CMEmaterials - Elèctric

Zircona estabilitzada

editor — Fri, 31 May 2013 12:30:56 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Composició química : Y_0.2Zr_0.8O_1.9 En general la familia es nombra com : REx Zr1-x O2-x/2 , (RE)DC on RE= Y, La, Nd, Sm, Gd, etc.

Estructures cristal·lines : Estructura cúbica tipus fluorita (Fm3m (225)) amb paràmetre de xarxa 5.14728 nm

Diagrames

Diagrames:

Caracterització

Microscòpia òptica:

Descripció:

Observacions: Imatge realitzada amb lupa

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Correspón a una síntesis via combustió de gels.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Micrografia de pols d'YSZ comercial (Tosoh). X200

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Micrografia de placa d'YSZ comformada per tape casting i sinteritzada a 1500 ºC durant 6 hores.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Descripció: Micrografia de pols d'YSZ fabricada per combustió de gels i sinteritzada a 1050ºC durant 15 hores. X110000. Alerta no té l'escala però les particules més grans fan uns 50 nm.

Observacions: Imatge obtinguda per TEM (microscòpia electrònica de transmissió)

Propietats generals

Densitat:

5.901 g/cm³

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

200-210 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

5,8-10,5 MPa·m^1/2

Duresa:

A la temperatura de:	HV₁₀
T_amb	11-12,5

Observacions:

Resistència a la flexió a 4 punts: 500-1000 (MPa)

Propietats elèctriques

Permitivitat:

A la frequència de:	Permitivitat
48-62 HZ	22

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
20ºC	10⁸-10¹³(Ωm)
600ºC	10⁸-10¹⁶(Ωm)

Propietats tèrmiques

Temperatura de fusió:

2680 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient de dilatació tèrmica lineal
30-1000ºC	10-12,5 (10^-6 K^-1)

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	1,5-3 (Wm^-1·K^-1)

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica específica
30-1000ºC	400-550 (Jkg^-1·K^-1)

Propietats tecnològiques

Temperatura màxima d’utilització:

800-1600ºC

Observacions:

La resistència al xoc tèrmic és bona.

Aplicacions

Observacions:

Electrolit en piles de combustible d'òxid sólid. També es potencialment aplicable en sensors de gasos i bombes d'oxígen. Gran inèrcia química.

YBCO

editor — Fri, 31 May 2013 11:43:48 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Composició química : 69 %YBa₂Cu₃O₇ (Y-123) + 30% Y₂BaCuO₅ (Y-211) + 1% CeO₂

Matèries primeres : Cu electrolític,Y₂O₃,Ba(NO3)₂,CeO₂,PVA

Productes : Composite constituït principalment per una matriu de Y-123 (Fase superconductora) i uns precipitats de Y-211 (Aïllants).

Diagrames

Diagrames:

Descripció:

Per a la realització del procés de síntesis de materials superconductors d’YBCO, es parteix principalment de tres components: Cu o òxid de coure, d’òxid d’itri i de nitrat de bari, carbonat de bari o òxid de bari. En els vèrtex del diagrama ternari s’observen cadascunes de les matèries primes empleades per a l’obtenció d’aquest material.

Observacions: Depenent de les composicions de cadascun dels precursors el material final tindrà unes determinades propietats o unes altres.

Diagrames:

Descripció:

En el diagrama pseudobinari, s’observa la zona de treball que fa màximes les propietats superconductores (camp magnètic, densitat de corrent i temperatura crítica) d’aquest material

Observacions: Rang d’operació per a l’obtenció de materials superconductors d’YBCO

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Microscòpia òptica:

Preparació:

El polit de la mostra per tal de realitzar l’observació s’ha de realitzar en sec o amb glicerina. No es pot emplear aigua ja que el material reacciona i es degrada.

Descripció:

En la micrografia anterior s’observa una distribució heterogènia d’una fase majoritària (matriu) i una minoritària (precipitat)

Observacions: Imatge realitzada en microscòpia òptica de reflexió

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

En la micrografia anterior s’observa una distribució heterogènia d’una fase majoritària (matriu) i una minoritària (precipitat). Les esquerdes observades són degudes al tractament d'oxigenació que necessita el superconductor una vegada sintetitzat, per obtenir la fase superconductora.

Propietats generals

Observacions:

Densitat:

Y-123 --- 6.1080 g/cm³

YBCO --- 6.3048 g/cm³

Y-211 --- 6.4607 g/cm³

YBCO texturitzat --- 5.9175 g/cm³

Observacions: YBCO presenta dos temperatures característiques, una a 1010 ºC corresponent a la temperatura de fusió del Y-123 i l’altre a 1200 ºC corresponent a la temperatura de fusió del Y-211

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

88.5 – 235 GPa

Coeficient de Poisson:

0.3

Resistència mecànica a compressió:

41 – 562 MPa

Resistència mecànica a flexió(MPa):

19 – 35 MPa

Resistència mecànica a tracció(MPa):

20 – 33 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

0.18 – 0.30 MPa·m^1/2

Observacions:

Aquest ceràmic, degut als defectes com la porositat, té elevada dispersió de resultats.

Imatges:

Descripció:

No presentan resistencia al paso de corriente eléctrico. Su capacidad de conducir corriente eléctrica depende de las condiciones de H, Jc, T en la que se encuentre el superconductor, aspectos de preparación, etc. Se intenta llegar a valores del orden de 1MA/cm²en los cables y cintas superconductoras.

Propietats tèrmiques

Temperatura de fusió:

1010 ºC Y-123, 1200 ºC Y-211

Propietats magnètiques

Observacions:

Només es troben valors de Jc (densitat de corrent crítica), els valors es troben entre: 3.5·10⁴ – 2.0·10⁵ A/cm² a 77K i 0T de camp magnètic.

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

92 K (Temperatura crítica)

Observacions:

Per sobre de la temperatura crítica, camp crític i densitat de corrent crítiques el material deixa de comportar-se com un material superconductor.

Conformació

Imatges:

Descripció:

Macrografia Nº1. Barreta superconductora

Imatges:

Descripció:

Macrografia Nº2. Superconductor monocristall centre

Imatges:

Descripció:

Macrografia Nº3. Superconductor monocristall

Imatges:

Descripció:

Macrografia Nº5. Y₂BaCuO₅

Imatges:

Descripció:

Macrografia Nº6. YBa₂Cu₃O₇

Aplicacions

Imatges:

Descripció:

Trens superconductors

Imatges:

Descripció:

Limitadors de corrent

Imatges:

Descripció:

Aparells de RMN

Imatges:

Descripció:

El superconductor una vegada sintetitzat, per obtenir la fase superconductora, necessita un tractament d'oxigenació.

Observacions: Imatge d’un element superconductor texturat mitjançant la tècnica de creixement induït per llavor.

Imatges:

Descripció:

Cinta recoberta de superconductor

Observacions: La cinta de plata té un dipòsit de capa fina de superconductor.

Español

Resistència

editor — Wed, 29 May 2013 07:42:15 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

La composició de la resistència obtinguda per FRX és:

Component	%
Al₂O₃	44
SiO₂	18
Fe₂O₃	18
BaO	13

Òxids amb composició inferior al 1%: CuO, Ag₂O, SnO₂, TiO₂, MgO, Cl, K₂O, SrO, Cr₂O₃, Bi₂O₃, MnO, SO₃, I i La..Lu.

Observacions : La típica porcellana elèctrica consta aproximadament de un 50% d'argila, un 25% de SiO₂ i un 25% de feldespat. Aquesta composició fa que el material tingui una bona plasticitat al estat cru, i un marge ampli de temperatures de forn.

Caracterització

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

EDS 1. 1. part ceràmica central

EDS 1. 2. part ceràmica externa

EDS 1. 3. part metàl·lica

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Propietats elèctriques

Rigidesa dielèctrica:

A la temperatura de:	Rigidesa dielèctrica
T_amb	2 - 12 kV/mm

Pèrdua dielèctrica:

A la temperatura de:	Pèrdua dielèctrica
T_amb	0.06·60Hz

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	10¹¹ - 10¹³ Ω·m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Constant dielèctrica
T_amb	6·60Hz

Aplicacions

Imatges:

Descripció:

Imatge d'un circuit

Español

Piezoelèctric encenedor

editor — Wed, 22 May 2013 10:52:25 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Caracterització

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Aplicacions

Imatges:

Descripció:

Imatge del circuit de l'encenedor piezoelèctric

Imatges:

Descripció:

Imatge del circuit de l'encenedor piezoelèctric

Imatges:

Descripció:

Imatge del material piezoelèctric

Español

Grafit

editor — Thu, 09 May 2013 08:29:55 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Coc calcinat (1300ºC) C 97-99%, cendres 0.2-1.5%, S 0.2-2.5%, H < 0,1%, N <0,1%, Fe 50-2000ppm, V 5-500ppm, Ti 2-60ppm, Si 50-300 ppm,...

Coc purificat (2500ºC) C >99.8%, cendres <0.1%, sofre 0.015-0.03%, hidrogen 2-60ppm, nitrogen 7-70ppm, Fe <25ppm, V 1-50ppm, Ti 0.01-1ppm, Si 20-60ppm,...

OBSERVACIONS: El grafit sintètic és carbó grafititzat. En funció del mode d'obtenció, el grafit pot variar molt les seves propietats químiques i físiques.

MATÈRIES PRIMERES: Procedent del petroli

coc cru C 87-97%, cendres 0,1-1,0%, S 0,2-5,0%, H 3,0-4,5%, N 0,1-0,5%, Fe 50-2000ppm, V 5-500ppm, Ti 2-60ppm, Si 50-300ppm,...

PRODUCTES: La varietat de grafits és molt elevada. Es classifiquen en funció de la mida de partícula (2μm-8mm), del contingit de cendres (<20ppm-4%) i de la densitat aparent (1,35-1,95g/cm3).La densitat teòrica és de 2,25g/cm³. La porositat pot ser d'un 30%

Estructura del grafit

Forma 3 enllaços covalents en el mateix pla a un angle de 120º (estructura hexagonal). En el grafit els àtoms de carboni s'enllacen en una configuració hexagonal compacte formant plans o capes paral·leles. Dins de les capes, cadascun dels àtoms de carboni està enllaçat covalentment (hibridació sp2) amb altres tres. L'altre electró forma un enllaç p deslocalitzat. La unió entre plans és feble, de tipus de Van der Waals.

Diagrames

Diagrames:

Descripció:

diagrama de fases del carbono

Diagrames:

Descripció:

Diagrama (parcial) d'equilibri de fases del carboni

A baixa temperatura i pressió, la forma més estable del carboni és el grafit. Pot transformar el grafit en diamant a elevada pressió. Aquest procés és lent a temperatura ordinària ja que la barrera energètica que separa ambdues estructures és molt alta. Per aquest motiu, tant el diamant (metastable) com el grafit poden coexistir en condicions ambientals.

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Preparació:

El difractograma mostra una espècie molt pura.

Microscòpia òptica:

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Mida de partícula molt fina.

Propietats generals

Densitat:

densitat = 2.25 g/cm³, densitat aparent 1,35-1,95 g/cm³

Observacions:

Les propietats varien notablement amb el contingut d'impureses i de la mida de partícula

La mida de partícula (2μm i 8 mm)

El contingut de cendres (<20 ppm-4%)

Cel·la unitària : hexagonal - dihexagonal dipiramidal.

Dimensions de la cel·la :

a = 2.464 Å

c = 6.736 Å

Z = 4

V = 35.42

Grup espaial = P6₃ /mmc

Àrea superficial específica: 1.00 m²/g

Preu 7.6-11.6 €/Kg

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

4-30 GPa en funció del procés d'obtenció.

Duresa:

A la temperatura de:	Mohs	Vickers
T_amb	1.00 - 2.00	4-50

Observacions:

escissió perfecte : [0001]

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	0.00600 ohm-cm

Observacions:

Resistivitat elèctrica 6·10^-5Ω·m

Propietats tèrmiques

Temperatura de fusió:

3650 ºC

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient d’expansió lineal
20 ºC	0.600 - 6.5 µm/m·ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
T_amb	80-240 W/m·K

Capacitat calorífica específica:

A la temperatura de:	Capacitat calorífica
T_amb	0.70768 J/g·°C

Observacions:

Calor de formació = 716.7 KJ/mol

Calor específica = 0.70768 J/g·ºC

Capacitat tèrmica a T ambient 0,69 J/g·K

Propietats magnètiques

Observacions:

Material no magnètic

Propietats òptiques

Observacions:

emissivitat (0-1) = 0.900

Anisotropia = extrema

Tranaparència = opac

Propietats tecnològiques

Temperatura mínima d’utilització:

-273ºC

Temperatura màxima d’utilització:

1300-2690ºC

Propietats químiques

Observacions:

No inflamable.

Durabilitat en àcids febles, aigua (fresca i salada), alcalis febles, dissolucions orgàniques molt bona.

Aguanta radiacions U.V.

No aguanta bases fortes i poc àcids forts.

Aplicacions

Imatges:

Descripció:

Gresols de grafit

Imatges:

Descripció:

Elètrodes de grafit per soldar

Español

Fusible

editor — Thu, 09 May 2013 08:20:28 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Primeres matèries:

90% de talc 3MgO·4SiO₂.H₂O i 10% d'argila

Caracterització

Difracció de raigs-X:

Preparació:

Com que no té alcalins, bon aïllant eléctric.

Microscòpia òptica:

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Presenta l'aspecte típic d'un cerámic sinteritzat: sense porositat amb un aspecte uniforme. Alta densificació.

Propietats elèctriques

Pèrdua dielèctrica:

A la frequència de:	Pèrdua dielèctrica
60 Hz	(8-90)·10^-3
10⁶ Hz	(7-25)·10^-3

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	aïllant (esteatita)	magnetita (semiconductor)
T_amb	10¹⁵Ω·cm	10^-2Ω·cm

Constant dielèctrica:

A la freqència de:	Constant dielèctrica
10⁶Hz	6

Observacions:

Bon aïllants elèctrics degut a la baixa pèrdua de potencia, baixa absorció d'humitat i bona resistència al impacte.

Resistència dielèctrica 6-11 (kV/mm)

Conductivitat elèctrica 10^-10-10^-12 (Ωm)^-1

Resistivitat de volum > 10¹² (Ωm)

Aplicacions

Imatges:

Descripció:

Aïllants electrònics i elèctrics de esteatita

Español

Condensador

editor — Tue, 07 May 2013 10:56:25 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Composició química:

Molt poca mostra, no es va poder realitzar.

Caracterització

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recobriemnt amb Au.

Descripció:

A. Ceràmic dielèctric.

B. Fil per soldadura de l'elèctrode.

C. Recobriment

D. Elèctrode dipositat en la part superior del disc ceràmic.

EDS Fil per soldadura de l'elèctrode. El fil és de Ni. L'Au que s'observa en el EDS és degut al recobriment.

EDS Recobriment. El recobriemnt està fet principalment de Sn.

EDS elèctrode dipositat en la part superior del ceràmic. L'elèctrode està format per òxid de manganès, carboni i plata.

EDS del ceràmic dielèctric. El ceràmic està format per òxids de manganès, tàntal i carboni.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Imatge de la part ceràmica del condensador de la micrografia Nº1.

El ceràmic està format per òxids de manganès, tàntal i per carboni.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recobriment amb Au.

Descripció:

A. Ceràmic dielèctric.

B. Fil per soldadura de l'elèctrode.

C. Soldadura.

EDS del ceràmic dielèctric. El ceràmic està format per Ti, Ba, Zr, Ca i Sn , alguns en forma de òxids.

EDS Fil per la soldadura de l'elèctrode. Està format principalment de Cu.

EDS Soldadura. El recobriment està format principalment de Sn.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recobriment amb Au.

Descripció:

Correspón a la part ceràmica de la micrografia Nº3.

Microscòpia electrònica de rastreig:

Preparació:

Recobriment amb Au.

Descripció:

A. Ceràmic dielèctric.

B. Fil per la soldadura de l'elèctrode.

C. Soldadura

D. Elèctrode dipositat en la part superior del disc ceràmic.

EDS ceràmic dielèctric. Està format per grafit. Els pics del Au són deguts al recobriment.

EDS Fil per la soldadura del elèctrode. El fil és de Cu.

EDS Soldadura. Soldadura de Sn.

EDS Elèctrode dipositat en la part superior del ceràmic. L'elèctrode és de Ni. També es veu algún pic de C probablement del grafit (part ceràmica) i Sn de la soldadura.

Propietats generals

Densitat:

Titanat de bari: 6.02 g/cm₃

Observacions:

Aparença del titanat de bari són cristalls blancs amb fases de baixa a elevada temperatura: hexagonal, cúbic, tetragonal, ortoròmbic, romboèdric. Totes les estructures excepte la cúbica presenten efecte ferroelèctric

Propietats elèctriques

Rigidesa dielèctrica:

A la temperatura de:	Rigidesa dielèctrica del titanat de bari
T_amb	12·10⁶ V/m

Constant dielèctrica:

A la temperatura de:	Titanat de bari:
T_amb	1000 - 5000

Obtenció

Imatges:

Descripció:

Etapes d'obtenció del condensador

Imatges:

Descripció:

Parts d'un condensador

Conformació

Imatges:

Aplicacions

Imatges:

Descripció:

Condensadors

Imatges:

Descripció:

Imatge de peces d'ordinador

Español

Ceria dopada amb samari

editor — Mon, 06 May 2013 07:58:43 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Composició química:

Sm_0.2 Ce_0.8 O_1.9

En general la familia es nombra com : RE_x Ce_1-x O2_-x/2 , (RE)DC on RE= Y, La, Nd, Sm, Gd, etc.

Estructura cristalina: Estructura cúbica tipus fluorita (Fm3m (225)) amb paràmetre de cel·la 5.4330 nm.

Caracterització

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Micrografia de la pols obtinguda per combustió de gels. X50

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Micrografía x3000 d'una pastilla comformada per premsat uniaxial i sinteritzada a 1600ºC durant 10 hores (98.3 % densitat relativa)

Microscòpia electrònica de transmissió:

Propietats generals

Densitat:

7.148 g/cm³

Aplicacions

Observacions:

Electrolit en piles de combustible d'òxid sólid. També es potencialment aplicable en sensors de gasos i bombes d'oxigen, així com en l'oxidació catalítica d'hidrocarburs.

Español