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Lunes, 20 marzo 2017
Ciencia de los Materiales

Cerámica transparente

Unos científicos han sintetizado una muestra de la primera versión transparente de una popular cerámica industrial. Este avance se ha logrado en el DESY (Sincrotrón Alemán de Electrones). La cerámica de esa clase, hecha de nitruro de silicio cúbico, se usa principalmente para rodamientos, herramientas de corte y piezas de motor en la industria de la automoción y en la aeronáutica. La cerámica es muy estable, porque el enlace silicio-nitrógeno es muy robusto.

 

A presiones típicas en nuestro entorno natural, el nitruro de silicio posee una estructura cristalina hexagonal y la cerámica sinterizada de esta fase es opaca. La sinterización es el proceso de formar estructuras macroscópicas a partir de material granulado usando calor y presión. La técnica se utiliza ampliamente en la industria para una extensa gama de productos, desde dientes artificiales a rodamientos de cerámica.

 

El equipo de Norimasa Nishiyama, ahora en el Instituto de Tecnología de Tokio en Japón, expuso nitruro de silicio hexagonal a altas presiones y temperaturas. A aproximadamente 156.000 veces la presión atmosférica a nivel del mar (15,6 gigapascales) y una temperatura de 1.800 grados centígrados, se formó un trozo transparente de nitruro de silicio cúbico con un diámetro de unos dos milímetros. Es la primera muestra de una versión transparente de este material.

 

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Muestra de nitruro de silicio cúbico policristalino transparente, con un diámetro de unos 2 mm, sintetizado en el DESY. (Foto: Norimasa Nishiyama, DESY/Tokyo Tech)

 

El análisis de la estructura cristalina a través de la fuente de rayos X PETRA III, en el DESY, mostró que el nitruro de silicio había adoptado por completo una fase cúbica. Dicha transformación es parecida a la del carbono, que también tiene una estructura cristalina hexagonal en condiciones ambientales como las de nuestro entorno cotidiano y se transforma en la fase cúbica transparente que conocemos como diamante, a altas presiones.

 

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