Crisol de metales preciosos: Tipos y aplicaciones
Introducción
Loscrisoles de metales preciosos son herramientas esenciales en diversas aplicaciones de alta temperatura debido a su resistencia superior al calor y a la corrosión química. A continuación le ofrecemos una visión general de los tipos y aplicaciones de los crisoles de metales preciosos:
Tipos de crisoles de metales preciosos
1. Crisoles de platino
Los crisoles deplatino son conocidos por su alto punto de fusión de 1.768°C, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta temperatura. Presentan una excelente resistencia a la oxidación y la corrosión y no son reactivos con la mayoría de los materiales.
Estas propiedades hacen que los crisoles de platino sean indispensables en el análisis químico, la fabricación de vidrio, la industria de semiconductores y la síntesis de metales de gran pureza.
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2. Crisoles de oro
Loscrisoles de oro, con un punto de fusión de 1.064 °C, ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y una buena conductividad térmica.
No son reactivos con la mayoría de los productos químicos, lo que los hace ideales para la preparación de fluoruros y para fusiones que requieren temperaturas bajas a moderadas.
1. Crisoles de plata
Los crisoles de plata, que se funden a 961,8°C, son apreciados por su buena conductividad térmica y su excelente resistencia química, en particular al flúor y sus compuestos.
Se emplean en la preparación de muestras para análisis en los que intervienen compuestos de flúor y en reacciones químicas específicas en las que su punto de fusión moderado resulta ventajoso.
2. Crisoles de paladio
Los crisoles de paladio tienen un alto punto de fusión de 1.554,9°C y ofrecen una excelente resistencia a la oxidación y la corrosión.
Son relativamente inertes químicamente, lo que los hace adecuados para procesos químicos especializados, investigación catalítica y algunas fusiones a alta temperatura.
3. Crisoles de rodio
Los crisoles de rodio tienen un punto de fusión muy alto de 1.964°C y ofrecen una excelente resistencia a la oxidación y la corrosión.
Son muy estables a altas temperaturas y se utilizan a menudo junto con el platino en aplicaciones de alta temperatura, especialmente en la industria del vidrio y para determinadas síntesis químicas.
4. Crisoles de iridio
Los crisoles de iridio, con un punto de fusión extremadamente alto de 2.446°C, son conocidos por su resistencia superior a la corrosión y la oxidación.
Son muy duros y quebradizos, lo que los hace adecuados para aplicaciones a temperaturas extremadamente altas y procesos químicos especializados de gran pureza.
Aplicaciones de los crisoles de metales preciosos
--Química analítica
Los crisoles de metales preciosos son herramientas esenciales en los laboratorios para realizar análisis químicos precisos y exactos, especialmente en procesos que requieren altas temperaturas y resistencia a la contaminación. A continuación se indican algunos usos comunes de los crisoles de metales preciosos en química analítica:
- Los crisoles de metales preciosos se utilizan para determinar la cantidad de una sustancia midiendo su masa. Soportan las altas temperaturas necesarias para expulsar las sustancias volátiles, dejando atrás el analito para un pesaje preciso.
[1]
2. Procesos de fusión
- En la preparación de muestras, la fusión con fundentes (por ejemplo, borato de litio) requiere crisoles que puedan soportar altas temperaturas y condiciones corrosivas. Los crisoles de platino se utilizan a menudo para la fusión de muestras geológicas y minerales.
3. Cenizas
- La calcinación consiste en la descomposición de materiales orgánicos a altas temperaturas para analizar el contenido inorgánico restante. Los crisoles de metales preciosos garantizan que no se produzca ninguna reacción con las cenizas, preservando la integridad del residuo.
4. Digestión química
- Para descomponer matrices complejas en componentes más simples, la digestión química se realiza en crisoles de metales preciosos que resisten el ataque de ácidos fuertes y agentes oxidantes, facilitando el análisis posterior.
5. Análisis térmico
- Técnicas como el análisis termogravimétrico (TGA) y el análisis térmico diferencial (DTA ) requieren crisoles que puedan soportar ciclos rápidos de calentamiento y enfriamiento sin comprometer la muestra o el análisis.
6. Preparación y ensayo de catalizadores
- Los crisoles de metales preciosos se utilizan para preparar y probar catalizadores, especialmente cuando se estudian reacciones a altas temperaturas. Su inercia garantiza que el crisol no afecte a las propiedades catalíticas que se están midiendo.
--Fabricación de vidrio
En la fabricación de vidrio, los crisoles de metales preciosos son útiles para producir vidrio de gran pureza y fibras ópticas, donde la resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión química es crucial. Sus propiedades únicas garantizan la integridad y calidad del vidrio a lo largo de las distintas etapas de producción.
1. Fundición y refinado
- Los crisoles de metales preciosos se utilizan para fundir las materias primas y refinar el vidrio eliminando las impurezas. Sus elevados puntos de fusión y su inercia garantizan que el material del crisol no se mezcle con el vidrio, manteniendo la integridad de la masa fundida.
2. Producción de vidrios especiales
- Para producir vidrios especiales, como borosilicato, vidrio de plomo y vidrio de sílice de alta pureza, son esenciales los crisoles de platino o aleaciones de platino. Estos vidrios requieren un control preciso del proceso de fusión para conseguir propiedades ópticas y físicas específicas.
3. Fabricación de fibras ópticas
- En la producción de fibras ópticas, mantener la pureza del vidrio es crucial. Los crisoles de platino se utilizan para fundir los materiales de las preformas porque no introducen impurezas y pueden soportar las altas temperaturas necesarias para el estirado de las fibras.
--Industria de semiconductores
Estos crisoles también se utilizan en la industria de los semiconductores, especialmente en procesos que requieren entornos de gran pureza y el crecimiento de monocristales. Son esenciales para mantener la integridad y pureza de los materiales semiconductores.
1. Crecimiento de cristales
- Los crisoles de platino y aleaciones de platino son esenciales en el proceso Czochralski, utilizado para el crecimiento de monocristales de silicio, germanio y otros semiconductores. El alto punto de fusión y la inercia química del platino evitan la contaminación durante el crecimiento del cristal, garantizando cristales de gran pureza.
[2]
2. Procesos de dopaje
- En el dopaje de semiconductores, en el que se introducen impurezas intencionadamente para modificar las propiedades eléctricas, se utilizan crisoles de metales preciosos para fundir y mezclar los materiales sin introducir contaminantes adicionales.
3. Crecimiento epitaxial
- Durante el crecimiento epitaxial de capas, en el que se depositan capas de materiales semiconductores sobre un sustrato, los crisoles de metales preciosos garantizan la pureza de los materiales de partida y mantienen la calidad de las capas epitaxiales.
4. Oxidación y recocido
- Los procesos de alta temperatura como la oxidación y el recocido, utilizados para modificar las propiedades de las obleas semiconductoras, se benefician del uso de crisoles de platino debido a su capacidad para soportar altas temperaturas y entornos corrosivos.
--Otros usos comunes
Más allá de la industria de los semiconductores, los crisoles de metales preciosos encuentran aplicaciones críticas en varios otros procesos de alta temperatura y alta pureza.
1. Síntesis de metales de alta pureza: Los crisoles de metales preciosos son esenciales para la producción y refinamiento de metales de alta pureza, asegurando la no contaminación durante los procesos de alta temperatura.
2. 2. Investigación catalítica: Estos crisoles se utilizan en el estudio y desarrollo de catalizadores, particularmente en reacciones que implican altas temperaturas y entornos químicos agresivos.
3. 3. Análisis térmico: Los crisoles de metales preciosos se emplean en el análisis térmico diferencial (ATD) y en el análisis termogravimétrico (ATG), en los que los materiales se estudian en condiciones de temperatura controlada.
Conclusión
En resumen, con altos puntos de fusión, inercia química y resistencia a la corrosión, los crisoles de metales preciosos son vitales en química analítica, fabricación de vidrio, procesamiento de semiconductores o síntesis de metales de alta pureza. La elección del tipo de crisol depende de los requisitos específicos de cada aplicación, lo que pone de relieve la versatilidad e importancia de estas herramientas en el procesamiento avanzado de materiales y la investigación. Para más productos de metales preciosos y crisoles de calidad, consulte Stanford Advanced Materials (SAM).
Referencias:
[1] Khatkar, Rahul & Nagpal, Suman. (2023). Conventional and advanced detection approaches of fluoride in water: a review. Environmental Monitoring and Assessment. 195. 10.1007/s10661-022-10888-x.
[2] J. Friedrich, Methods for Bulk Growth of Inorganic Crystals: Crecimiento de cristales, Módulo de referencia en ciencia de materiales e ingeniería de materiales, Elsevier, 2016, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128035818010109
