MANUFACTURA Y PROCESAMIENTO DE ALEACIONES NANOESTRUCTURADAS ZINC-NÍQUEL POR MOLIENDA MECÁNICA

Se presentaran las conclusiones referentes al análisis de los materiales fabricados y se comparara la influencia de los distintos sistemas desarrollados en el presente trabajo, para las aleaciones micro y nanoestructuradas. Fue factible la fabricación de los materiales compuestos a partir de la técnica de molienda mecánica para porcentajes de Ni (5, 10, 15 y 20%) en peso, considerando que el proceso de sinterizado en atmósfera controlada se logró la fabricación de las aleaciones satisfactoriamente dando la formación de aleaciones intermetálicas en los todos los sistemas procesados, de la misma manera fue factible la obtención de los materiales elementales que sirvieron como blanco de comparación durante el análisis de los resultados. En la microestructura, el sistema fabricado con nanopartículas de níquel se observaron granos irregulares de diferentes tamaño con una distribución homogénea, además se identifican 2 fases una de color gris clara en el material y la segunda de color gris obscuro la cual se aprecia en aumentos de 50X, además de la presencia de porosidad la cual aumenta con forme incrementa el níquel en el material. En cuanto a la aleación generada con micropartículas se muestra la presencia de 3 fases, la fase gris clara pertenece a el zinc, la gris obscura a el níquel y la fase blanca a ala aleación, además de la presencia de granos distribuidos uniformemente. Mediante el análisis de difracción de rayos X se pudo determinar la composición del material donde presenta fases intermetálicas en las composiciones de materiales fabricados a partir de nano y micro partículas. En los difractogramas de los diferentes sistemas se aprecia la desaparición de picos característicos del níquel después del sinterizado al igual del movimiento de los picos característicos del zinc y de la aparición de nuevos picos característicos de la aleación. Se identificó que durante el proceso se contamino el material ya que en los difractogramas se observaron picos de óxido de zinc. Se encontró que existen notables diferencias entre la dureza Vickers en las aleaciones, en las aleaciones microestructuradas se presentan 3 tipos de durezas, una de ellas pertenece a la aleación ya su dureza promedio es más alta que las otras medidas, las mismas que presenta valores promedios a las durezas de los materiales elementales, en cuestión a la aleación nanoestructurada se hicieron medidas en diferentes áreas ya que presentaba variaciones del valor de la dureza considerables que estaban caracterizadas por el tamaño de grano. Se determinó el módulo de Young y se confirmó la diferencia en la variación de esta propiedad debido a la diferente estructura de los materiales elementales donde se ve la disminución por la porosidad del material estudiado. El comportamiento observado en las aleaciones fabricadas fue que al aumentar la velocidad del sonido en el material de la misma manera aumenta el módulo de Young.At present has been studied alloys for zinc- nickel rechargeable batteries as a new potential to large-scale generation and of energy storage devices inexpensive. Its advantages, do not utilize mercury, lead, cadmium since they are elements are very difficult to recycle as opposed to these elements that if they can be recycled. on the other hand, the objective of this project is to determine and optimize the synthesis of manufacturing these kinds of materials and that these can be applied and possible generating the hydrogen in fuel cells based on an electrochemical reduction reaction (proton exchange) to from contact with hydroxides and basic solutions have and a source of clean based energy hydrogen at par to establish a manufacturing process for manufacturing low economic cost and low environmental impact. This work consists of manufacturing nanostructured zinc-nickel alloys by the manufacturing process for high-energy mechanical milling. First is set the chemical composition of Zn based alloy Ni percentage (5, 10, 15 and 20% by weight) with respect to the base, this chemical composition powder is subjected to the mixing process-milling in a high energy mill at 200 rpm for 2 hours, using isopropyl alcohol as control agent, then it makes uniaxial compaction in cold to 300 MPa to obtain cylindrical samples which are then sintered at a temperature of 357 ° C under a controlled atmosphere nitrogen gas. The alloys were determined by optical microscopy (MO), x-ray diffraction (XRD), scanning microscopy (SEM), physical properties of volumetric density and Archimedes and its mechanical property of hardness (HV) and modulus of elasticity. Under this same process metal samples were manufactured Ni and Zn to be the reference targets to analyze changes made during the process. It was determined and optimize the process conditions for manufacturing these types of materials, in the microstructure are identified 3 phases in which different were obtained hardness values, the XRD results show the existence of Zn-Ni phase alloyed after the tuning process, which helps us to identify the behavior of the alloy and that they can be applied as hydrogen generators so we can have a clean source of energy that meets the needs of the human being giving both advantages economic and environmental

Synthesis and Characterization of Zn-Ni x

Mechanical ball milling assisted by sintering in the solid state was used in this research to produce the Zn-Nix system alloy. The derivative powder compositions of Zn-Nix (x = 0, 5, 10, 15, and 20 wt.%) were obtained to study the Ni effects on the microstructural and mechanical properties. It is worth remarking that conventional methods are not appropriate for the manufacture of the Zn-Nix system alloy. The morphological structure and phases were examined by optical microscopy, X-ray diffraction, and SEM/EDS elemental mapping, whereas the mechanical behavior was accomplished by means of a diamond indentation print (Hardness Vickers). The results showed that the intermetallic γ-ZnNi phase did not form during milling time (<4 h); it appears after the sintering process, which is associated with atomic diffusion mechanism through grain boundary at the minimum interfacial energy (ΔG256°C = −13.83 kJ·mol−1). The powder Zn-Ni10 was found to have better properties. Semispherical coarser particles were seen into the metal matrix (Zn δ-hcp structure) as segregates; however, each particle contains an intermetallic compound Zn-Ni that encloses the Ni (α-fcc structure) pure phase. The Ni-α phase was then transformed into a γ-ZnNi intermetallic compound which shifts to higher values of mechanical hardness from about 60 HV to 400 HV units