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Universidad de Sevilla

Nuevo procedimiento para obtener un material barato, ultraduro y resistente a la radioactividad

03/12/2019
El carburo de boro se utiliza en el diseño de aviones, trenes y coches

Investigadores de la Universidad de Sevilla, liderados por el catedrático Francisco Luis Cumbrera, junto con colegas de la Universidad de Zaragoza y del CSIC, han encontrado un procedimiento para fabricar la fase B6C del carburo de boro. Esta fase estaba descrita desde un punto de vista teórico, pero su obtención y caracterización era una tarea pendiente. Este avance científico-tecnológico permitirá proporcionar un material barato y ultrarresistente para el diseño de aviones, trenes, coches y otros medios de transporte. Además, el B6C es también ultrarresistente frente a la radioactividad.

BxC es una familia de materiales cerámicos conocidos como 'carburo de boro'. Son sólidos negros muy duros y muy estables hasta muy altas temperaturas. La familia es amplia: va desde el B4C, que sería el miembro canónico o estequiométrico, hasta el B14C. Dependiendo de la proporción de B (boro) a C (carbono) sus propiedades físicas cambian. El B6C es el miembro de la familia (la fase B6C) con 6 átomos de boro por uno de carbono y teóricamente se había encontrado que sería ultrarresistente. Hasta ahora no se había hallado cómo fabricarlo sistemáticamente ni cómo se distribuyen los átomos de boro y de carbono internamente.

El material ha sido fabricado mediante la técnica de zona flotante láser, que consiste en su fusión mediante la aplicación de radiación láser intensa y solidificación posterior rápida. Tal idea fue propuesta por Bibi Malmal Moshtaghion, investigadora formada en Irán y en Sevilla con un contrato Juan de la Cierva-incorporación para trabajar en la Universidad de Zaragoza. El equipo del profesor Cumbrera ha caracterizado mediante técnicas de difracción de rayos X la cristalografía de las muestras obtenidas y los defectos presentes, así como la posible ordenación preferente de los granos de policristal.

Con posterioridad sus propiedades mecánicas han sido determinadas por ambos equipos. La fase B6C así obtenida posee una dureza de 52 GPa y un módulo de Young de 600 GPa. Por comparación, la dureza del diamante es de alrededor de 45 GPa, si bien su módulo de Young es de 1050 GPa. “Esto convierte a la fase B6C en el material más duro de la naturaleza tas el diamante, junto con la fase cúbica del nitruro de boro”, apuntan los investigadores.

El trabajo ha sido publicado en la revista Scientific Reports, revista del Nature Publishing Group. 

 

Referencia bibliográfica

B.. M. Moshtaghioun, F. L. Cumbrera, D. Gómez-García, J.I. Peña, Elsuive superhard B6C accesible through laser-floating zone. Scientific Reports, (2019) 9: 13340.

 

Fuente: 
UCC+i Universidad de Sevilla

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