Aleaciones nanocristalinas

Nanocristales para ferroelectricidad
Ferro electricidad
El fenómeno de la ferroelectricidad se descubrió en 1921 utilizando sal de Rochelle. El titanato de bario (BaTiO3) es un material ferroeléctrico que se utiliza en la fabricación de ferroelectricidad. Hay más de 250 materiales que exhiben propiedades ferroeléctricas, que incluyen; Titanato de plomo, titanato de circonato de plomo y titanato de circonato de lantano de plomo. Los materiales ferroeléctricos tienen un momento dipolar permanente, como sus contrapartes ferromagnéticas. Sin embargo, en ferroeléctricos, el momento dipolar es eléctrico y no magnético, por lo que puede orientarse utilizando campos eléctricos en lugar de magnéticos para permitir que la información eléctricamente digital se almacene en películas delgadas ferroeléctricas.
Aplicaciones de materiales ferroeléctricos
Los materiales ferroeléctricos se utilizan en la fabricación de condensadores, memorias no volátiles, piezoeléctricas para imágenes de ultrasonido y actuadores, materiales electroópticos para aplicaciones de almacenamiento de datos, termistores, interruptores conocidos como transcargadores o transpolarizadores, osciladores y filtros, deflectores de luz, moduladores. y pantallas.
Metales nanoestructurados
Los metales nanoestructurados exhiben propiedades interesantes y útiles debido a su escala de longitud estructural extremadamente fina. Desafortunadamente, controlar el tamaño de grano en el régimen nanocristalino ha resultado difícil ya que estos materiales representan un estado clásico lejos del equilibrio, que contiene una gran fracción de volumen de interfaces de alta energía. La aleación presenta una oportunidad para reducir la penalización de energía asociada con la formación de nanoestructuras.
GeTe es un ferroeléctrico semiconductor y BaTiO3 es un ferroeléctrico de óxido típico. Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la Universidad de California en Berkeley han estudiado mapas de distorsiones ferroeléctricas en telururo de germanio y óxido de bario y titanio para fabricar dispositivos de memoria no volátil de próxima generación que almacenarían terabits de datos por pulgada cuadrada.
Los investigadores analizaron el orden ferroeléctrico en nanocristales individuales de GeTe y BaTiO3 mediante la obtención de imágenes directas de las distorsiones estructurales asociadas con la ferroelectricidad.
Las memorias no volátiles hechas de estos nanocristales ferroeléctricos podrían tener densidades de almacenamiento de datos y usarse como actuadores piezoeléctricos a nanoescala y transductores en dispositivos futuros de sistemas nanoelectromecánicos (NEMS).
Los resultados del estudio indican que los desplazamientos atómicos locales permanecen en gran medida ordenados linealmente en un solo dominio, lo que lleva a una polarización eléctrica neta, lo que significa que propiedades ferroeléctricas útiles, incluida la conmutación de polarización y piezoelectricidad, se puede mantener hasta la dimensión siones de unos pocos nanómetros
Aleaciones nanocristalinas para estabilidad térmica
Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts han producido una nueva aleación nanocristalina a base de tungsteno que es estable por encima de los 1000 ° C. Los metales nanocristalinos son mucho más fuertes que sus contrapartes a granel, pero inestables, porque los granos de los nanocristales pueden crecer y fusionarse a altas temperaturas cuando el metal se ablanda.
Los investigadores han creado una aleación basada en tungsteno y titanio que contiene aproximadamente un 20% atómico de titanio con granos de 20 nm de tamaño. Fue estable durante mucho tiempo a temperaturas de recocido de 1100 ° C y conservó su resistencia excepcional.
Puede encontrar uso en aplicaciones donde se necesita una alta resistencia a los impactos, como en maquinaria industrial o en armaduras y para hacer nuevos Materiales nanoestructurados con resistencia y estabilidad igualmente buenas o incluso mejores, y propiedades deseables adicionales como resistencia a la corrosión.