[CA] La sinterització de materials ceràmics per mitjà de radiació de microones és un camp emergent en la ciència i tecnologia de materials amb un enorme potencial per a obtindre nous materials i noves microestructures. Les principals característiques associades al procés de microones es resumixen en: un calfament volumètric ràpid i uniforme, millora de la taxa de producció, millora en la densificació i les propietats mecàniques i inhibició del creixement de gra. En este treball s'estudiarà la sinterabilidad de materials ferrita (Ni-Zn) i composites de ferrita (Ni-Zn) - BaTiO3. Per a això, es van a utilitzar dos cavitats de microones monomodo, una d'elles amb màxim de camp magnètic, i una altra amb presència de màxim de camp elèctric. Els objectius de l'estudi són nombrosos. Primer, es prova la sinterabilidad del compost amb les dos microones. Després, la sinterabilidad de la ferrita (Ni-Zn) es prova amb sinterització elèctrica per microones. Finalment, es caracteritzen totes les mostres per a observar la influència dels paràmetres de sinterització per microones en l'estructura, la duresa i la densitat. A més, ambdós materials se sinterizan per sinterització convencional per a comparar-los amb les mostres sinterizadas per microones. Quant al compost de ferrita (Ni-Zn) i BaTiO3. De fet, s'ha observat un comportament molt inestable amb ambdós microones. En el cas del microones elèctric, l'ús d'un susceptor ha permés sinterizar el material amb èxit. Finalment, les propietats del material sinterizado per microones són molt prometedores. Per exemple, este mètode ha permés augmentar la duresa del material i la seua densitat. Quant a la ferrita (Ni-Zn) , s'ha aconseguit la sinterització per microones elèctriques. La caracterització de les mostres ha mostrat propietats semblants a les de les mostres sinterizadas per sinterització convencional, però a una temperatura més baixa i amb temps de sinterització més curts.

[CA] The sintering of ceramic materials by microwave radiation is an emerging field in materials science and technology with an enormous potential for obtaining new materials and new microstructures. The main characteristics associated to the microwave process are summarized in: fast and uniform volumetric heating, improved production rate, improved densification and mechanical properties and inhibition of grain growth. In this work, the sinterability of (Ni-Zn) ferrite and (Ni-Zn) ferrite/BaTiO3 composites will be studied. For this purpose, two single mode microwave cavities will be used, one of them with a maximum magnetic field and a minimum electric field, and the other with a maximum electric field and a minimum magnetic field. The aims of the study are numerous. First, the sinterability of the composite with the two microwaves is tested. Then, the sinterability of the (Ni-Zn) ferrite alone is tested with electric microwave sintering. Finally, all the samples are characterised in order to observe the influence of the microwave sintering parameters on the structure, the harness and the density. Furthermore, both materials are sintered by conventional sintering to be compared with the microwave sintered samples. Concerning the (Ni-Zn) ferrite/BaTiO3 composite. After several attempts, the sintering of the composite with the magnetic microwave is a failure. Indeed, a very instable behaviour have been observed with both microwaves. In the case of the electric microwave, the use of a susceptor has enabled to sinter the material with success. Finally, the properties of the material sintered by microwave are very promising. For example, this method has enabled to increase the hardness of the material and its density. Concerning the (Ni-Zn) ferrite, the electric microwave sintering was achieved. The characterization of the samples has shown similar properties than samples sintered by conventional sintering but at lower temperature and shorter sintering times.