Síntesis y caracterización de sistemas híbridos TiC-Ni preparados mediante diferentes rutas químicas

Los nanomateriales son de gran interés debido a la amplia gama de propiedades que presentan en múltiples aplicaciones, incluyendo campos menos explorados como el refuerzo de aceros y fundiciones. Un enfoque prometedor para mejorar el rendimiento mecánico de las aleaciones basadas en hierro es la adición de nanopartículas (NPs) con alta dureza y estabilidad térmica, como el carburo de titanio (TiC). Sin embargo, la eficacia de este método suele verse limitada por la escasa compatibilidad física y química entre las partículas cerámicas y las aleaciones fundidas, lo que provoca que las partículas floten durante el proceso de adición al metal líquido. En este contexto, la síntesis de partículas híbridas cerámico-metálicas a nanoescala se perfila como una estrategia eficaz para mejorar la compatibilidad interfacial entre ambos materiales. Más concretamente, en este trabajo se emplearon sistemas compuestos de TiC-Ni preparados mediante diferentes rutas químicas a escala de laboratorio utilizando NPs de TiC comerciales (de aproximadamente 20 nm de diámetro).

Los sistemas híbridos TiC-Ni se obtuvieron mediante diferentes vías de síntesis que promovían la deposición de las NPs de níquel (Ni) sobre la superficie de las NPs de TiC comerciales. Se utilizaron precursores de Ni(II) en varios métodos de reducción, tales como reducción química mediante borohidruro de sodio, hidracina y aluminio, así como la descomposición térmica de precursores metalorgánicos en disolventes orgánicos de alta temperatura de ebullición. También se emplearon diferentes estrategias de aporte de energía, como el calentamiento convencional, el calentamiento asistido por microondas y la agitación por ultrasonidos, para evaluar su efecto en la formación de NPs. La presencia de TiC no inhibió la formación de NPs de Ni y condujo a la obtención exitosa de sistemas compuestos TiC-Ni con diferentes tamaños y morfologías. Incluso se obtuvieron varias estructuras de Ni diferentes: cúbica centrada en las caras (FCC), hexagonal compacta (HCP) y amorfa.

Los materiales resultantes se caracterizaron mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos X (DRX) y magnetometría de muestra vibrante (VSM).

La incorporación de estos sistemas híbridos TiC-Ni en matrices de hierro fundido y la evaluación de su efecto se describirán en futuros trabajos.