Al2o3
ResumenRecientemente se ha demostrado que, bajo presión, compuestos químicos inesperados y contraintuitivos se vuelven estables. Los experimentos de choque láser (A. Rode, sin publicar) en alúmina (Al2O3) han mostrado una descomposición no equilibrada de la alúmina con la formación de Al libre y una misteriosa fase transparente. Inspirados por estas observaciones, hemos explorado la posibilidad de la formación de nuevos compuestos químicos en el sistema Al-O. Utilizando el algoritmo de predicción de estructuras de composición variable USPEX, además del conocido Al2O3, hemos encontrado dos compuestos extraordinarios Al4O7 y AlO2 que son termodinámicamente estables en los rangos de presión de 330-443 GPa y por encima de 332 GPa, respectivamente. Ambos compuestos contienen al mismo tiempo iones de óxido O2- y peróxido O22- y ambos son aislantes. Los grupos peroxos son responsables de los estados de separación, que reducen significativamente la brecha de banda electrónica tanto de Al4O7 como de AlO2.
ConclusionesLa búsqueda sistemática de compuestos estables en el sistema Al-O a presiones de hasta 500 GPa reveló dos nuevos compuestos estables (AlO2 y Al4O7); sus campos de estabilidad están por encima de 332 GPa y en el rango de 330-443 GPa, respectivamente. Nuestro análisis revela que los compuestos aislantes AlO2 y Al4O7 presentan un carácter significativamente iónico, ambos contienen aniones peróxido [O-O]2- y óxido O2- y, por tanto, pertenecen a la exótica clase de los «óxidos de peróxido». Los niveles electrónicos de los grupos peroxo forman estados de brecha («banda de conducción baja») que conducen a una reducción del doble de la brecha de banda en relación con el Al2O3. Nuestros resultados preliminares muestran que la formación de peroxo-iones y la estabilización de los peróxidos bajo presión ocurren en muchos sistemas de óxido y este fenómeno puede desempeñar un papel importante en los interiores planetarios, con sus altas presiones y abundancia de átomos de oxígeno.
Formación de la capa de óxido de aluminio
ResumenEs de gran importancia estudiar el proceso de oxidación térmica para comprender el mecanismo de reacción de la partícula de aluminio y avanzar en sus aplicaciones en propulsores. Las propiedades físicas y químicas de las partículas de aluminio de tamaño micrométrico se evaluaron mediante microscopía electrónica de barrido, analizador láser de tamaño de partículas, difractómetro de rayos X y espectrómetro de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente. Las características de oxidación térmica de la muestra se estudiaron mediante un analizador térmico. Los resultados experimentales mostraron que el grosor inicial del óxido de la muestra era de unos 3,96 nm, y los valores calculados de la superficie específica y el contenido de aluminio activo obtenidos por el modelo matemático establecido estaban en buen acuerdo con los valores medidos. El proceso de oxidación térmica de la muestra se dividió en tres etapas. Cuando la temperatura se elevó a 1100 °C, la eficacia de la oxidación térmica de la muestra alcanzó el 98,55%. Con el aumento de la temperatura de tratamiento, se produjeron drásticos cambios cristalinos en la superficie de la muestra: la alúmina amorfa-γ-Al2O3, α-Al2O3, y el espesor de la capa de óxido aumentó de 3,96 a 5,72 nm y de 31,56 nm a 320,15 nm. Cuando la temperatura alcanzó los 700 °C, la superficie exterior de la capa de óxido contenía una pequeña cantidad de α-Al2O3, mientras que el interior estaba formado por una gran cantidad de γ-Al2O3, lo que indica que la conversión de γ-Al2O3 en α-Al2O3 se produjo de dentro a fuera.
Fórmula del óxido de aluminio
Este artículo es una breve revisión de la extensa literatura relacionada con la formación de escamas protectoras [alfa]-Al[sub 2]O[sub 3] en aleaciones a alta temperatura. Se hace hincapié en los mecanismos propuestos para el crecimiento de las escamas, basados en las observaciones de las morfologías y microestructuras de las escamas, los experimentos con marcadores inertes y la distribución de los trazadores de isótopos de oxígeno dentro de los óxidos crecidos térmicamente. También se presta atención a la determinación de los mecanismos de transporte iónico mediante métodos electroquímicos y a los efectos de elementos reactivos como el itrio en la modificación de los procesos de difusión iónica. 155 refs.
36 CIENCIA DE LOS MATERIALES; ALEACIONES DE ALUMINIO; OXIDACIÓN; ÓXIDOS DE ALUMINIO; CRECIMIENTO DE LOS CRISTALES; MICROESTRUCTURA; CINÉTICA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS; DIFUSIÓN; ALEACIONES RESISTENTES AL CALOR; EFECTOS METALÚRGICOS; REVESTIMIENTOS PROTECTORES; ITRIO; ALEACIONES; COMPUESTOS DE ALUMINIO; CALCOGENUROS; REACCIONES QUÍMICAS; REVESTIMIENTOS; ESTRUCTURA CRISTAL; ELEMENTOS; MATERIALES RESISTENTES AL CALOR; CINÉTICA; MATERIALES; METALES; ÓXIDOS; COMPUESTOS DE OXÍGENO; CINÉTICA DE REACCIÓN; ELEMENTOS DE TRANSICIÓN; 360105* – Metales y Aleaciones- Corrosión y Erosión; 360202 – Cerámicas, Cermets y Refractarios- Estructura y Estudios de Fase
Espesor de la capa de óxido de aluminio
ResumenEste artículo es una breve revisión de la extensa literatura relacionada con la formación de escamas protectoras de α-Al2O3 en aleaciones a alta temperatura. Se hace hincapié en los mecanismos propuestos para el crecimiento de las escamas, basados en las observaciones de las morfologías y microestructuras de las escamas, los experimentos con marcadores inertes y la distribución de los trazadores de isótopos de oxígeno dentro de los óxidos crecidos térmicamente. También se presta atención a la determinación de los mecanismos de transporte iónico mediante métodos electroquímicos y a los efectos de elementos reactivos como el itrio en la modificación de los procesos de difusión iónica.
Oxid Met 38, 233-254 (1992). https://doi.org/10.1007/BF00666913Download citationShare this articleAnyone you share the following link with will be able to read this content:Get shareable linkSorry, a shareable link is not currently available for this article.Copy to clipboard