A4 Coalescencia Térmica (Pérdida Prematura de Propiedades)

Tópico

La alta energía superficial de estas nanopartículas, la misma que ya establece otro modelo de este conjunto, produce, según el efecto de Gibbs-Thomson, una depresión de la temperatura de sinterización de estas nanopartículas muy por debajo de la temperatura de sinterización del mismo material en su forma bulk: esta alta energía superficial representa, para estas nanopartículas, un exceso de energía libre que el propio material puede reducir al sinterizar, y cuanto mayor es ese exceso de energía libre disponible, menor es la temperatura a la que ya resulta favorable que esa sinterización ocurra. Que esta energía superficial de estas nanopartículas sea más alta, con nanopartículas más pequeñas, hace que, según este mismo efecto de Gibbs-Thomson, esta depresión de la temperatura de sinterización sea mayor, y que la temperatura de sinterización efectiva de estas nanopartículas sea, en consecuencia, mucho más baja.

Que esta temperatura de sinterización de estas nanopartículas quede tan deprimida, respecto de la de ese mismo material en su forma bulk, hace que la coalescencia térmica entre estas nanopartículas ocurra de manera prematura, a temperaturas de servicio que jamás sinterizarían al mismo material en su forma bulk: esta coalescencia térmica avanza mediante el mismo crecimiento del cuello entre partículas que ya describe, con ese mismo mecanismo, otro modelo de un conjunto de materiales distinto, el que describe la sinterización de un metal en forma de polvo. Que esta coalescencia térmica avance más, con ese mismo crecimiento del cuello entre partículas, hace que estas nanopartículas antes distintas terminen fusionándose en partículas mucho más grandes, perdiendo en el proceso la identidad individual que tenían.

Por eso este modelo, con la alta energía superficial y la coalescencia térmica con las que se abrió, hace que esta misma coalescencia térmica, al hacer crecer el cuello entre partículas hasta fusionarlas en partículas mucho más grandes, destruya el confinamiento cuántico que describe otro modelo de este conjunto, y que depende, precisamente, de que estas nanopartículas se mantengan por debajo de cierto tamaño: que esta coalescencia térmica aumente el tamaño efectivo de estas nanopartículas más allá de ese umbral hace que este confinamiento cuántico deje de cumplirse, y que estas nanopartículas pierdan, junto con su identidad individual, las propiedades que dependían de ese mismo confinamiento cuántico. Que esta pérdida prematura de propiedades ocurra, de este modo, a una temperatura mucho más baja que la esperada para el material bulk equivalente hace que estas nanopartículas sean mucho más vulnerables a esta coalescencia térmica de lo que su composición química, por sí sola, haría suponer.

ID:4465