Complutecno: Materiales Avanzados

FABRICACIÓN DE MATERIALES SINTERIZADOS: PRENSADO Y TRATAMIENTOS TÉRMICOS

Descripción:

Fig. 1: Troqueles disponibles y posibles formas de
los materiales obtenidos.

El Grupo de Dispositivos Magnéticos (GDM) dispone de la tecnología necesaria para la producción de materiales (barras, discos, blancos para sistemas de sputtering) de cualquier composición a partir de sus componentes en forma de polvo, así como de modificar sus propiedades estructurales mediante tratamientos térmicos

¿Cómo funciona?:

Fig. 2: Prensa hidráulica de 120 Tm.

La producción de materiales sinterizados se realiza siguiendo los siguientes procesos:

• Preparación de la mezcla de polvos en la proporción adecuada. Se dispone para ello de una campana de guantes con atmósfera controlada (N₂) y de una balanza (SCALTEC SAC 51).
• Mezclado de los polvos y posibilidad de molienda de los mismos para reducir el tamaño de partícula. El proceso puede realizarse en aire o en atmósfera controlada. Se dispone para ello de un molino planetario de bolas de ágata (Retsch S-1000).
• Prensado de los polvos. Se realiza en una prensa cuya fuerza máxima de trabajo es de 120 Tm. Para poder obtener materiales de diversas formas se dispone de diferentes troqueles.
• Posibilidad de realizar tratamientos térmicos hasta 1200ºC en vacío o en atmósfera controlada (N₂ y Ar).

Ventajas:

La preparación de materiales por sinterización es un proceso barato que permite obtener materiales en amplio rango de composiciones. Este sistema es especialmente versátil para la producción de blancos para sistemas de sputtering por la posibilidad de elegir la composición del blanco a voluntad. También es útil para la producción de núcleos de sensores.

Fig 3: Variación del campo coercitivo con el tratamiento térmico en aleaciones de Fe-Si obtenidas por sinterización.

¿Dónde se ha desarrollado?:

El sistema ha sido desarrollado y puesto en marcha por el Grupo de Dispositivos Magnéticos, formado por investigadores de la Facultad de CC. Físicas de la Universidad Complutense de Madrid y de la E.T.S.I. de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid. Este grupo tiene amplia experiencia en la fabricación de materiales blandos. El sistema ya ha sido utilizado con éxito en la producción de blancos para sputtering para diversos grupos de investigación. Actualmente, el G.D.M. está trabajando en la viabilidad de producción de materiales magnéticos blandos por el proceso de sinterización a partir de polvos prensados. En este campo ya se han obtenido los primeros resultados en aleaciones de Fe-Si y Fe-Ni.

Y además:

El Grupo de Dispositivos Magnéticos ofrece:

• Fabricación de materiales de la composición deseada por el cliente en las formas actualmente disponibles: blancos de sputtering de 2 pulgadas, barras de 5x1 cm² y 5x 0.6 cm², discos de 1.5 cm de diámetro y toros de 5.1 cm de diámetro externo y 3 cm de diámetro interno.
• Posibilidad de adaptar la forma de los materiales a la forma requerida por el cliente, tras un estudio previo del problema.
• Tratamiento térmico en vacío y en atmósfera controlada (N₂ y Ar) de los materiales producidos.
• Estudio de las propiedades estructurales (microscopio electrónico de barrido con microanálisis de composición, difracción de rayos X) y magnética (medida de ciclos de pérdidas y ciclos de histéresis en campo continuo y alterno) de los materiales obtenidos.