Colloidal stability of Ni(OH)₂ in water and its dispersion into a ceramic matrix from the reaction media to obtain Ni/Al₂O₃ materials

Ni/Al₂O₃ composites have been fabricated by slip casting of concentrated Ni(OH)₂/Al₂O₃ suspensions and subsequent in situ reduction to metallic nickel during sintering. For that, the synthesis assisted by ultrasound of both α- and β-Ni(OH)₂ polymorphs, as well as their colloidal stability, have been studied. The structural differences between both polymorphs have been thoroughly studied by means of XRD, FTIR, DTA-TG, SSA, SEM and TEM, in order to optimize the starting suspensions. This way, the IEP of both polymorphs have been established (9.7 y 12 for β- and α-Ni(OH)₂, respectively), as well as the optimal content of an anionic dispersant (PAA) to stabilize the particles (0.8 wt. % for beta phase and 3.0 wt. % for alpha phase). Three different Ni/Al₂O₃ composites, with a high dispersion degree of the metallic phase, have been obtained considering the potential vs. particles distance curve of the Ni(OH)₂, and their structure has been discussed in terms of the strength of the agglomerates and/or aggregates of the Ni(OH)₂. La obtención de materiales compuestos Ni/Al₂O₃ se ha llevado a cabo mediante colaje en molde de escayola de suspensiones concentradas de Ni(OH)₂/Al₂O₃ y su posterior reducción in situ para obtener la fase metálica. Para ello, se ha estudiado la síntesis asistida por ultrasonido de los polimorfos α- y β-Ni(OH)₂, así como su comportamiento coloidal en medio acuoso. Las diferencias estructurales entre ambos polimorfos han sido estudiadas en detalle mediante XRD, FTIR, ATD-TG, SSA, MEB y MET, para poder optimizar las suspensiones de partida. De esta manera, se ha establecido el PIE de ambos polimorfos (9.7 y 12 para las fases β- y α-Ni(OH)₂, respectivamente), así como el contenido óptimo de un dispersante aniónico (PAA) para la estabilización de las partículas (0.8 % p/p para la fase beta y 3.0 % p/p para la fase alfa). Tres materiales compuestos Ni/Al₂O₃ diferentes, con un alto grado de dispersión de la fase metálica, han sido obtenidos en función de la curva de potenciales de interacción frente a distancia entre partículas del Ni(OH)₂ y su estructura se ha discutido en función de la fortaleza de los aglomerados y/o agregados del Ni(OH)₂.