1. No category

IV Reunión Nacional de Difractometría. Acapulco, Guerrero, México 8- 11 de noviembre del 2015
Compuestos binarios base renio: materiales
ultraduros e incompresibles
Erick A. Juarez–Arellano1*, Mizraim G. Granados-Fitch2, Björn Winkler3, Alexandra
Friedrich3, Lkhamsuren Bayarjargal3, Miguel Avalos–Borja2
1
Instituto de Química Aplicada, Universidad del Papaloapan (UNPA), Circuito central 200, Col. Parque
Industrial, 68301, Tuxtepec, Oaxaca, México.
2
IPICyT, División de Materiales Avanzados, Camino a la Presa San José 2055, Col. Lomas 4 sección C.P.
78216, San Luis Potosí, México.
3
Institut für Geowissenschaften, Universität Frankfurt, Altenhöferallee 1, D–60438 Frankfurt a.M.,
Germany.
*e-mail: [email protected]
Resumen. En este trabajo se presentan los resultados de la síntesis y caracterización de compuestos
binarios base renio.
Palabras clave: carburo de renio, boruro de renio, nitruro de renio
Se tiene una búsqueda permanente de materiales ultraduros e incompresibles que rivalicen las
propiedades del diamante, que además sean fáciles de sintetizar y económicamente más rentables. Los
materiales ultraduros reciben en la vida cotidiana múltiples aplicaciones como: herramientas de corte,
recubrimientos de rodamientos, elementos de desbaste, brocas para la perforación de pozos,
recubrimientos protectores, implantes óseos, entre muchas más. Tradicionalmente se utilizaban como
materiales duros sustancias naturales como el diamante, el óxido de silicio (SiO2) o el óxido de aluminio.
Posteriormente se empezaron a utilizar materiales sintéticos como el diamante sintético, el carburo de
tungsteno o el nitruro de boro. El problema es que muchos de estos materiales ultraduros e incompresibles
son metaestables a condiciones de presión ambiente y requieren altas presiones y temperaturas para su
formación. Tal es el caso del diamante, del carburo de renio o de los nitruros de renio [1-2].
En el presente trabajo se presentan resultados de la síntesis de compuestos binarios base renio tanto bajo
condiciones de alta presión y alta temperatura (en celda de diamante) como resultados de mecanosíntesis
a presión atmosférica.
Las condiciones y productos de síntesis en la celda de diamante fuerón evaluadas por medio de radiación
sincrotrón, mientras que los productos de la mecanosíntesis fuerón evaluados por difracción de rayos X
convencional. El sistema Re-B es muy complejo en cuanto al número de fases encontradas aunque se
pudieron obtener monocristales de diboruro de renio ReB2 después de la síntesis en la celda de diamante
(Fig. 1). Por otro lado, por medio de la mecanosíntesis también se obtuvieron monocristales tanto de
diboruro de renio ReB2 como de carburo de renio Re2C (Fig. 2) [3]. La obtención de estos compuestos a
presión ambiente abre la posibilidad de sintetizar materiales ultraduros e incompresibles más fácilmente y
económicamente más rentable.
Agradecimientos. Los autores agradecen el financiamiento recibido mediante los proyectos financiados por
CONACyT (CB–2009–01–129934, CB-2010-01-151551 e INFRA-2014-01-224220), y el gobierno Alemán a
través de la DFG (Wi–1232 y Wi–1232/35–1). También agradecen a G. Labrada, A.I. Peña y D. Partida por apoyo
técnico y al LINAN por acceso al laboratorio de microscopia.
SMCr. IV Reunión Nacional de Difractometría. Acapulco, Guerrero, México 8- 11 de noviembre del 2015
Referencias
1.
2.
3.
A. Friedrich, B. Winkler, E.A. Juarez-Arellano, L. Bayarjarga. “Synthesis of binary transition metal
nitrides, carbides and borides from the elements in the laser-heated diamond anvil cell and their structureproperty relations” Materials 4 (2011) 1648-1692.
E.A. Juarez–Arellano, B. Winkler, A. Friedrich, D.J. Wilson, M. Koch–Müller, K. Knorr, S. Vogel, J. Wall,
H. Reiche, W. Crichton, M. Ortega, M. Avalos–Borja. “Reaction of Rhenium and Carbon at High Pressure
and Temperatures“ Zeitschrift für Kristallographie 223 (2008) 492–501.
M.G. Granados-Fitch, E.A. Juarez-Arellano, J.M. Quintana-Melgoza, M. Avalos-Borja. “Mechanosynthesis
of rhenium carbide at ambient pressure and temperature” International Journal of Refractory Metals and
Hard Materials (2015) Enviado.
(a)
(b)
Figura 1. (a) Esquema de la celda de diamante donde se lleva a cabo la síntesis de materiales bajo condiciones
extremas de presión y temperatura. (b) Monocristales de diboruro de renio ReB2 después de la síntesis.
(a)
(c)
(b)
(d)
Figura 2. Productos de mecanosíntesis de (a-b) diboruro de renio ReB2 y (c-d) carburo de renio Re2C.
2