RADIUS

Distribuzione casuale e ordinamento locale nei ceramici ultrarefrattari stratificati 2D stabilizzati mediante entropia configurazionale

Responsabile: Frederic Monteverde

Personale coinvolto: Federico Saraga, Alex Sangiorgi

Data inizio: 01/07/2020
Durata: 6 mesi
Bando: Proposta nr. 20200101 – beamline EXAFS
Coordinatore: Frederic Monteverde
Consorzio: CNR-ISTEC, Materials Science and Engineering Department Missouri Science and Technology University, Elettra – Sincrotrone Trieste S.C.p.A

I ceramici ultra-refrattari stabilizzati mediante “entropy engineering”, sebbene sono ancora nel loro sviluppo embrionale, hanno stimolato il grande interesse della comunità scientifica sin dalla loro prima apparizione pubblicata in forma di ossido multielemento. Da allora, gli studi si sono susseguiti in modo esponenziale, con numerosi sforzi spinti verso la sintesi e la densificazione di varie famiglie di ceramiche, sull’onda dell’entusiasmo di esplorare nuovi spazio compositivi. Tra questi, i boruri sono molto interessanti per i loro legami misti covalenti, metallici e ionici, con una struttura esagonale stratificata costituita da una sequenza 2D di metalli di transizione alternati a rigidi piani di boro legati tra loro da legami covalenti. Dozzine di boruri sono state sintetizzati ma nessuna pubblicazione ad oggi ha esaminato l’ordine locale, sia strutturale che configurazionale, che può esistere sulla scala di lunghezza cristallina più piccola. In effetti, sono state ipotizzate distorsioni e ordinamenti locali diversi, a seconda del metallo, a causa di piccole variazioni che vengono mediate su intervalli di campionamento più lunghi. Una comprensione più profonda del disordine chimico / strutturale consentirà una migliore comprensione delle proprietà, portando infine alla possibile ingegneria delle prestazioni. L’assorbimento dei raggi X è adatto per raccogliere informazioni su una vasta gamma di metalli e in un singolo esperimento di selettività chimica. La selettività della tecnica EXAFS fornisce informazioni sui “vicini-più-vicini” nella struttura cristallina dei metalli quando miscelati in diverse proporzioni e composizioni chimiche.

Pubblicazioni e brevetti:

• F.Monteverde, F. Saraga, M. Gaboardi, Compositional disorder and sintering of entropy stabilized (Hf,Nb,Ta,Ti,Zr)B2 solid solution powders, https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.04.026
• F.Monteverde, F. Saraga, Entropy stabilized single-phase (Hf,Nb,Ta,Ti,Zr)B2 solid solution powders obtained via carbo/boro-thermal reduction, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.153930