Desarrollo in situ de nanocomposites de Vidrio/nanofibra de carbono

Abstract

Las nanofibras de carbono poseen unas propiedades potenciales excepcionales que les hacen ser unos candidatos ideales para ser empleados como refuerzo para todo tipo de matrices y en especial para las vítreas o cerámicas. En este trabajo se han desarrollado nanocomposites de matriz vítrea/nanofibra de carbono mediante un proceso sencillo de generación de nanofibra de carbono in situ y posterior sinterización en caliente (Hot-Press). Estos materiales han sido preparados empleando como matriz vítrea un vidrio comercial de borosilicato 3.3 con diferente grado de porosidad el cual fue homogéneamente impregnado con catalizador metálico, que actuará como centro de formación de nanofibra de carbono. Posteriormente el vidrio se sometió a un único tratamiento térmico a baja temperatura y tiempo moderado en atmósfera de metano/nitrógeno generándose el nanocomposite de vidrio/nanofibra de carbono. Finalmente el nanocomposite fue sinterizado empleando Hot-Press con tratamientos a temperaturas moderadas, obteniendo un material compuesto de matriz vítrea reforzado con nanofibras de carbono de una elevada densificación y en dónde no se apreció la degradación de la nanofibra de carbono. Dado que la formación de nanofibra de carbono está supeditada a la porosidad inicial de la matriz, se han obtenido nanocomposites con propiedades muy diferentes. Se han conseguido materiales con una conductividad eléctrica de hasta 31 S.m-1, valor que es muy superior al que presenta la matriz vítrea (10-10-10-14 Sm-1) y con valores de microdureza similares a los que presenta la matriz vítrea (4-5 GPa).