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En este artículo se revisa los principales modelos teóricos, que pretenden dar una explicación sobre las propiedades de conducción electrónica de óxidos cerámicos con estructura perovskita, que incluyen en la posición B metales de transición del
primer período (Fe, Co, Ni, Mn), en conexión con su estructura de bandas y el carácter de sus electrones más externos, así como las transiciones metal aislante. Una continuación de este trabajo (Parte II), tratará lo referente a propiedades magnéticas y electrocatalíticas intentando integrar los trabajos llevados a cabo en la literatura sobre los campos citados.

Los AMO3, llamados perovskitas, forman una gran familia de compuestos que presentan a su vez diversas propiedades físicas así como enormes aplicaciones tecnológicas. Es posible expandir esta familia y sus propiedades y aplicaciones, sustituyendo los cationes Ay M originales por diferentes A’ y M’. En este trabajo presentamos el estudio del compuesto Sr1-xBaxHfO3 con x=0.5. El óxido fue preparado por el método de reacción en fase sólida. La muestra fue analizada por difracción de Rayos X y por espectroscopía de Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC) a diferentes temperaturas. El estudio cristalográfico del material reveló que entre 400 y 420ºC se produce la transición de fase de estructura I4/mc a Pm3m y la fase a baja temperatura es tetraédrica con los octaedros de oxígeno girados. La transición ocurre cuando este ángulo de rotación tiende a cero, dando lugar a una estructura cúbica, la fase de alta temperatura. La espectroscopía PAC mostró la transición de fase y que la interacción cuadripolar hiperfina que existe en ambas fases es desordenada. Utilizando las posiciones atómicas determinadas por rayos X, el modelo de cargas puntuales y suponiendo la existencia de vacantes de oxígeno polarizadas y distribuidas al azar se calculó el gradiente de campo eléctrico que actúa sobre la sonda. Este cálculo reproduce razonablemente el comportamiento con la temperatura de la interacción cuadripolar medida por PAC.

Se revisa el estado del arte de las propiedades de acoplamiento asociadas a estímulos y respuestas de naturaleza eléctrica y magnética en cerámicas. Se presentan las familias de materiales sobre las cuales se realizan en la actualidad las investigaciones más significativas en relación con los efectos considerados y se señalan algunos grupos de trabajo representativos. Se expone un resumen formal de la cristalofísica de las propiedades de acoplamiento. Las herramientas analíticas utilizadas son las simetrías ordinaria y complementaria de estructura y propiedades, además de los tensores polares y axiales. Se plantea la llamada representación superficial de las propiedades, tanto para monocristales como para cerámicas policristalinas. Se introducen los métodos del Análisis de Texturas y el cálculo de propiedades de acoplamiento efectivas (promedios) con empleo de las funciones de distribución de orientaciones. Se muestran ejemplos prácticos de las técnicas expuestas.

Películas delgadas de niobato de litio (LiNbO3) con estequiometria 1/1 han sido preparadas por el proceso “spin-coating” utilizándose precursores poliméricos. Las capas depositadas en sustratos de silicio (100) han sido tratadas térmicamente entre 400°C y 600°C durante 3 horas. El objetivo ha sido estudiar como el tratamiento térmico influye en la cristalinidad, microestructura, tamaño de granos y rugosidad de as películas. La cristalización de la fase LiNbO3 ocurre a bajas temperaturas
(400ϒC), como demuestran los resultados de análisis por difracción de rayos-X (DRX) obtenidos para las películas. Los resultados por MEB posibilitaron la conclusión de que a temperaturas alrededor de 500°C se obtienen películas delgadas densas. Por su turno, el tamaño de granos y rugosidad son muy afectados por la temperatura de calentamiento, siendo esta conclusión posible por los análisis por MFA.

En el presente trabajo se describe el desarrollo de un nuevo material compuesto que reúne distintas propiedades en un solo material. Dicho material está formado por una red de sílice con distribución de tamaño de poro estrecha - diámetro cercano a los 1000 Å - entrecruzada con otra red de carbón pseudografítica donde los microdominios carbonosos son de alta actividad. La primer red facilita la entrada de grandes moléculas al interior de los granos del material permitiendo su rápido acceso a los sitios activos de la red carbonosa, esto minimiza la resistencia difusional observada cuando se utilizan carbones activados de alto rendimiento en los procesos de adsorción o aplicaciones catalíticas. Las dos estructuras entrecruzadas descritas son autoportantes e independientes entre ellas, pudiéndose aislar una de otra sin pérdida de la forma y tamaño del material compuesto original, entonces su posible uso tecnológico puede ser multiplicado. El nuevo material compuesto es estable con respecto a otros soportes ó materiales adsorbentes debido a su alta temperatura de obtención (1550 oC). Se describe su método de preparación, el de las estructuras derivadas aisladas y su caracterización (DRX, IR, PxC, distribución de tamaño de poro, superficie específica, isotermas de adsorción desorción, adsorción de azul de metileno y SEM).

Se prepararon nuevas soluciones sólidas de fluoruros isovalentes con fórmula general M1-xSnxF2 (M = Ba, Sr, Cd) y M1-xSn1+xF4 (M = Ba, Sr). Las fases fueron sintetizadas por reacción en estado sólido en atmósfera de N2 y caracterizadas por difracción de rayos x. La primera serie de compuestos son isoestructurales al β-PbF2, con simetría cúbica tipo fluorita. El intervalo de formación de las soluciones sólidas varía con el tamaño del ion siguiendo la secuencia Ba>Sr=Cd. El valor de la celda unidad para el Ba, disminuye con el contenido de SnF2, y para el Sr y Cd se mantiene constante. Los compuestos de la segunda serie, con mayor contenido de fluoruro de estaño, son isoestructurales al PbSnF4, con simetría tetragonal derivada de la fluorita ligeramente distorsionada.

Entre las distintas técnicas de medida de la conductividad/difusividad térmica de materiales, destaca la técnica del pulso láser por la rapidez de medida de la difusividad térmica y la facilidad de preparación de las muestras. Sin embargo, cuando se mide la difusividad térmica en materiales porosos, aparecen problemas relacionados con la transmisión del haz láser y la subestimacion del espesor de la muestra. En este trabajo, se propone un método para evitar estos problemas que consiste en formar un sistema tricapa Cu/material poroso/Cu. Este método se ha verificado experimentalmente utilizando materiales de alúmina densa y porosa. Los valores experimentales para la alúmina porosa se han explicado a partir de modelos que estiman la conductividad térmica efectiva de un material poroso en función de la conductividad del material denso, la porosidad y el tipo de microestructura.

Las condiciones óptimas de obtención de esmaltes vitrocerámicos sobre materiales férreos son logradas cuando la interfase
presenta una estructura continua constituida por la formación de óxidos. Para la obtención de estas condiciones se considera
fundamental el tratamiento primario superficial, que engloba desde simples procesos de desengrase hasta procesos de deposición de níquel. Cuando la formación de los óxidos en la interfase no tiene lugar, aparecen fenómenos de esponjamiento en estos recubrimientos, provocados por reacciones durante el proceso de cocción. Las distintas variables que influyen en la obtención de los mismos son: temperatura de cocción del esmalte, porcentaje, naturaleza y granulometría de carga cerámica utilizada. Queda demostrado que el grado de esponjamiento es mayor cuanto mayor sea la fracción volumétrica de carga en el esmalte, menor su granulometría, así como la utilización de temperaturas de cocción del esmalte entre 650 y 850 ºC, si bien las condiciones óptimas de vitrificación se consiguen en torno a los 820ºC. Los recubrimientos vitrocerámicos esponjosos pueden ser aplicables en industrias como la construcción debido a sus propiedades como la de ser aislantes térmicos y acústicos, como consecuencia de su naturaleza porosa.

Los composites metal-cerámica tipo luna y címbalo consisten en discos piezoeléctricos encapsulados con cápsulas metálicas que poseen una cavidad. Esta cavidad favorece la amplificación de los efectos piezoeléctricos directo e inverso. Estos actuadores llenan el escalón entre actuadores multicapa, con desplazamientos pequeños y fuerzas generativas elevadas, y actuadores bimorfos, con desplazamientos grandes y fuerzas generativas pequeñas. El actuador tipo luna alcanza desplazamientos de más de 100mm, fuerzas generativas máximas de hasta varios N´s, tiempos de respuesta desde 20 hasta 100ms, y baja respuesta en ensayos de fatiga a más de 107 ciclos. Los actuadores tipo címbalo muestran desplazamientos dos veces mayores que los obtenidos con actuadores tipo luna para el mismo tamaño, fuerzas generativas mucho mayores y la posibilidad de eliminar la dependencia del desplazamiento con la temperatura mediante selección de los materiales. Además poseen unas características únicas de sintonización que permiten seleccionar distintas frecuencias de resonancia con el mismo actuador.