Efecto de la presión de compactación sobre las propiedades físicas de compactos de hexaferritas de estroncio

Resumen

En el presente trabajo se estudia el efecto de la presión de compactación, que se aplica a polvos de hexaferritas de estroncio, SrFe₁₂O₁₉ (HFSr), sobre sus propiedades físicas tales como: la densidad de los compactos (curva de compresibilidad: densidad vs presión) y el comportamiento magnético de los mismos. La finalidad es definir las condiciones más apropiadas para el procesamiento de los polvos (compactación y sinterización), que permitan alcanzar los mejores resultados en valores de magnetización de saturación y campo coercitivo para los polvos consolidados. Se siguieron dos rutas de procesamiento, en la primera se obtuvieron polvos activados mecánicamente, PAM, mediante molienda durante 5 horas. En el segundo caso se obtuvieron polvos de SrFe₁₂O₁₉ mediante activación mecánica asistida con tratamiento térmico, HFSr AM-TT, los cuales fueron sometidos a molienda durante cinco horas y un tratamiento térmico posterior a 850°C durante 2 horas, el TT es necesario porque la energía aportada por molienda no permite la formación de la hexaferrita. En ambos casos se emplearon cantidades estequiométricas de polvos de: óxido de hierro (III) Fe₃O₂ y óxido de estroncio, SrO. Posteriormente y para ambos tipos de polvo: PAM y HFSr AM-TT, se sometieron a compactación uniaxial en un molde cilíndrico con una prensa hidráulica, aplicando distintas presiones: 750, 1000, 1250 y 1500 MPa, determinando su curva de compresibilidad. Posteriormente los compactos en verde fueron sinterizados a distintas temperaturas: 900°C, 1000°C y 1100°C durante 2 h en un horno de mufla tubular. A continuación se determinó la densidad de los compactos sinterizados, empleando la geometría cilíndrica de los compactos y su masa. Las propiedades magnéticas se extrajeron de los ciclos de histéresis, obtenidos mediante un magnetómetro de muestra vibrante (MMV). De las curvas de compresibilidad se obtuvo una densidad máxima de 3.8 g/cm³ y 3.9 g/cm³ a 1500 MPa para los polvos obtenidos mediante AM-TT y AM, respectivamente. Por otro lado, al incrementar la presión de compactación incrementa el grado de sinterización, generando un aumento de la densidad. Los resultados de magnetometría muestran que al incrementar la densidad, incrementa la magnetización de saturación. Por el contrario, el campo coercitivo se ve disminuido al incrementar la densidad.