polvos metálicos: producidos por aleación mecánica

tipos de polvos metálicos producidos por Aleación mecánica

La aleación mecánica (AM) es una poderosa herramienta en el ámbito de la producción de polvo metálico que ofrece una increíble versatilidad para crear multitud de materiales únicos. Este método toma una mezcla de polvos metálicos y los somete a intensas fuerzas mecánicas en un molino de bolas de alta energía. A través de ciclos repetidos de soldadura en frío, fracturación y nueva soldadura, este proceso fomenta la formación de una diversa gama de tipos de polvo metálico:

Polvos metálicos simples

Son los componentes básicos, compuestos en su totalidad por un único elemento, como el hierro, el cobre o el aluminio. La MA ofrece un enfoque refinado para la producción de estos polvos, que a menudo resulta en tamaños de partícula más finos y homogéneos en comparación con los métodos tradicionales.

Polvos de aleación

Imagine combinar dos o más elementos: ¡la aleación mecánica le permite hacerlo! Este proceso permite crear aleaciones en polvo complejas, como aleaciones de hierro, níquel o cobre. Estas aleaciones se suelen buscar por sus propiedades únicas, como una mayor resistencia, resistencia a la corrosión o características eléctricas específicas.

Polvos metálicos compuestos

Más allá de los elementos metálicos tradicionales, MA se aventura en el terreno de los polvos compuestos. Al incorporar elementos o compuestos no metálicos, como cerámicas o polímeros, abre las puertas a materiales innovadores. Estos polvos compuestos tienen un enorme potencial en aplicaciones que requieren combinaciones específicas de propiedades, como la resistencia al desgaste o la ligereza.

Nano polvos metálicos

Al adentrarnos en el reino de lo minúsculo, el MA tiene la extraordinaria capacidad de crear nanopolvos metálicos con tamaños de partícula inferiores a 100 nanómetros. Estas nanopartículas ofrecen una enorme superficie, lo que las hace muy deseables para aplicaciones en catálisis, detección y otros campos en los que es crucial un control preciso a nivel atómico.

Ventajas de los polvos metálicos aleados mecánicamente

En aleación mecánica ofrece la versatilidad de producir diversos polvos metálicos, cada uno de los cuales presenta ventajas específicas:

Polvos metálicos simples

• Pureza mejorada: El MA puede eliminar impurezas a menudo presentes en los métodos tradicionales, lo que permite obtener polvos más puros y consistentes.
• Mejora de la fluidez: El tamaño refinado y uniforme de las partículas mejora su fluidez, lo que facilita su manipulación y procesamiento en diversas aplicaciones.
• Propiedades a medida: Mediante el control de los parámetros de procesamiento, la MA permite adaptar el tamaño y la morfología de las partículas, lo que conduce a propiedades optimizadas para necesidades específicas.

Polvos de aleación

• Microestructura única: El MA facilita la creación de fases finamente dispersas y entremezcladas dentro de la aleación, lo que da lugar a una mayor resistencia, dureza y otras propiedades deseables en comparación con las aleaciones convencionales.
• Fases de no equilibrio: El MA permite la formación de fases metaestables, que no se consiguen mediante la fusión convencional, lo que desbloquea nuevas propiedades de los materiales con posibles aplicaciones en materiales de alto rendimiento.
• Mezcla homogénea: Este proceso garantiza una distribución uniforme de los elementos por todo el polvo, lo que se traduce en unas propiedades de aleación uniformes y predecibles en el producto final.

Polvos metálicos compuestos

• Propiedades sinérgicas: La combinación de componentes metálicos y no metálicos permite obtener propiedades a medida, como una elevada resistencia al desgaste (metal-cerámica) o una gran ligereza (metal-polímero).
• Multifuncionalidad: Estos polvos ofrecen la posibilidad de integrar diversas funcionalidades en un solo material, lo que simplifica los procesos de fabricación y reduce la complejidad de los componentes.
• Novedoso Material Design: Las posibilidades de combinar distintos elementos y compuestos abren las puertas al diseño de materiales innovadores, que responden a demandas de aplicaciones específicas.

Nano polvos metálicos

• Gran superficie: El tamaño extremadamente pequeño de las partículas se traduce en una superficie significativamente mayor, lo que las hace ideales para aplicaciones como la catálisis, donde las reacciones se producen en la superficie.
• Propiedades únicas: Las partículas nanométricas suelen presentar propiedades únicas, como mayor resistencia, ductilidad y conductividad eléctrica, en comparación con sus homólogas a granel.
• Desarrollo de materiales avanzados: Estos polvos allanan el camino para el desarrollo de nanomateriales avanzados con propiedades a medida para aplicaciones en electrónica, almacenamiento de energía y otros campos de vanguardia.

Ventajas de Aleación mecánica

1. Uniformidad inigualable: Adaptación precisa de la composición y la estructura

Imagine la paleta de un pintor en la que cada pincelada está perfectamente mezclada, creando un lienzo de una uniformidad sin igual. Esta es la esencia de la primera ventaja de MA. Permite crear polvos metálicos con composición excepcionalmente uniforme y microestructura refinada. Esto se consigue mediante las intensas colisiones de alta energía que se producen durante el proceso de molienda. Estas colisiones no sólo descomponen físicamente los materiales de partida, sino que también los mezclan íntimamente a nivel atómico, dando lugar a un mezcla homogénea de elementos. Además, el elevado aporte de energía puede refinar el tamaño de grano del polvo resultante, lo que significativamente mejorar su resistencia y otras propiedades mecánicas.

2. Más allá de lo ordinario: Acceso a materiales no convencionales

Los métodos tradicionales de creación de polvos metálicos suelen tener limitaciones, especialmente cuando se trata de fases de no equilibrio o metaestables. Se trata de estados materiales únicos que son termodinámicamente inestables pero pueden ofrecer propiedades excepcionales. Sin embargo, la AM se libera de estas limitaciones. Gracias a su procesamiento de alta energía y baja temperaturade las limitaciones de los métodos convencionales, permitiendo la creación de estas fases materiales no convencionales. Esto abre las puertas a materiales totalmente nuevos con propiedades sin precedenteslo que podría dar lugar a grandes avances en diversos campos.

3. Abrazar lo más pequeño: Desvelando el potencial de los nanopolvos

Imagine un mundo en el que los materiales se construyen con bloques tan pequeños que poseen propiedades totalmente nuevas. Este mundo se hace realidad con la capacidad de MA para producir nanopolvos metálicos. Estos polvos, con tamaños de grano inferiores a 100 nanómetrosofrecen multitud de ventajas. Su enorme superficie se traduce por mayor reactividad y mejores propiedades catalíticas. Además, su propiedades únicas en función del tamaño puede conducir a mayor resistencia, dureza e incluso conductividad eléctrica. Esto abre posibilidades apasionantes en campos como la nanotecnología, la catálisis y el desarrollo de materiales avanzados.

aplicación de la aleación mecánica para la preparación de polvo metálico

Pulvimetalurgia: Este proceso utiliza polvos MA para crear componentes complejos y de alto rendimiento. La distribución uniforme de los elementos y la microestructura fina de los polvos MA dan lugar a piezas más resistentes y consistentes en comparación con los métodos tradicionales.

Fabricación aditiva: La naturaleza intrincada de los polvos MA los hace ideales para la impresión 3D. Su buena fluidez y el tamaño preciso de sus partículas permiten una deposición exacta y la creación de piezas complejas.

Catálisis: La elevada superficie de los nanopolvos metálicos producidos por MA los convierte en excelentes catalizadores. Pueden acelerar las reacciones químicas en diversos procesos industriales, como el refinado del petróleo y el control de emisiones.

Materiales funcionales: Las propiedades únicas de los polvos MA, como su composición personalizable y sus fases de no equilibrio, allanan el camino para el desarrollo de materiales funcionales avanzados. Estos materiales pueden poseer características específicas como alta conductividad, resistencia al desgaste o propiedades magnéticas, lo que los hace idóneos para aplicaciones en los sectores electrónico, aeroespacial y energético.

Casos específicos de aplicación de polvos metálicos aleados mecánicamente:

1. Nano Iron Powder for High-Performance Magnetic Materials:

• Nano polvos de hierro producidos por aleación mecánica (MA) tienen tamaños de grano ultrafinos y paredes de dominio magnético uniformes. En comparación con los polvos de hierro tradicionales, presentan mayor intensidad de saturación magnética, coercitividad, producto energético y permeabilidad.
• Estos nano polvos de hierro pueden aplicarse para preparar materiales magnéticos de alto rendimiento, como:
  • Soportes de grabación magnética de alto rendimiento: utilizados en discos duros, cintas magnéticas y otros dispositivos de almacenamiento.
  • Sensores magnéticos: utilizados en automoción, aeronáutica, medicina y otros campos.
  • Materiales magnetocalóricos: utilizados para la refrigeración y la gestión térmica.

2. Nano Polvo de Aluminio para Combustible de Alta Energía:

• Los nano polvos de aluminio producidos con MA tienen una elevada área superficial y una alta reactividad, lo que conduce a una combustión más rápida y a una liberación de energía más concentrada.
• Estos nano polvos de aluminio pueden aplicarse para preparar combustibles de alta energía, como:
  • Propulsores de cohetes: mejoran la eficacia del empuje y la carga útil.
  • Explosivos: utilizados para voladuras militares y civiles.
  • Termita: utilizada para la combustión y la soldadura.

3. Polvos compuestos de óxido y metal para materiales resistentes al desgaste:

• Los polvos compuestos de óxido y metal preparados por MA combinan la dureza y la resistencia al desgaste de los óxidos con la tenacidad y la resistencia de los metales, lo que se traduce en una excelente resistencia al desgaste.
• Estos polvos compuestos pueden aplicarse para preparar materiales resistentes al desgaste, como:
  • Herramientas de corte: mejoran la vida útil de las herramientas y la eficacia del procesamiento.
  • Piezas de maquinaria minera: prolongan la vida útil de los equipos.
  • Rodamientos y juntas: mejoran la resistencia al desgaste y a la corrosión.

conocer más procesos de impresión 3D