Síntesis de NiFe2O4 Ferrita y su Incorporación en Nylon 6. Parte 1: Caracterización estructural por DRX y SEM de los polvos de ferrita y sus compuestos

Synthesis of NiFe2O4 Ferrite and its Incorporation in Nylon 6. Part 1: Structural Characterization by XRD and SEM of Ferrite Powders and its Composites

Las ferritas absorben normalmente la radiación electromagnética, siendo versátiles en el sentido de que pueden fabricarse en diferentes geometrías y utilizarse como ferritas policristalinas (cuerpo sinterizado) o compuestos de ferrita (con adición del polvo a una matriz adecuada). Por otro lado, el nailon 6 es un polímero atractivo para aplicaciones de ingeniería debido a la combinación de propiedades como la estabilidad dimensional, la buena resistencia al impacto sin indentación de muesca y la excelente resistencia química. El objetivo de este trabajo fue sintetizar polvos de ferrita (NiFe₂O₄) y evaluar su adición en concentraciones de 10, 30, 50 y 60 % en peso a una matriz polimérica de nylon 6 utilizando un mezclador Haake Blücher. Los polvos y los materiales compuestos se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX) y microscopía electrónica de barrido (MEB). Los difractogramas de rayos X mostraron picos característicos del nailon 6 y la ferrita. Con el SEM, se observaron grandes conglomerados para la concentración del 60%, con una gran cantidad de poros. Para la concentración del 10%, las partículas estaban más dispersas, con menos conglomerados y menos poros en el compuesto.

INTRODUCCIÓN

Las ferritas con una estructura cristalina de tipo espinela tienen una composición química MeFe₂O₄, donde Me representa generalmente un ion metálico o una mezcla de iones metálicos divalentes. Se clasifican en espinela normal (por ejemplo, ferrita de cinc), espinela inversa (por ejemplo, ferrita de níquel, cobalto y mixta de níquel y cinc) y espinela aleatoria (por ejemplo, ferrita mixta de manganeso-zinc), en función de su composición química y de la distribución de los cationes en las posiciones intersticiales tetraédrica y octaédrica.

Debido a su elevada resistividad eléctrica de alrededor de 4,85 × 10⁻⁶ Ω·cm, baja coercitividad, moderada magnetización de saturación y baja pérdida por corrientes parásitas en operaciones de alta frecuencia (100-500 MHz), se sitúan en las clases de ferritas blandas.

De los diversos métodos existentes para la obtención de ferritas en polvo, la síntesis por reacción de combustión se ha destacado como un método rápido, seguro y muy prometedor para la preparación de polvos de ferrita con partículas de tamaño nanométrico, con cristalinidad superior al 50% y, sobre todo, porque permite la producción a gran escala.