MATERIALES ABRASIVOS RECUBIERTOS Y MÉTODOS DE FABRICACIÓN ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a partículas y materiales abrasivos recubiertos, y a un método para fabricarlos. Arenilla abrasiva, como por ejemplo partículas de diamante y nitruro de boro cúbico, se utiliza ampliamente en aplicaciones de aserrar, perforar, pulir, afilar y otras aplicaciones de abrasión y corte. En estas aplicaciones, la arenilla es generalmente rodeada por una matriz que consiste de metales tales como Fe, Co, Ni, Cu y aleaciones de los mismos (uniones con metales) . Alternativamente, se pueden utilizar materiales de resina (unión de resinas) o vitreos
(unión vitrea) , la elección de la matriz depende de la aplicación particular en donde se debe utilizar el abrasivo. El uso de arenilla abrasiva en la fabricación de herramientas abrasivas presenta problema. Ruedas de esmeril aglomeradas con matrices vitreas y herramientas que contienen partículas abrasivas ultraduras tales como diamante y nitruro de boro cúbico se utilizan ampliamente en operaciones generales de molienda. Típicamente, las partículas abrasivas son retenidas en una matriz de vidrio porosa. Las herramientas son fabricadas mediante la mezcla o combinación de las partículas abrasivas ultraduras con fritas de vidrio y/o materiales iniciales formadores de vidrio, mediante la compactación o creación de una forma requerida para la rueda o componente de esmeril de dicha rueda y después mediante tratamiento térmico a una temperatura suficiente para sinterizar el vidrio a un grado deseado de tal manera que se obtenga una matriz porosa que puede ser aplastada para las partículas ultraduras abrasivas. Existen varios problemas que limitan la fabricación y uso de tales ruedas y artículos abrasivos. Primero, en el caso en el cual se utiliza el diamante como particular abrasiva ultradura requerida, Las temperaturas, tiempos de tratamiento térmico y entornos de horno utilizados o idealmente requeridos son tales que puede ocurrir una degradación significativa de las partículas de diamante debido a oxidación. Se sabe que reacciones de oxidación de diamante pueden empezar a ser detectadas a temperatura desde 550° C en aire y pueden ser muy rápidas en temperaturas superiores a los 800° C. Esto limita los procedimientos de fabricación al uso de entornos gaseosos incómodos y a veces costosos. Además, las reacciones de oxidación de diamante dependen del área superficial y se vuelven extremadamente rápidas conforme el tamaño de partículas abrasivas de diamante de vuelve pequeño. Esto tiende a limitar el uso conveniente de diamantes en uniones vitreas a los tamaños más gruesos tales como de aproximadamente 100 a 150 micrómetros (µm) de diámetro aun cuando tamaños de diamante de 1 a 10 µm puedan desearse para ciertas aplicaciones.
Se desea frecuentemente incorporar compuestos y agentes orgánicos en el compacto de vidrio de tal manera que una porosidad controlada pueda ser generada por pirólisis y degradación térmica de tales compuestos orgánicos. Aun cuando entornos de gas inerte pueden emplearse, esta pirólisis de los componentes orgánicos provoca productos alternativamente oxidantes que pueden oxidar y dañar las partículas abrasivas de diamante. Segundo, en el caso en el cual partículas de nitruro de boro cúbico son el abrasivo ultraduro deseado, ciertos componentes o compuestos de elaboración de vidrio pueden reaccionar inapropiadamente con el nitruro de boro cúbico provocando la formaciones de grandes cantidades de gas y espuma que pueden perturbar y dañar la rueda o el artículo abrasivo. Ejemplos de estos componentes de vidrio son óxidos alcalinos, tales como óxido de litio (Li20) , óxido de sodio (Na20) y óxido de potasio (K20) . Estos componentes pueden ser fundentes deseados para la sinterización y formación de vidrio. Se sabe que el óxido de litio reacciona fácilmente con nitruro de boro cúbico a temperaturas elevadas con producción de gas nitrógeno (N2) . Esta producción de gas y la producción de espuma resultante pueden perturbar la fabricación de una rueda de esmeril o artículo aglomerado vitreo. Las elecciones de aglomeración vitrea, vidrio, son limitadas por consiguiente a las opciones que no contienen cantidades significativas de compuestos que pueden reaccionar catastróficamente con nitruro de boro cúbico. Este problema es también amplificado conforme el tamaño de las partículas de nitruro de boro cúbico se vuelve más pequeño debido a un incremento importante del área superficial y superficie de reacción resultante y por consiguiente se observa también una tendencia a no emplear distribuciones de tamaños de partícula de nitruro de boro cúbico fino. Tercero, cuando mezclas mecánicas de partículas ultraduras y las fritas de vidrio y/o combinaciones iniciales de material de vidrio son sometidas a las condiciones de sinterización y formación de vidrio, la unión e intercalación de las partículas abrasivas en la matriz vitrea pueden ser problemáticas debido a una humectación y contacto inadecuados entre la partícula abrasiva y el vidrio. Cuarto, se requieren frecuentemente de ritmos de enfriamiento lentos durante la fabricación de las herramientas unidas vitreas para minimizar daño por grietas que puede ocurrir debido a la falta de correspondencia debido a expansión térmica entre los granos abrasivos y la matriz de unión vitrea porosa. Existe técnica anterior en donde se consideran estos problemas. El documento EP 0,400,322 (también publicado como US 4,951,427) reclama partículas abrasivas, incluyendo diamante y cBN, que tienen un óxido de metal refractario que cubre sustancialmente las superficie de dichas partículas. Los recubrimientos de óxido de metal fueron reclamados en el sentido que proporcionan medios para eliminar sustancialmente los ataques sobre las partículas de cBN a partir de la matriz de unión vitrea de ruedas de esmeril durante su fabricación. Los óxidos de metal refractario preferidos fueron titania, zirconia, alúmina y sílice. El óxido de metal más preferido fue titania. El método comentado incluye la aplicación primero de una capa de metal en forma elemental sobre las partículas, seguido por la conversión de dicha capa en óxidos por tratamiento térmico, preferentemente durante calcinación en atmósferas oxidantes para producir ruedas de esmeril. Aún cuando un método alternativo para Ti02 que incluye la formación de una pasta con un compuesto orgánico metálico, específicamente titanato de tetra-isopropilo y después la descomposición de dicho compuesto orgánico metálico por calentamiento se sugiere en uno de los ejemplos, el ejemplo proporcionado no es habilitador, tiene detalles insuficientes y no ofrece un medio para recubrir partículas finas individuales en fases elegidas de titania. Además, estos procedimientos son inapropiados conforme los tamaños de partícula de los constituyentes iniciales deseados se vuelven más finos, en particular en el caso de materiales en partículas de tamaño micrométrico y submicrométrico y más particularmente en el caso de materiales de partículas de tamaño nanométrico, debido a dificultades significativas en el recubrimiento regular de cada partícula muy fina y la tendencia a formar aglomerados de las partículas finas. El uso de estos procedimientos impone por consiguiente limitaciones sobre el recubrimiento de materiales abrasivos en partículas de tamaños finos. En el documento US 4,011,064 se divulga que recubrimientos adhesivos granulares irregulares pueden aplicarse sobre partículas abrasivas de cBN mediante molienda de las partículas con compuestos metálicos en molinos de bolas, de tal manera que el compuesto metálico pueda ser aplicado sobre las superficies de las partículas. El compuesto metálico puede ser entonces descompuesto mediante tratamiento térmico entre aproximadamente 800 y 1400°C, en atmósferas inertes o reductoras para convertir el compuesto metálico en el metal. El compuesto metálico de ejemplo divulgado es el sulfuro de tungsteno, S2, que resulta en un recubrimiento de metal de tungsteno granular en partículas de cBN de 125 a 149 micrómetros . Se espera que este método presente dificultades de aplicación en el caso de partículas más finas, como por ejemplo partículas de un tamaño de 10 micrómetros o menos y que no pueda aplicarse en el caso de partículas de tamaño submicrométrico y nanométrico debido al requisito que el material aplicado debe ser, el mismo, esencialmente triturado en partículas mucho menores que las partículas a recubrir. Además, los compuestos metálicos aplicables en el método se restringen a los compuestos metálicos que pueden tener propiedades mecánicas apropiadas para untarse. La mayoría de la técnica anterior que se refiere a los problemas de partículas abrasivas a incorporar en herramientas y ruedas aglomeradas se refiere al recubrimiento de las partículas abrasivas en metales, cerámicas y combinaciones de tales materiales. Este cuerpo de la técnica anterior se refiere predominantemente a varios métodos químicos en fase vapor o físicos en fase vapor para generar tales recubrimientos. Además se espera que tales técnicas sean limitadas y difíciles de aplicar en el caso de partículas abrasivas finas, especialmente las partículas abrasivas finas de un tamaño micrométrico, submicrométrico y nanométrico. Se espera que los métodos de la técnica anterior adolecen en general de una deficiencia en el sentido que es difícil exponer todas y cada una de las partículas a entornos idénticos en cuanto a reactividad y recubrimiento y por consiguiente el resultado es un recubrimiento variable de partícula a partícula. Sigue siendo una necesidad de contar con métodos eficientes para recubrir partículas abrasivas con materiales que podrían servir para proteger las partículas abrasivas contra un ataque químico por los muchos materiales de adhesión deseados de ruedas y herramientas de esmeril, ya sea de aglomerantes vitreos o aglomerantes metálicos o de otros tipos. En particular se requieren de métodos que permiten la obtención de tamaños finos de abrasivos de tamaño micrométrico, submicrométrico y hasta nanométrico. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De conformidad con un aspecto de la presente invención, se presenta un método para recubrir partículas abrasivas ultraduras dicho método incluye los pasos de proporcionar varias partículas abrasivas ultraduras que tienen superficies vitreofílicas, recubrir las partículas abrasivas ultraduras con un material precursor de óxido, y trata térmicamente las partículas abrasivas ultraduras recubiertas para secar y purificar los recubrimientos. Las partículas abrasivas ultraduras recubiertas, tratadas térmicamente son tratadas adicionalmente para convertir el material precursor en un óxido, nitruro, carburo, oxinitruro, oxicarburo, o carbonitruro del material precursor de óxido, o una forma elemental del material precursor de óxido, o combinaciones de los mismos. El material precursor de óxido es preferentemente un óxido, hidróxido u oxohidróxido amorfo o nanocristalino. Las películas abrasivas ultraduras se seleccionan preferentemente dentro del grupo que comprende diamante, nitruro de boro cúbico, carburo de silicio, nitruro de silicio, carburo de boro, subóxido de boro (B60) y similares. En particular, las partículas abrasivas ultraduras son diamante o nitruro de boro cúbico o una combinación de estos materiales; en dichos casos las partículas tienen que ser sometidas a un proceso de tratamiento superficial para que sus superficies se vuelvan vitreofílicas . Esto forma un aspecto adicional de la presente invención en términos de lo cual la especies químicas de superficie se seleccionan en general mediante tratamientos apropiados de tal manera que las especies químicas de superficie formadas de esta manera puedan ser compatibles con las reacciones químicas en estado húmedo subsiguiente y participar en dichas reacciones químicas y medios de recubrimiento de las partículas ultraduras. Las especies químicas de superficie de esta naturaleza pueden describirse como vitreofílicas o atraída por el vidrio, en la medida en que pueden formar uniones con componentes de óxido típicos en vidrio o materiales amorfos de tipo vidrio. De esta manera, los materiales recubiertos presentarán entonces una propensión a la unión química con la superficie de las partículas ultraduras. Los materiales precursores de matriz convertidos se seleccionan típicamente entre óxidos, nitruros, carburos, oxinitruros, oxicarburos, carbonitruros o materiales de matriz elementales de tamaño de de grano nanométrico, submicrométrico o micrométrico, o combinaciones de los mismos. Incluyen típicamente los óxidos, nitruros, carburos, oxinitruros, oxicarburos y carbonitruros de aluminio, titanio, silicio, vanadio, zirconio, niobio, hafnio, tántalo, cromo, molibdeno y tungsteno y cualquier combinación apropiada de estos materiales. Preferentemente estos materiales precursores de óxido serán de tamaño de grano nanométrico o amorfos. Ciertos materiales precursores de óxido son reducibles en formas elementales a través de un tratamiento adecuado. Óxidos de molibdeno y tungsteno son ejemplos de esta clase de recubrimiento de material precursor. Los materiales precursores de óxido se aplican preferentemente sobre las partículas abrasivas ultraduras utilizando lo que se conoce como una técnica de sol-gel. Las partículas ultraduras están suspendidas en medio líquido en donde reactivos químicos, en particular uno o varios alcóxidos, son introducidos de tal manera que se puedan formar entidades coloidales las cuales pueden unirse sobre las superficies y acumulares en recubrimientos sobre dichas partículas. Los recubrimientos formados de esta manera son principalmente óxidos, hidróxidos u oxo-hidróxidos icroporosos de los metales o metaloides mencionados arriba. Un calentamiento controlado por temperatura en aire, vacío o gas inerte se lleva a cabo preferentemente para remover sustancias volátiles y especies químicas no deseadas fijadas sobre el área de superficie elevada de los recubrimientos amorfos microporosos tales como especies hidroxilo, en particular -OH. Un tratamiento térmico adicional o calcinación puede emplearse para cristalizar los recubrimientos con el objeto de formar cerámicas de óxido de grano fino o de grano de tamaño nanométrico. Puesto que ciertas cerámicas de óxido son sometidas a cambios de fase en ciertos rangos de temperatura, la elección de las fases cristalinas particulares por temperatura y tiempos empleados es un aspecto adicional de la presente invención. Reacciones controladas por temperatura en gases reactivos pueden también emplearse para convertir los óxidos amorfos o cerámicas cristalinas de óxido en cerámicas cristalinas sin óxido. En particular se forman nitruros mediante la reacción de los recubrimientos con gas amoníaco. Se pueden formar carburos mediante la reacción de los recubrimientos en mezclas de gases carbonáceos e hidrógeno, por ejemplo mezclas de metano o etano e hidrógeno. Cuando ciertos recubrimientos de óxido pueden ser reducidos por hidrógeno, pueden ser convertidos en metales o elementos de tamaño micrométrico o nanométrico. Un aspecto particular de la presente invención es que debido al a naturaleza amorfa o microcristalina de los recubrimientos precursores de óxido, las temperaturas requeridas para convertirlos en cerámicas o metales seleccionados por reacción con gases es significativamente inferior a las temperaturas requeridas para cerámicas de óxido convencionales producidas por calcinación y fusión convencionales . El método de la presente invención abría también la puerta a una serie de materiales abrasivos ultraduros recubiertos únicos, particularmente los de diámetro micrométrico y más pequeños, más particularmente los materiales abrasivos ultraduros recubiertos de dimensiones submicrométricas y nanométricas . Sin embargo, materiales de nitruro de boro cúbico o diamante recubiertos únicos de tamaños desde unas decenas de micrómetros de diámetro hasta varios centenares de micrómetros, que incluyen recubrimientos de cerámica, de fase, estructura y tamaños de granos específicos, y en particular cerámicas de grano de tamaño nanométrico se proporcionan también. Ejemplos de tales cerámicas de óxido incluyen, zirconia, Zr02, de la fase tetragonal metaestable, estructuras estabilizadas con zirconia a través de composiciones tales como las composiciones que contienen de 3 a 8% de itria y zirconia de la fase monoclínica y titania, Ti02 de fases predominantemente anatasa o rutilo. Muchos de los recubrimientos de cerámica sin óxido que comprenden los nitruros, carburos, oxinitruros, oxicarburos y carbonitruros de algunos de los metales de transición tales como vanadio, niobio, tántalo, hafnio, molibdeno y tungsteno que pueden ser producidos por el método de la presente invención son también novedosos. Además, algunos de los materiales de recubrimiento de óxido no se cristalizan en rangos amplios de temperatura y por consiguiente forman vidrios densos mediante mecanismos de sinterización de vidrio. Abrasivos ultraduros completamente recubiertos en vidrios predominantemente basados en sílice, Si02, de espesores de dimensiones nanométricas hasta algunos micrómetros, son únicos y pueden ser elaborados a través del método de la presente invención. Partículas abrasivas ultraduras recubiertas que son muy finas, de dimensiones micrométricas, submicrométricas y nanométricas recubiertas en cerámicas de óxido, cerámicas sin óxido tales como nitruros, carburos, oxinitruros, oxicarburos y carbonitruros y elementos metálicos, molibdeno y tungsteno, son únicas en virtud de las dimensiones finas de las partículas ultraduras solas. Además, aquí también, las estructuras específicas y tamaños de grano nanométricos de los materiales de recubrimiento proporcionan un carácter único adicional. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describirá a continuación con mayores detalles, a título de ejemplo solamente, con referencia a las figuras adjuntas, en donde: La Figura 1 es un diagrama esquemático de los pasos de proceso de esta invención; La Figura 2 es un difractograma de rayos X de partículas de cBN, recubiertas, un material intermedio en una modalidad preferida del proceso de la presente invención; La Figura 3 es un difractograma de rayos X de partículas de cBN recubiertas con nitruro de titanio, el resultado del tratamiento térmico de las partículas de cBN recubiertas con titania mencionadas con referencia a la Figura 2; La Figura 4 es un difractograma de rayos X de partículas de cBN recubiertas con titania, producido de conformidad con otra modalidad preferida del proceso de la presente invención, después de tratamiento térmico a 475°C (A) y después de tratamiento térmico a 800°C (B) ; La Figura 5 es un difractograma de rayos X de partículas de diamante recubiertas con nitruro de titanio producidas de conformidad con otra modalidad preferida del proceso de la invención; y La Figura 6 es un difractograma de rayos X de partículas de cBN recubiertas con zirconia, producidas de conformidad con otra modalidad preferida del proceso de la invención, después de secado (A) , después de tratamiento térmico a 475°C (B) , y después de tratamiento térmico a 800°C (C) . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES La invención se refiere a partículas y materiales abrasivos recubiertos para su uso en aplicaciones de corte, perforación, molienda, pulido y otras aplicaciones abrasivas y de corte. Muchos de los problemas en la técnica anterior con relación a capacidades de recubrimiento eficiente de partículas abrasivas de tamaños finos, en particular partículas de varios micrómetros y menos, y de manera especialmente particular abrasivos de un tamaño submicrométrico y hasta nanométrico, se resuelven a través de la presente invención. En particular, se ha encontrado que el recubrimiento sol-gel de partículas en suspensión puede hacerse progresivamente más eficiente y útil conforme las partículas se vuelven más pequeñas y presentan áreas superficiales cada vez mayores, por lo que las químicas de superficie pueden ayudar en los mecanismos de recubrimiento mismos. Además, el entorno químico de cada partícula en suspensión agitada dinámica puede ser sustancialmente idéntico a todos los demás provocando la expectativa que el recubrimiento en cada una de las partículas será sustancialmente idéntico al recubrimiento en todas las demás. Por consiguiente, se minimizará la variación de los materiales de recubrimiento de partícula a partícula. Las partículas abrasivas ultraduras se seleccionan preferentemente dentro del grupo que consiste de diamante, nitruro de boro cúbico, carburo de silicio, nitruro de silicio, carburo de boro, subóxido de boro (B60) y similares. Las partículas abrasivas ultraduras son preferentemente diamante y nitruro de boro cúbico (cBN) de tamaños nanométricos (nm) a milimétricos (mm) . Los recubrimientos de cerámica pueden ser porosos o totalmente densos. El material de cerámica de los recubrimientos incluye fases amorfas y cristalinas de cerámicas de óxido. Incluyen los óxidos de titanio, silicio, zirconio, aluminio, vanadio, niobio, hafnio, tántalo, cromo, molibdeno y tungsteno y similares y cualquier combinación apropiada de estos materiales. Los óxidos preferidos son los óxidos de titanio, zirconio, silicio y aluminio. Las cerámicas sin óxido incluyen nitruros de metal, carburos de metal, carbonitruros de metal. Los nitruros preferidos son los nitruros de titanio, vanadio, niobio, tántalo, molibdeno y tungsteno. El rango de espesor de los recubrimientos de cerámica se extiende desde nanómetro (nm) hasta micrómetros (µm) . Para los propósitos de esta invención, partículas submicrométricas o granos submicrométricos se definen como teniendo su diámetro mayor entre 1 micrómetro (1000 nm) y 0.1 micrómetro (100 nm) , y partículas o granos de tamaño nanométrico se definen como teniendo su diámetro mayor inferior a 0.1 micrómetro (100 nm) . El método de la presente invención abarca en general tres componentes de procedimiento, es decir, 1) proporcionar partículas abrasivas ultraduras con superficies vitreofílicas o, en caso apropiado, tratamiento químico de las superficies de partículas abrasivas ultraduras para volverlas vitreofílicas; 2) emplear métodos de reacción en suspensión coloidal para recubrir las partículas ultraduras con un material de precursor óxido; y 3) tratar térmicamente las partículas ultraduras recubiertas de esta forma en entornos gaseosos para secar y purificar los recubrimientos y después convertir los recubrimientos en los óxidos (incluyendo vidrio) , nitruros, carburos, oxinitruros, oxicarburos, carbonitruros y metales seleccionados de fase y composición seleccionadas. En la primera etapa, la química de superficie del material en partículas ultraduras es manipulada con el objeto de proporcionar a las partículas una naturaleza vitreofílica . Vitreofílica, "que atrae el vidrio" se define como un carácter que permite la formación fácil de enlaces químicos con materiales óxidos. Los tratamientos que pueden crear especies químicas en la superficie requerida para comportamiento vitreofílico de las partículas ultraduras incluyen, sin limitarse a estos tratamientos, la ebullición en ácidos oxidantes tales como ácido nítrico concentrado, en caso apropiado, o la exposición a agentes oxidantes fuertes tales como soluciones de peróxido de hidrógeno o calentamiento en aire u oxígeno. Las superficies generadas de esta forma permiten la formación y crecimiento de recubrimientos basados en hidróxidos y óxidos en el material en partículas y una buena adherencia con los recubrimientos precursores basados en óxidos formados de esta manera. En la segunda etapa, se emplea un recubrimiento de suspensión coloidal de las partículas abrasivas ultraduras con materiales precursores de óxido hidratado amorfos y/o de tamaño de grano nanométrico. Se ha encontrado que adaptaciones de ciertas técnicas coloidales son capaces de recubrir con exactitud partículas de materiales ultraduros de tamaño micrométrico, submicrométrico o hasta nanométrico. En general existen dos rutas coloidales a través de las cuales se pueden generar recubrimientos apropiados, una que depende de si se utilizan soluciones de sales inorgánicas y la otra en donde se utilizan compuestos orgánicos metálicos. Un enfoque preferido para esto es el enfoque sol-gel, con mayor preferencia enfoques sol-gel que utilizan la hidrólisis y policondensación de alcóxidos y alcoholatos. Los recubrimientos precursores generados por este método son óxidos hidratados microporosos, amorfos o de tamaño de grano nanométrico de gran área superficial. Técnicas sol-gel, en particular, son altamente versátiles y pueden utilizarse para el control de la nucleación heterogénea y del crecimiento de recubrimientos extremadamente exactos de materiales precursores de óxido hidratado en las superficies de partículas suspendidas vitreofílicas que pueden ser tan pequeñas desde 10 nm o aún más pequeñas. El enfoque sol-gel preferido es agregar lentamente una solución alcohólica de un alcóxido de metal o combinación de alcóxidos de metal a una suspensión de partículas de materiales ultraduros en una alícuota de baja concentración de agua pura en el mismo alcohol. Alternativamente, se agrega lentamente a una suspensión de partículas de material ultraduro en una solución de alcóxido en alcohol una alícuota de agua en alcohol. Los alcóxidos metálicos son hidrolizados por el agua para formar monómeros de hidróxido de metal que a su vez son sometidos a reacciones de policondensación y forman progresivamente materiales microporosos de óxidos hidratados, que se conocen en esta invención como los materiales o recubrimientos precursores de óxido. A través de la elección apropiada del tipo de alcohol, en particular que tiene los mismos grupos alquilo que el (los) alcóxido (s), concentración de partículas ultraduras suspendidas, concentración de solución de alcóxido en el alcohol, la proporción entre alcóxido y agua, temperatura y presencia o ausencia de otros agentes tales como ácidos o bases, es posible controlar la formación de un recubrimiento del precursor de óxido en las partículas ultraduras suspendidas. Cada tipo de alcóxido utilizado requiere de la utilización de condiciones específicas para recubrir el material ultraduro suspendido en partículas en el recubrimiento deseado. Un aspecto importante de este enfoque es que los subproductos de las reacciones de policondensación e hidrólisis de alcóxido son agua, alcoholes y especies de hidróxido en algunas de las superficies libres del recubrimiento. Todos estos subproductos son fácilmente removibles por secado y tratamiento térmico a bajas temperaturas. Además, los alcóxidos mismos son fácilmente disponibles con altos grados de pureza. El enfoque sol-gel de alcóxido permite por consiguiente obtener óxidos no contaminados muy puros. Otro aspecto muy importante del método de la presente invención es que se puede hacer un alcance amplio de materiales de óxido precursores mixtos mediante el empleo simultáneo de más de un tipo de alcóxido con base en metales diferentes. De esta forma, el material precursor de óxido generado de esta manera será un óxido mixto con diferentes metales distribuidos en una escala molecular. Alternativamente, se sabe que complejos de alcóxido que involucran más de un metal pueden elaborarse y estos complejos de alcóxido pueden también ser utilizados en el método de la presente invención. Por consiguiente, los óxidos, nitruros y carburos generados por el uso completo del método de la presente invención pueden incluir fases mixtas y de aleaciones. Además se sabe que se pueden efectuar estructuras de alcóxido de metales mixtos. El uso de tales alcóxidos de metales mixtos lleva también a la formación de óxidos de precursores de metales mixtos y subsiguientemente fases de recubrimiento mixtas. El uso de mezclas de alcóxidos o complejos de alcóxidos mixtos permite también el dopaje del precursor y de los materiales de recubrimiento subsiguientes con sinterización y agentes de modificación de estructura tales como itria, magnesia y similares. Alternativamente, tales agentes de modificación de estructura pueden ser introducidos a través de sales solubles ya sea durante las reacciones basadas en alcóxido o después de su terminación. Ejemplos de tales sales incluyen preferentemente los acetatos o nitratos de itrio o magnesio. Por consiguiente se puede emplear una gran cantidad de conocimientos de ciencia de materiales metalúrgicos, cerámica y cerámica y metal (partículas de cerámica en un aglomerante metálico) en la elaboración de los materiales de recubrimiento a través del método de la presente invención.
Después de la remoción de la suspensión y lavado, las partículas recubiertas son secadas lentamente por ejemplo mediante calentamiento en vacío a una temperatura inferior a 100°C. Los recubrimientos amorfos, microporosos pueden ser purificados adicionalmente mediante calentamiento dentro del rango de temperaturas de 300 a 400°C, habitualmente en aire o en una atmósfera inerte para remover el alcohol residual y el agua en la microporosidad y en particular reducir radicalmente el hidroxilo (-OH) , especies de química de superficie que termina habitualmente un gran área superficial de la porosidad. Cuando se desean recubrimientos relativamente espesos, se encuentra a veces que al efectuarse el secado, se producen encogimiento y agrietamiento debido a las fuerzas capilares cuando el alcohol y el agua se evaporan de la porosidad. Este efecto puede ser minimizado secando lentamente o mediante el uso de lo que se conoce como aditivos químicos de control de secado, DCCAs. Estos químicos provocan que la distribución de tamaños de poros en los recubrimientos de óxido de precursor sea mayor y más uniforme y por consiguiente las fuerzas capilares son reducidas, lo que resulta en una menor tendencia a la formación de grietas. Ejemplos de tales DCCAs son ácido oxálico, y dimetil formamida, DMF. Se prefiere este último. La estructura de tamaño de grano nanométrico o amorfa, microporosa de los materiales de recubrimiento de precursor hace que sea ideal para tratamientos térmicos de reacción programada por temperatura en reactivos gaseosos con el objeto de formar fases de vidrio o fases de cerámica de tamaño de grano nanométrico y de tamaño de grano fino deseado como el material de recubrimiento. De hecho, cuando el óxido del recubrimiento es reducible en hidrógeno, se pueden generar recubrimientos metálicos. En la tercera etapa, tratamientos térmicos de reacción programadas por temperatura de las partículas ultraduras recubiertas con precursor en entornos gaseosos seleccionados se utilizan para densificar parcialmente el recubrimiento y convertirlo en un material de cerámica de tamaño de grano nanométrico o fino seleccionado. El tratamiento térmico en aire, oxígeno o un gas inerte puede emplearse para calcinar, densificar el recubrimiento y cristalizar el recubrimiento como una fase de óxido deseada. La elección del ritmo de calentamiento, la temperatura superior y la duración de la temperatura superior es específica para la estructura, fase y tipo de óxido requerido. Si se desea convertir el recubrimiento en un nitruro, el material recubierto secado o calcinado en aire puede ser calentado en amoníaco seco a temperaturas típicamente de hasta 1100°C, aún cuando temperaturas de hasta aproximadamente 1400°C, incluyen esta temperatura, pueden ser necesarias en ciertas aplicaciones. Se ha encontrado que este tratamiento de reacción programado por temperatura reduce progresivamente el material recubierto y puede convertir los recubrimientos de base de óxido a nitruros y oxinitruros estequiométricos y no estequiométricos . Otra vez, la elección del ritmo de calentamiento, caudales de flujo de gas, temperatura superior y duración de la temperatura superior es específica para la estructura, fase y tipo de nitruro requerido. Se ha encontrado también que las fases de oxinitruro pueden ser generadas a través de la elección apropiada de las condiciones . Si se desea convertir el recubrimiento en un carburo, el material recubierto calcinado en aire o secado puede ser calentado en una mezcla de gas carbonáceo como por ejemplo metano o etano e hidrógeno a temperaturas típicamente inferiores a 1200°C, aún cuando temperaturas de hasta 1500°C e incluyendo este valor pueden ser necesarias en ciertas aplicaciones. Otra vez la elección del ritmo de calentamiento, caudal de flujo de gas, temperatura superior y duración de la temperatura superiores específica para la estructura, fase y tipo de carburo requerido. Se ha encontrado también que fases de oxicarburo pueden ser generadas mediante la elección apropiada de las condiciones. Alternativamente, se ha encontrado que los recubrimientos de nitruro generados de conformidad con lo descrito arriba pueden ser convertidos en carburos a través de tratamiento térmico apropiado en mezclas de metano o etano e hidrógeno. Fases de carbonitruro pueden ser generadas por elección de condiciones . Algunos de los recubrimientos de óxido pueden ser fácilmente reducidos en el metal elemental correspondiente mediante reducción en oxígeno puro. Ejemplos de tales recubrimientos son óxidos túngsticos y molíbdicos, W03 y Mo03, que pueden ser fácilmente reducidos en los metales a temperaturas bajas en un rango típico de 500 a 700°C. Un aspecto esencial del componente de reacción programada por temperatura del método de la presente invención es que se observó que los tamaños de grano de los recubrimientos de óxido, nitruro, carburo resultantes en las partículas ultraduras fueron típicamente todos nanométricos en cuanto a dimensiones. Además, otro aspecto valioso de estos tratamientos térmicos fue que las temperaturas requeridas y los tiempos necesarios para efectuar las conversiones fueron bajas y cortos, respectivamente, en comparación con las temperaturas y los tiempos requeridos para conversiones análogas de materiales de óxido convencionales elaborados por técnicas de derretimiento o fusión. En algunos casos temperaturas de formación de nitruro hasta 400 °C menores fueron requeridas para el método de la presente invención en comparación con la nitruración de materiales de óxido convencionales. Además, las partículas ultraduras recubiertas pueden estar separadas y no aglomeradas. Las etapas arriba del proceso se comentarán a continuación con mayores detalles con referencia a la Figura 1. 1. Tratamiento de Superficie de las Partículas Ultraduras para volverlas vitreofílicas . En el caso de diamante de tamaño de grano micrométrico, submicrométrico o nanométrico, los grupos funcionales de superficie que terminan la superficie pueden consistir de C-OH, C-O-C, C=0 y 0=C-0~ a través de métodos tales como el calentamiento en ácidos oxidantes concentrados, tales como mezclas de ácido nítrico y/o ácido sulfúrico. Alternativamente, un tratamiento térmico gaseoso en 20% hidrógeno/argón a 900° C para formar el acabado de la superficie en H, seguido por 20% oxígeno/argón a 480° C crea una superficie dominada por las especies de oxígeno. Otros métodos para producir grupos funcionales basados en oxígeno fijados sobre la superficie del diamante pueden también emplearse. La superficie de diamante oxidada lo vuelve vitreofílico, es decir, capaz de formar enlaces químicos con óxidos, incluyendo, en particular, estructuras de óxido hidratado. Se espera que en el caso de cBN de tamaño submicrométrico, un tratamiento en aire arriba de 600°C incrementaría la concentración de especies de boro oxígeno y nitrógeno oxígeno en la superficie y esto puede ser indicado por espectroscopia de reflectancia infrarroja de transformación de Fourier. Una superficie de este tipo presenta un comportamiento vitreofílico en recubrimiento coloidal subsiguiente con óxidos derivados de sol-gel. Muchos de los demás materiales ultraduros bien conocidos tales como carburo de silicio y nitruro de silicio y similares tienen una terminación química oxidante de sus superficies que los vuelve normalmente vitreofílico y adecuados para el método de la invención. 2. Recubrimiento Coloidal de las Partículas de Materiales Ultraduros Con referencia a la parte 2 (a) del diagrama esquemático, se utilizan técnicas generales sol-gel para producir materiales precursores de óxido hidratado para los materiales de matriz deseados. Un ejemplo de dicho enfoque incluye la hidrólisis de soluciones de sulfato de aluminio a temperaturas elevadas, como por ejemplo 100°C, en presencia de compuestos orgánicos tales como urea, para recubrir partículas en suspensión. Recubrimientos de óxido de aluminio hidroso puede ser producido de esta forma. Un enfoque preferido más general, sin embargo, es la utilización de reacciones de hidrólisis y policondensación de alcóxidos metálicos en soluciones alcohólicas. Alcóxidos de metal y alcoholatos tienen una fórmula general representada por Mn+[OR]n, en donde M es un metal de valencia n, O es oxígeno y R es un grupo alquilo. El metal está unido a los grupos alquilo a través de los átomos de oxígeno. La mayoría de los alcóxidos de metal son solubles en alcoholes y pueden ser fácilmente hidrolizados con agua en solución alcohólica para formar hidróxidos:
M[OR]n + nH20 - M[OH]n + nROH (1) Reacciones de policondensación como en la ecuación (2) abajo puede entonces efectuarse y se forman enlaces M-O-M. n-?[HO]M-OH + HO-M[OH]n_? -» n-? [HO] M-O-M [OH] n-? + H20 .... (2) La continuación progresiva de esta reacción resulta en una red tridimensional -M-0-M-O-M. El material precursor de óxido formado de esta manera es habitualmente amorfo o de un tamaño de grano nanométrico con un área superficial muy alta y es microporoso con H20 y alcohol en los poros. Las superficies de la estructura porosa están terminadas en hidroxilo, grupos funcionales OH y algunos grupos funcionales OR sin reaccionar. Mediante la elección apropiada de concentraciones, proporciones entre alcóxido y agua, temperatura, alcohol solvente y la presencia de otros agentes químicos tales como ácidos o bases, el material precursor de óxido poroso puede formar núcleos y crecer como un recubrimiento sobre partículas suspendidas vitreofílicas en el solvente de alcohol. Una concentración apropiada de partículas suspendidas para actuar como centros de crecimiento para el material de recubrimiento debe seleccionarse . Una solución de alcóxido (s) de metal se efectúa en un alcohol anhidro y después se agrega lentamente durante un período de tiempo de aproximadamente algunas horas, a una suspensión agitada continuamente de las partículas ultraduras en una alícuota de agua pura en habitualmente el mismo alcohol. Un agente de peptización como por ejemplo un ácido o una base puede agregarse para estabilizar la suspensión. Alternativamente, cuando un reactivo de alcóxido particularmente reactivo debe ser empleado, se puede crear un mejor control sobre la formación del recubrimiento mediante la adición lenta de un alícuota de agua en alcohol a una suspensión de las partículas ultraduras en una suspensión del alcóxido en alcohol anhidro. El agua y los subproductos de alcohol de las reacciones pueden ser removidos mediante secado y tratamiento térmico a una temperatura baja 2 (b) . De la misa manera, se pueden remover los grupos funcionales de superficie OH. Típicamente después de filtración, centrifugación o asentamiento y decantación de las suspensiones y lavado en nuevo alcohol limpio y después agua desionizada, las partículas recubiertas pueden ser lentamente secadas a una temperatura de aproximadamente 60° C bajo un vacío bajo durante aproximadamente dos días. La remoción adicional de agua residual y alcohol puede entonces lograrse mediante calentamiento a una temperatura de aproximadamente 300° C en aire. Muchos elementos de la tabla periódica son capaces de formar alcóxidos. Los alcóxidos encontrados como útiles para la creación de matrices de óxido utilizando el método de la invención incluyen los alcóxidos de titanio, aluminio, zirconio, cromo, silicio, tungsteno, molibdeno, tántalo, niobio, vanadio con los alcóxidos de calcio, magnesio, hafnio, itrio, utilizándose a veces como aditivos incluyendo combinaciones de estos alcóxidos. Los alcóxidos útiles para la creación de matrices de nitruro utilizando el método de la presente invención incluyen los alcóxidos de aluminio, titanio, zirconio, silicio, tántalo, cromo, niobio, hafnio, vanadio, molibdeno y tungsteno y combinaciones de estos. Los alcóxidos útiles para la creación de matrices de carburo utilizando el método de la presente invención incluyen los alcóxidos de titanio, zirconio, silicio, tántalo, cromo, niobio, hafnio, vanadio, molibdeno y tungsteno y combinaciones de ellos. Los grupos alquilo R en la fórmula generalizada para alcóxidos de metal, M[OR]n/ pueden incluir metilo, etilo, n-propilo, n-butilo y cualquiera de la fórmula general -CxH2x+?. Además, los grupos alquilo en donde grupos alquilo de cadena lateral están presentes, tales como en el grupo iso-propilo, -CH(CH3)2, o grupos sec-butilo, -CHCH2CH3CH3, están incluidos. La velocidad de la reacción de hidrólisis y el tiempo hasta el cual el punto de gelificación para cada alcóxido de metal depende en gran medida de la longitud de cadena de los grupos alquilo. Entre menor es la longitud de cadena de R, más rápida es la hidrólisis y también más corto es el tiempo hasta la gelificación del material precursor de óxido en el recubrimiento de las partículas ultraduras. Las características de recubrimiento para cada tipo de recubrimiento de precursor de óxido hidratado deseado pueden ser fuertemente influenciadas por la elección de R. Los alcoholes utilizados como solventes para el alcóxido y agua, y como fluido de suspensión para las partículas ultraduras, pueden seleccionarse entre cualquiera de los solventes líquidos normalmente comercialmente disponibles. Los alcoholes preferidos son etanol, metanol y alcohol isopropílico. Preferente pero no esencialmente, se puede utilizar el alcohol del mismo grupo alquilo que el alcóxido. La Tabla 1 ofrece una lista de algunos de los alcóxidos más útiles en el método de la presente invención, pero esta lista no es completa. TABLA 1 Metal (M) Nombre de alcóxido Fórmula M[OR]n Titanio Metóxido de titanio Ti[OCH3]4 Tetraetóxido de titanio Ti[OC2H5]4 n-propóxido de titanio Ti[OC3H7]4 Iso-propóxido de titanio Ti[OCH(CH3)2]4 n-propóxido de titanio Ti[OC4H9]4 Aluminio Metóxido de aluminio Al[OCH3]3 Tri-etilato de aluminio Al[OC2H5]3 n-propóxido de aluminio Al[OC3H7]3 Iso-propóxido de aluminio Al[OCH(CH3)2]3 n-butóxido de aluminio Al[OC4H9]3 Tri-sec-butilato de aluminio Al[OCHCH2CH3CH3]3 Silicio Metóxido de silicio SÍ[OCH3]4 Ortosilicato de silicio SÍ[OC2H5]4 Zirconio Metóxido de zirconio Zr[OCH3]4 Etóxido de zirconio Zr[OC2H5]4 n-propóxido de zirconio Zr[C3H7]4 Vanadio Etóxido de vanadio V[OC2H5]4 Oxi-etóxido de vanadio VO[OC2H5]4 Oxi-iso-propóxido de vanadio VO[OCH(CH3)2] Niobio Etóxido de niobio Nb[OC2H5]5 Tántalo Etóxido de tántalo Ta[OC2H5]5 Cromo Etóxido de cromo Cr[OC2H5]3 Tungsteno Etóxido de tungsteno W[OC2H5]5 Hafnio Etóxido de hafnio Hf [OC2H5]4 Después de secado/tratamiento térmico preliminar, las partículas recubiertas pueden ser examinadas utilizando un microscopio electrónico de exploración y/o microscopio electrónico de transmisión. 3. Tratamiento Térmico Programado por Temperatura (TPRe) Las partículas recubiertas son sometidas ahora a un tratamiento térmico programado por temperatura. Esto se efectúa en entornos gaseosos seleccionados, a ritmos de calentamiento seleccionados, a temperaturas superiores seleccionadas, durante tiempos seleccionados con el objeto de controlar la remoción de impurezas volátiles residuales, densificar y sinterizar, cambiar a otras fases estructurales y reaccionar químicamente el recubrimiento con los gases provocando la formación de otros tipos de materiales y fases. Un enfoque preferido es la utilización de un sistema de gas que fluye con un caudal de flujo cuidadosamente seleccionado y controlado. El calentamiento del material de partículas recubiertas puede efectuarse en un horno de tubos, horno de tubos rotatorio, organizado para "agitar" lentamente las partículas y evitar de esta forma la aglomeración o fritura, o cualquier arreglo de horno apropiado para el calentamiento controlado de los materiales en partículas en entornos gaseosos controlados seleccionados. Con referencia al diagrama esquemático, la Figura 1, después del secado/tratamiento térmico preliminar, 2 (b) existen varias vías para convertir el material recubierto en los materiales deseados. (el secado/tratamiento térmico preliminar 2 (b) puede incluir en sí un proceso de etapas múltiples, por ejemplo, secado en vacío a una temperatura inferior a 100° C para remover la mayor parte del agua libre de los microporos del recubrimiento, seguido por calentamiento, por ejemplo hasta aproximadamente 300° C en vacío o aire para remover los alcoholes residuales y los grupos funcionales hidroxilo químicamente adsorbidos de las superficies) . Una ruta, la Ruta A, es la calcinación de las partículas recubiertas en aire u oxígeno o gas inerte para convertir el recubrimiento en un óxido seleccionado. Según el material precursor de óxido poroso particular que se está utilizando, la sinterización y/o cristalización ocurrirá involucrando la densificación. Cambios de fase a óxido de estructura de cristal diferente pueden también ocurrir y pueden organizarse para formar óxidos deseados. Habitualmente se forman óxido (s) de tamaño de grano nanométrico a través de este método. Alternativamente, algunos recubrimientos de óxido no cristalizan sino que se densifican mediante sinterización vitrea para formar vidrios. En cada caso, las condiciones de tratamiento térmico requeridas son determinadas mediante la utilización de técnicas de monitoreo y caracterización de reacción tales como Análisis Termogravimétrico (TGA, por sus siglas en inglés), Análisis Térmico Diferencial (DTA, por sus siglas en inglés), Difracción de Rayos X (XRD, por sus siglas en inglés) y similares. El calentamiento puede efectuarse en cualquier equipo conveniente capaz de alojar material en partículas finas, aún cuando se prefieren hornos rotatorios y hornos de cama fluidificada. La Ruta B proporciona el calentamiento de las partículas recubiertas secadas proveniente de 2 (b) en amonio o mezclas de amonio con gas inerte para convertir el recubrimiento de precursor de óxido poroso en nitruro (s) u oxinitruro (s) . El amoniaco se descompone en especies de hidrógeno y nitrógeno muy activo que reducen progresivamente y nitruran la capa de óxido precursor. Mediante la elección de varias condiciones se pueden formar estructuras de oxinitruro y nitruro. Otra vez, las condiciones de tratamiento térmico requeridas son determinadas mediante la utilización de técnicas de monitoreo y caracterización de reacción tales como análisis termogravimétrico (TGA, por sus siglas en inglés), Análisis Térmico Diferencial (DTA, por sus siglas en inglés) , Difracción de Rayos X (XRD, por sus siglas en inglés) , y similares. Habitualmente se obtienen recubrimientos de tamaño de grano nanométrico. La Ruta C proporciona el calentamiento de las partículas recubiertas secadas de 2 (b) en mezclas de hidrógeno/gas carbonáceo para convertir el recubrimiento de precursor de óxido poroso en carburo (s) u oxicarburo (s) . Los gases carbonáceos pueden en principio ser cualquier gas de hidrocarburo pero preferentemente se trata de metano o etano. Las mezclas de gases carbonáceos/hidrógeno pueden ser diluidas en gases vehículos tales como argón, por ejemplo. Si los gases activos conforman no más del 20% del gas vehículo inerte, entonces es improbable que se pueda formar con el aire una mezcla de gas explosiva si ocurre una fuga y por consiguiente se mejora la seguridad. Proporciones típicas entre metano o etano e hidrógeno son de 1/4 a 1/20. Las condiciones requeridas de tratamiento térmico son determinadas mediante la utilización de técnicas de monitoreo y caracterización tales como análisis termogravimétrico (TGA, por sus siglas en inglés), análisis térmico diferencial (DTA, por sus siglas en inglés) , Difracción de Rayos X (XRD, por sus siglas en inglés) y similares. Una alternativa a la conversión de los recubrimientos en oxinitruros y nitruros es emplear la Ruta A hacia un óxido seleccionado y después seguir la Ruta D mediante la aplicación de tratamientos térmicos en entornos de amoníaco para obtener los nitruros. Además, mediante el empleo de la Ruta E mediante la aplicación de tratamientos de gases carbonáceos/hidrógeno a los recubrimientos de nitruro formados de esta manera, se pueden generar otras microestructuras de carburo en comparación con la Ruta C. Además, después de la Ruta A, hacia las estructuras de óxido, se puede emplear la Ruta F para generar microestructuras de carburo directamente a partir de las fases de óxidos. En el caso en el cual el recubrimiento de óxido poroso de 2 (b) es fácilmente reducible con hidrógeno, se puede emplear la Ruta G y se pueden obtener recubrimientos metálicos de granos finos.
Las combinaciones de rutas alternativas permiten diseñar y variar la composición de carbono, nitrógeno y oxígeno de cada carburo, nitruro y óxido. Por ejemplo, mediante la elección de la Ruta y de las condiciones de TPRe, se pueden formar materiales de oxinitruro, materiales de MNOx, M siendo un elemento metálico, con x seleccionándose entre 0.5 y 0.05. Un ejemplo adicional es que mediante la elección de la Ruta y de las condiciones de TPRe, se pueden generar materiales de carbonitruro, materiales MCNy en donde y puede ser entre 0 y 1. Las temperaturas de calentamiento necesarias para producir las especies cristalinas de las composiciones y estructuras diseñadas para los materiales de recubrimiento son relativamente bajas. Esto puede resultar en la formación de especies cristalinas a bajas temperaturas no obtenidas en el caso de reacciones en estado sólido más convencionales normalmente efectuadas a temperaturas más elevadas. La mayoría de las temperaturas requeridas están por debajo de 1200° C, frecuentemente por debajo de 1000° C y hasta tan bajas como 550° C en ciertos casos. La presente invención se describirá a continuación con mayores detalles con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos . Ejemplo 1 50 g de nitruro de boro cúbico submicrométrico, de tamaño medio de partículas de 0.7 micrómetro, en el rango general de tamaños de 0.5 a 1.0 micrómetro fueron tratados en ácido sulfúrico concentrado humeante al cual se agregó nitrato de potasio, después de lavar y secar el cBN submicrométrico fue calentado adicionalmente en aire a 600° C durante 30 minutos. Estos procedimientos aseguraron que la química de superficie de cBN fuese dominada por grupos funcionales relacionados con oxígeno y por consiguiente se volvió vitreofílica. Se suspendieron entonces 15 g de este cBN tratado superficialmente submicrométrico en 865 mi de etanol puro en un recipiente de laboratorio al cual se había agregado 7.3 mi de agua desionizada. La suspensión fue agitada vigorosamente con un agitador de aspa a aproximadamente 100 rpm. Se disolvieron 15.3 g de líquido iso-propóxido de titanio, Ti(OC3H7) , en 100 mi de etanol anhidro. Esta solución fue después agregada lentamente a la suspensión de cBN/etanol/agua gota a gota durante un período de 1 hora a temperatura ambiente (25° C) , mientras se seguía agitando. La agitación prosiguió durante 2 horas adicionales y el contenido del recipiente de laboratorio fue dejado durante la noche para envejecimiento. Las partículas recubiertas resultantes fueron removidas de la suspensión por filtración en vacío, lavadas tres veces con etanol y tres veces en agua desionizada y después secadas a 60°C durante dos días en horno al vacío. Al examinar bajo microscopio electrónico de exploración (SEM, por sus siglas en inglés), se observó que cada partícula de cBN presentaba un recubrimiento completo en un compuesto de óxido de titanio, que se esperaba era titania amorfa, microporosa, Ti02. Se trataron entonces térmicamente 10 g de partículas de cBN recubiertas con Ti02 en flujo de aire a 700°C durante 3 horas. El ritmo de calentamiento y los ritmos de enfriamiento se mantuvieron a 5°C por minuto. Al examinar con un espectrómetro de difracción de rayos X, se encontró que el recubrimiento había sido cristalizado en una fase anatasa de titania, como se muestra en la Figura 2. Al examinar una muestra de este material en partículas en el microscopio electrónico de transmisión, TEM por sus siglas en inglés, se encontró que el recubrimiento de titania había cristalizado en forma de cristalitos de tamaño de grano nanométrico de aproximadamente 30 nm de dimensión. Cinco (5) g de las partículas de cBN de tamaño submicrométrico recubiertas con titania tratadas térmicamente en aire fueron después calentados adicionalmente a 1100°C durante 5 horas en un horno de tubo mientras se estaba expuestas a un flujo de gas amoníaco seco, NH3. El ritmo de calentamiento utilizado fue 10°C por minuto. Este tratamiento térmico en amoníaco convirtió el recubrimiento de titania de tamaño de grano nanométrico en nitruro de titanio de tamaño de grano nanométrico. Un examen TEM de esta material mostró que el recubrimiento estaba ahora formado por cristalitos de nitruro de titanio de aproximadamente 40 nm en cuanto a tamaño. La figura 3 es un difractograma de rayos X que muestra que el recubrimiento resultante era realmente nitruro de titanio, TiN, que se conoce como osbornita. Ejemplo 2 Se suspendieron 30 g de polvo de cBN de un tamaño medio de partículas de 2 micrómetros en una solución mixta 1 a 1 de 15% peróxido de hidrógeno, H202 y 15% hidróxido de amonio, NH4OH, en agua. Esto sirvió para hidrolizar la superficie de las partículas de cBN y por consiguiente volverlas vitreofílicas . El polvo de cBN de 2 micrómetros fue después removido de la suspensión mediante filtración y lavado en agua desionizada. 25.5 g del polvo de cBN preparado de esta manera fueron después suspendidos en 1440 mi de etanol al cual se había agregado 13.1 mi de agua desionizada. La suspensión fue sondeada ultrasónicamente durante 15 minutos con el objeto de romper cualquier aglomerado de partículas de cBN. Se disolvieron 20.7 g de isopropóxido de titanio en 100 mi de etanol anhidro. Esta solución fue después agregada a la suspensión vigorosamente agitada de cBN en etanol/agua gota a gota durante un período de 1 hora a temperatura ambiente. Después de la adición, la suspensión fue agitada durante 2 horas adicionales y después se dejó envejecer durante la noche. El material en partículas fue después removido de la suspensión mediante filtración y lavado en etanol puro 3 veces seguido por 3 lavados con agua desionizada y después se secó a 70° C durante 2 días en un horno de vacío. El examen del material en partículas en un microscopio electrónico de exploración, utilizando la capacidad EDS, mostró que el cBN estaba recubierto por un compuesto de titanio y oxígeno. Cada partícula estaba totalmente cubierta al mismo grado. Se calcinaron después 20 g de este cBN recubierto en un horno de tubos en flujo de aire seco a 450°C durante 3 horas. Los ritmos de calentamiento y enfriamiento fueron mantenidos a 5°C por minuto. Al examinar con un difractómetro de rayos X se mostró que el recubrimiento se había cristalizado y era titania, Ti02, de estructura anatasa. Se calentaron entonces 8 g del cBN recubierto con titania de estructura anatasa calcinado en un horno de tubos a 1100°C durante 5 horas en una corriente de gas' amoníaco seco. Al examinar con espectrómetro de rayos X se mostró que el recubrimiento de titania de tipo anatasa se había convertido en nitruro de titanio. De esta manera, muestras de partículas de cBN de un tamaño medio de 2 micrómetros han sido recubiertas con titania amorfa de estructura anatasa y nitruro de titanio, respectivamente . Ejemplo 3 105 g de malla de 105 a 125 µm (estadounidense 120/140) , de cBN cristalino, con facetas, fueron tratados en ácido clorhídrico hirviente al 32% en volumen, lavados en agua y secados. Este material fue después calentado en aire a una temperatura de 650 °C durante 1 hora para oxidar ligeramente las superficies de las partículas. Las partículas de cBN fueron después suspendidas en 500 mi de etanol puro al cual se había agregado 10.6 mi de agua desionizada. La suspensión fue creada y mantenida por agitación mecánica con un agitador de aspa a aproximadamente 100 rpm. Se disolvieron 20 g de isopropóxido de titanio de fórmula Ti (OCH (CH3) 2) en 100 mi de alcohol etílico anhidro puro y esta solución fue lentamente agregada a la suspensión agitada, gota a gota, durante un período de 2 horas. La suspensión fue después agitada durante 2 horas adicionales para permitir que las reacciones de hidrólisis y policondensación se acercaran a su culminación. El material en partículas de cBN fue después lavado en alcohol etílico tres veces mediante asentamiento y decantación. Después de una decantación final, se permitió que el material secara lentamente en condiciones ambientes durante dos días, seguido por 24 horas en un horno de vacío a una temperatura de 60°C. El cBN recubierto fue después dividido en dos muestras, una muestra fue calentada lentamente en aire a 475°C y mantenida a esta temperatura durante 3 horas, y la segunda muestra fue calentada similarmente a una temperatura de 800 °C durante 3 horas. La Figura 4 es un difractograma de rayos X que muestra que (A) , el material calentado a 475°C era cBN recubierto con titania cristalina muy fina, Ti02, de estructura anatasa, y que (B) , el material calentado a 800°C era cBN recubierto con titania cristalina fina, Ti02 predominantemente de estructura de rutilo, con un pequeño componente de anatasa restante. La primera muestra fue después calentada en amoníaco seco a una temperatura de 1100°C durante 5 horas y el recubrimiento de titania fue después convertido en nitruro de titanio. Se tomó una imagen del recubrimiento con SEM y se observó que cubría bien todas las superficies del os cristales cBN excepto con relación a pequeños eventos de grietas en el recubrimiento. Ejemplo 4 50 g de diamante de tamaño micrométrico derivado de una fuente de diamante sintético por procedimientos de aplastamiento y clasificación de tamaños, de tamaños medios de partícula de 1.0 micrómetros, en el rango general de tamaño de 0.75 a 1.5 micrómetros fue tratado en ácido sulfúrico concentrado humeante al cual se agregó nitrato de potasio. Esta limpieza aseguró que el diamante estaba libre de contaminantes superficiales metálicos e inorgánicos. El diamante fue después calentado en un flujo de oxígeno al 20% en una corriente de gas argón a temperatura de 480°C durante 1 hora. Este procedimiento maximizó los grupos funcionales que contenían oxígeno fijados sobre la superficie de diamante y volvió las superficies vitreofílicas . 15 g de este diamante tratado en superficie de 1 miera fueron después suspendidos en 865 mi de etanol puro en un recipiente de laboratorio al cual se había agregado 7.3 mi de agua desionizada. La suspensión fue vigorosamente agitada con un agitador de aspa a aproximadamente 100 rpm. Se disolvieron 15.6 g de líquido iso-propóxido de titanio, Ti(OC3H7)4, en 100 mi de etanol anhidro. Esta solución fue después agregada lentamente a la suspensión de diamante/etanol/agua gota a gota durante un período de 1 hora, a temperatura ambiente (aproximadamente 25°C) , mientras se seguía agitando. La agitación prosiguió durante 2 horas adicionales y los contenidos del recipiente de laboratorio fueron dejados para añejamiento durante la noche. Las partículas recubiertas resultantes fueron removidas de la suspensión por filtración en vacío, lavadas tres veces en etanol y tres veces en agua desionizada y después secadas a 60°C durante dos días en un horno de vacío. 12 g del diamante recubierto secado fueron después calentados en aire estático a 450°C durante 2 horas. Se utilizó un ritmo de calentamiento de 5°C por minuto. El material fue después examinado empleando SEM y difracción de rayos X y se encontró que el diamante estaba ahora recubierto por titania cristalina en fase anatasa y no se detectaron otras fases ni compuestos . 5 g de este material recubierto fueron después tratados térmicamente en un flujo de amoníaco seco durante 5 horas a 1100°C. Se utilizaron un caudal de flujo de amoníaco de aproximadamente 1 litro por minuto y un ritmo de calentamiento de aproximadamente 10 °C por minuto. Análisis SEM y XRD mostraron que el diamante estaba ahora recubierto con nitruro de titanio. La Figura 5 es un difractograma de rayos X que muestra la presencia del diamante y nitruro de titanio y no se detectaron otras fases ni componentes. Así el diamante de 1 µm fue totalmente recubierto por nitruro de titanio. Ejemplo 5 El procedimiento presentado en el ejemplo 4 arriba puede efectuarse hasta la producción de un polvo de diamante recubierto con anatasa cristalina en el diamante sintético de un tamaño de aproximadamente 1 µm. Se espera que si se expone este polvo a un flujo de mezcla gaseosa de metano al 10% en argón e hidrógeno al 10% en argón, con una proporción apropiada entre metano e hidrógeno (se espera que sea de 1 a 4), a una temperatura de aproximadamente 1350 °C durante varias horas (probablemente más de 5 horas), que el recubrimiento de titania esté convertido en carburo de titanio. De esta forma se produciría diamante de 1 µm recubierto con carburo de titanio. Ejemplo 6 Se suspendió una muestra de 20 g de diamante sintético con facetas de tamaño medio de partículas de 105 a 125 µm en 1.25 litros de alcohol etílico de pureza mayor que 99%. La muestra de diamante había sido previamente calentada a 480°C durante 10 minutos en una corriente de 20% de oxígeno en argón con el objeto de producir superficies con grupos funcionales que contienen oxígeno predominantemente. A esta suspensión agitada vigorosamente se agregaron 250 mi de agua desionizada y 30 mi de una solución de hidróxido de amonio acuoso al 25% en volumen. Se disolvieron 40 g de tetraetoxisilano (Si(OC2H5)4 en 100 mi del alcohol etílico puro al 99%. Esta solución fue agregada lentamente a una velocidad constante a la suspensión agitada mantenida a temperatura ambiente durante un período de 8 horas. La agitación fue suspendida y se permitió que el asentamiento de las partículas de diamante recubiertas. El líquido sobrenadante arriba de las varias partículas de diamante fue predominantemente claro y fue decantado. Las partículas recubiertas fueron después lavadas 3 veces con el alcohol etílico puro. Después de filtración, las varias partículas de diamante fueron secadas en un horno de vacío a 60°C durante 24 horas. Una muestra de las partículas recubiertas fue después examinada en un microscopio electrónico de exploración (SEM) , que mostró que las partículas estaban totalmente cubiertas con el recubrimiento, y a través de un análisis de dispersión de energía (EDS) se mostró que consistían de silicio y oxígeno. El espesor fue estimado en aproximadamente 0.4 µm. La mitad de la muestra fue después calentada en una corriente de argón puro en un horno de tubos a una temperatura de 670 °C (muestra A) y mantenida a esta temperatura durante 3 horas. El ritmo de calentamiento fue de 3°C por minuto. Al examinar adicionalmente en el SEM, se observó que había ocurrido un grado de coalescencia del recubrimiento y cierto encogimiento del recubrimiento. La otra mitad de la muestra fue calentada en una corriente de argón puro a una temperatura de 900 °C (muestra B) durante 3 horas. Otra vez, a un ritmo de calentamiento de 3°C por minuto. Al examinar en el SEM, se observó que el recubrimiento tenía una apariencia de vidrio y cubría totalmente todas las partes de las superficies del diamante con facetas. El espesor estimado fue de aproximadamente 0.2 a 0.3 µm y era en gran medida un vidrio de sílice totalmente denso. Bajo el microscopio óptico el recubrimiento fue transparente. No se observaron grietas en los recubrimientos, lo que indica que la falta de correspondencia de expansión térmica entre el substrato de partículas de diamante y el recubrimiento de sílice fue baja.
La muestra tratada térmicamente a una temperatura de 670 °C,
(muestra A) y la muestra tratada térmicamente a 900 °C
(muestra B) fueron después probadas en comparación a una muestra no recubierta del mismo diamante en un analizador termogravimétrico en una corriente de aire a un ritmo de calentamiento de 20°C por minuto. El inicio de la oxidación del diamante no recubierto fue medido en 781°C y en el caso de la muestra A y de la muestra B, 791°C y 893°C, respectivamente. Esto indicó que la muestra A tenía todavía una porosidad abierta importante, dando una inhibición menor de oxidación mientras que la muestra B con un retardo de temperatura de inicio de oxidación de aproximadamente 110 °C presentó una protección sustancial del diamante contra la oxidación. Este resultado indica que el material tratado térmicamente a 900°C, muestra B, estaba totalmente cubierto por un recubrimiento de vidrio de Si02 predominantemente totalmente denso, según lo sugerido por SEM e imágenes ópticas . Ejemplo 7 Varias partículas de diamante de tamaño de 0.75 a 1.5 micrómetros que habían sido producidos a través de procesos bien conocidos de aplastamiento y clasificación de tamaños fueron tratadas en ácido sulfúrico concentrado humeante al cual se agregó nitrato de potasio. Este procedimiento aseguró que la química de superficie de diamante está dominada por grupos funcionales relacionados con oxígeno, y por consiguiente vitreofílica, lo que permite que las especies químicas de superficie participen en las reacciones sol-gel. 20 g de este diamante fueron dispersados con la ayuda de una sonda ultrasónica en 2.5 litros de alcohol etílico con 99% de pureza al cual se había agregado 500 mi de agua desionizada y 60 mi de una solución acuosa al 25% en peso de hidróxido de amonio. La suspensión fue agitada vigorosamente utilizando un aspa mecánica y mantenido a temperatura ambiente (25°C) . Una suspensión de 80 g de tetraetoxisilicato de silicio (Si(OC2H5)4) fue disuelta en 100 mi de etanol puro al 99%. Esta solución fue agregada lentamente a la suspensión en un período de 12 horas. La agitación prosiguió después durante otra hora. Varias de las partículas de diamante recubiertas fueron después removidas de la suspensión, lavadas y secadas de conformidad con lo descrito en el Ejemplo 6. Un examen con SEM mostró que cada partícula de diamante de un tamaño de 1 µm aproximadamente fue totalmente recubierta. Mediante pesaje antes y después de recubrimiento, se estimó que el recubrimiento era de aproximadamente 30% en peso de la masa total. El material recubierto fue dividido en tres cantidades aproximadamente iguales y marcadas muestra C, D y E. La muestra D fue calentada en una corriente de argón puro a una temperatura de 670°C durante 3 horas, el ritmo de calentamiento fue de 3°C por minuto. De manera similar, la muestra E fue tratada térmicamente a una temperatura superior de 1000°C otra vez durante 3 horas. La muestra C fue mantenida en el estado secado y no fue tratada térmicamente adicionalmente. Al efectuarse un examen SEM, las partículas de muestra E estaban totalmente cubiertas con un recubrimiento libre de grietas, con apariencia de un vidrio fusionado . El área de superficie específica de una muestra no recubierta del diamante y de las muestras C, D y E se midieron utilizando el método bien establecido de adsorción de nitrógeno de Brunauer, Emmet y Teller (BET) . Los resultados aparecen en la Tabla 2. TABLA 2 Diamante Área de superficie específica (m2 g"1) No recubierto 0.75 a 1.5 µm 7.86 Muestra C 140.00 Muestra D 8.07 Muestra E 7.13 Se observará a partir de la Tabla 2 que el recubrimiento de sílice de la Muestra C proporcionó un incremento veinte veces el área de superficie específica en comparación con el área de superficie específica del polvo de diamante no recubierto. Esto demostró que el recubrimiento de hecho tenía una estructura abierta altamente microporosa. Después de un tratamiento térmico en argón a 670 °C (muestra D) , un flujo suficientemente viscoso de sílice del recubrimiento había ocurrido de tal manera que la porosidad abierta había sido sustancialmente removida según lo indicado por el área de superficie específica que había bajado ahora de nuevo a un nivel similar al polvo no revestido. El área de superficie específica de la muestra E, después de tratamiento térmico a 1000 °C, había sido disminuida a ligeramente por debajo del nivel del polvo no recubierto. Esto indicó un cierre ligeramente mayor de la porosidad abierta y posiblemente una ligera suavización de la superficie de polvo, lo que es consistente con la formación de un recubrimiento de vidrio de sílice, totalmente denso, que cubre los bordes y las asperezas de las partículas de diamante. Estos resultados indican que la porosidad y densidad de los recubrimientos de sílice pueden ser manipuladas mediante la elección del procedimiento de tratamiento térmico después de la aplicación de recubierto de sol-gel. Ejemplo 8 20 de partículas de arenilla de cBN de un diámetro de 105 a 125 µm, altamente cristalinas, con facetas muy distintas, fueron tratados en ácido clorhídrico hirviente al 32% en volumen, lavados en agua y secados. Este material fue suspendido mediante agitación vigorosa en una mezcla de 1.8 litros de etanol puro al 99%, 350 mi de agua desionizada y 40 mi de una solución de hidróxido de amonio acuoso al 25% en peso. Se agregó después lenta y consistentemente una solución al 30% en peso de tetraetoxisilano (Si(OC2H5) ) en etanol puro seco a la suspensión agitada durante un período de diez horas. La agitación prosiguió durante una hora adicional. Se permitió el asentamiento del material, el líquido sobrenadante fue removido y las partículas de cBN recubiertas fueron lavadas en etanol seco puro. El material recubierto fue después secado a una temperatura de 60 °C en un horno de vacío durante 24 horas. Este material recubierto fue después calentado en argón puro, seco a 3°C por minuto hasta alcanzar una temperatura de 800 °C y dicho material fue mantenido a esta temperatura durante 3 horas. Al efectuarse un examen SEM subsiguiente, se encontró que las partículas de arenilla estaban totalmente cubiertas en un recubrimiento de sílice libre de grietas de apariencia sin características predominantemente suave. Ejemplo 9 El procedimiento de recubrimiento presentado con detalles en el Ejemplo 7 para diamante de 0.75 a 1.5 micrómetros fue aplicado para cubrir el polvo micrométrico de cBN de un tamaño promedio de 1.25 micrómetros. El polvo fino recubierto con sol-gel después de secado durante 24 horas en vacío a una temperatura de 60 °C fue tratado térmicamente en argón a una temperatura de 800 °C durante 3 horas. Al efectuarse un examen SEM, se observó que se había logrado un recubrimiento completo con un revestimiento de sílice denso para cada partícula de cBN individual. Ejemplo 10 110 g de cBN cristalino con facetas (de 105 a 125 µm) , malla 120/140 US fueron tratados en ácido clorhídrico al 32% en peso hirviendo, lavados en agua y secados. Este material fue después calentado en aire a una temperatura de 650 °C durante 1 hora para oxidar ligeramente la superficie de las partículas . Estas partículas de cBN fueron después suspendidas en 250 mi de una solución de n-propóxido de zirconio de fórmula Zr(OC3H7)4, en isopropanol anhidro. La suspensión fue mantenida por agitación mecánica vigorosa con un agitador de aspa a aproximadamente 100 rpm. La masa de n-propóxido de zirconio en solución fue de 15 g. Se mezclaron 3.8 mi de agua pura desionizada con 100 mi de isopropanol y esta mezcla fue agregada lentamente a la suspensión de partículas de cBN en un período de 90 minutos. La agitación prosiguió después durante 3 horas adicionales para permitir que las reacciones de hidrólisis y policondensación se acercaran a su culminación y que las partículas de cBN fuesen recubiertas. Se permitió después que las partículas de cBN recubiertas se asentaran durante la noche y se decantó el líquido sobrenadante. Las partículas de cBN recubiertas fueron después lavadas tres veces en isopropanol mediante asentamiento secuencial y decantación. Las partículas de cBN recubiertas fueron después dejadas para que secaran durante la noche con evaporación lenta del alcohol residual en condiciones ambientes. El material fue después secado adicionalmente mediante calentamiento en un horno de vacío a una temperatura de 60 °C durante 24 horas. Al efectuarse un examen con un microscopio electrónico de exploración se observó que cada partícula de cBN estaba totalmente cubierta con un recubrimiento sustancialmente libre de grietas. El recubrimiento se extendía sobre los bordes, esquinas, escalones y rebajos. Al efectuarse un examen del cBN recubierto secado en un difractómetro de rayos X, se observaron solamente líneas de difracción agudas que correspondían a cBN cristalino, como se puede observar en la Figura 6 (A). Esto indicó que el recubierto de zirconia esperado era sustancialmente amorfo. 50 g de las partículas de cBN recubiertas y secadas fueron después calentados en aire a 475°C durante 3 horas. Se empleó un ritmo de calentamiento muy lento de aproximadamente 20 °C por hora. Un difractograma de rayos X de este material, Figura 6(B) mostró que el recubrimiento de zirconia había cristalizado para formar zirconia microcristalina, Zr02, de la estructura cristalográfica tetragonal. Otra muestra de 50 g del cBN recubierto y secado fue calentada en aire a una temperatura de 800 °C durante 3 horas otra vez con un ritmo de calentamiento muy lento similar. Al efectuarse un examen por difracción de rayos X, se mostró que el recubrimiento se había cristalizado en la fase monoclínica de zirconia, Zr02, Figura 6 (C) . Se espera que cBN con recubrimientos de zirconia cristalina de este tipo sea menos reactivo a enlaces vitreos durante la fabricación de ruedas de esmeril de este tipo y similares.
Esto es un ejemplo del enfoque de recubrimiento alternativo en donde se agrega lentamente una solución de agua, alcohol a las partículas a recubrir en suspensión en una solución alcohólica de alcóxido. Ejemplo 11 Nitruro de boro cúbico de tamaño submicrométrico con un rango general de tamaño de partícula de 0.5 a 1 micrómetro (tamaño medio de parte de 0.7 micrómetros) fue tratado con ácido de conformidad con lo descrito en el ejemplo 1. Se suspendieron 34.0 g del polvo de cBN tratado con ácido en 2020 mi de etanol puro y 42 mi de agua desionizada. Esta suspensión de cBN fue tratada con una sonda ultrasónica durante 20 minutos para romper los aglomerados de partículas, seguido por agitación mecánica vigorosa con un agitador de tipo aspa. Se disolvieron 19.8 g de n-propóxido de zirconia (IV) (70% peso/peso en n-propanol) de la fórmula química Zr [0 (CH2) 2CH3] 4} , en 120 mi de etanol seco. La solución de alcóxido fue agregada a la suspensión de cBN agitada, a temperatura ambiente, gota a gota durante 3 horas y se dejó agitar durante 1.5 horas adicionales después de adición del alcóxido. La suspensión de cBN recubierta fue dejada para envejecimiento a temperatura ambiente durante la noche. El cBN recubierto con óxido de zirconio fue lavado tres veces con etanol puro y secado en rotavapor en un vacío entre 600 y 390 mbar y a una temperatura comprendida dentro de un rango de 70 a 80°C. El polvo resultante fue secado adicionalmente en un horno de vacío a 60°C durante 2 días. El polvo secado fue investigado bajo microscopía electrónica de exploración y se encontró que las partículas de cBN estaban bien recubiertas. El polvo seco fue subsiguientemente tratado térmicamente en aire estático a 600°C durante 3 horas. El ritmo de calentamiento que fue utilizado fue de 5°C por minuto. Un análisis de difracción de rayos X del polvo tratado térmicamente mostró que el recubrimiento era de óxido de zirconio tetragonal, Zr02. Micrografías de TEM mostraron que la capa en las superficies de partículas de cBN de tamaño submicrométrico consistía de partículas de tamaño nanométrico de aproximadamente 5 nm de diámetro.
Ejemplo 12 Nitruro de boro cúbico de tamaño submicrométrico con un rango de tamaños de partícula de 0.5 a 1 micrómetro (tamaño medio de partícula de 0.7 micrómetros) fue tratado con ácido de conformidad con lo descrito en el Ejemplo 1. Se suspendieron 25 g de este polvo en 1.5 litros de etanol puro y 30 mi de agua desionizada y se sondeó ultrasónicamente durante 25 minutos. En un recipiente de laboratorio se disolvió 0.48 g de hexahidrato de nitrato de itrio, Y (N03) 3.6H20, en 50 mi de etanol puro, seguido por la adición de 13.9 g de n-propóxido de zirconio (IV), fórmula química Zr [O (CH2) 2CH3] y 50 mi adicionales de etanol puro. El contenido de este último recipiente fue agitado con una varilla de vidrio y mezclado adicionalmente por agitación del contenido en un embudo de separación. La mezcla de solución de n-propóxido de zirconio (IV) -hexahidrato de nitrato de itrio fue agregada a la suspensión agitada de cBN gota a gota a temperatura ambiente durante un período de 2 horas. Después de esta adición, la solución fue mecánicamente agitada durante 1 hora y 10 minutos adicionales. La solución fue después dejada para envejecimiento durante la noche a temperatura ambiente. La pluralidad resultante de partículas recubiertas había formado un gel altamente viscoso después de envejecimiento durante la noche. Después de un tiempo de envejecimiento total de 48 horas, el sol-gel fue secado en rotavapor bajo un vacío de 400 mbar y una temperatura comprendida entre 70 y 80 °C. Este polvo fue adicionalmente secado en horno de vacío a una temperatura de 60 °C durante 2 días. El polvo de cBN recubierto con óxido de zirconio secado fue después tratado térmicamente en aire estático a 600°C durante 3 horas. Un ritmo de calentamiento de 5°C por minuto fue utilizado. Un análisis de difracción de rayos X mostró que el polvo resultante consistía de cBN recubierto con zirconia tetragonal con estequiometría ZrO?.99. Micrografías de TEM mostraron granos de zirconia de 4 a 5 nm de tamaño. Ejemplo 13 Se calentaron 12 g de cBN cristalino, con facetas, malla US 120/140 (de 105 a 125 micrómetros) en aire a una temperatura de 650° C para oxidar las superficies. Este material fue después agitado y suspendido en 200 mi de isopropanol puro al cual se agregaron 22 mi de agua desionizada. La suspensión fue calentada y mantenida a 50° C bajo reflujo. A esta suspensión se agregó lentamente una solución de 10 g de sec-butóxido de aluminio de fórmula Al(OCH9)3, en 50 mi de isopropanol anhidro durante un periodo de 1 hora. La solución fue agitada durante 2 horas adicionales en dicho punto se agregó 1 mi de ácido nítrico al 55% y la suspensión fue agitada durante una hora adicional. Se permitió entonces el asentamiento del material en partículas que fue lavado en isopropanol, seguido por secado lento durante la noche en condiciones ambientes. Finalmente, el cBN recubierto fue secado en un horno de vacío durante 24 horas a una temperatura de 60° C. Al efectuar un examen en el SEM, se observó que las partículas de cBN estaban sustancialmente cubiertas en una capa delgada de compuesto de óxido de aluminio. Se anticipa que este recubrimiento puede ser convertido en una serie de estructuras de alúmina transientes por calentamiento en aire a varias temperaturas en un rango de 400° C a 1200° C hasta aproximadamente 1150° C y arriba, se generaría lo que se conoce como a-Al203. Estas estructuras de alúmina son conocidas en la técnica del tratamiento térmico de alúminas derivadas de Sol-gel. Ejemplo 14 Un polvo de diamante sintético de una miera con un rango general de tamaño de partículas de 0.75 a 1.5 micrómetros fue limpiado con ácido de conformidad con lo descrito en el Ejemplo 4. Se suspendieron 20 g de este polvo de diamante en una solución que consistía de 258 mi de isopropanol puro y 175 mi de agua desionizada. Esta suspensión fue calentada a 60° C en la unidad de reflujo y agitada mecánicamente con un agitador de tipo aspa a aproximadamente 100 rpm. Se disolvieron 24 g de sec-butóxido de aluminio con fórmula química A103C?2H27, en 100 mi de isopropanol anhidro y se agregó a la suspensión de diamante calentada y agitada gota a gota durante una hora con 45 minutos. Se dejó agitar la solución durante 1 hora y 15 minutos a 60° C después de la adición del alcóxido. Se agregó entonces aproximadamente 1 mi de ácido clorhídrico (32%) a la suspensión calentada que fue después calentada hasta 80° C y agitada durante una hora adicional mientras se mantenía la temperatura. Se permitió después el enfriamiento de la suspensión a temperatura ambiente y añejamiento a temperatura ambiente durante la noche. La suspensión fue después secada en rotavapor a una temperatura de 80° C y vacío de 400 mbar. El diamante recubierto con compuesto de aluminio fue secado adicionalmente en un horno de vacío a 60° C durante dos días. Un análisis SEM mostró que las partículas de diamante estaban recubiertas con compuesto de óxido de aluminio. Este polvo fue después tratado térmicamente a 400° C en aire estático durante 3 horas. Se utilizó un ritmo de calentamiento de 5° C por minuto. Un análisis de difracción de rayos X mostró que después de este tratamiento térmico El recubrimiento en el diamante seguía predominantemente amorfo. Esto fue confirmado por análisis TEM. Ejemplo 15 12 g de diamante sintético, de morfología en gran medida octahedral, con facetas bien marcadas de malla US 120/140 (de 105 a 125 micrómetros) limpio fue calentado en aire a 500° C durante 1 hora para producir superficies oxidadas. Este diamante fue suspendido en 200 mi de etanol puro al cual se había agregado 20 mi de agua desionizada. La suspensión fue mantenida mediante agitación. Una solución de 5.1 g de etóxido de tungsteno de fórmula W(OC2H5)5 en 50 mi de etanol anhidro puro fue después agregada lentamente a la suspensión agitada gota a gota en un periodo de aproximadamente 1 hora. La suspensión fue agitada durante una hora adicional para que las reacciones de hidrólisis y policondensación se acercaran a su culminación. Después de asentamiento, decantación y lavado repetidos en etanol puro, las partículas de diamante fueron secadas por evaporación natural seguida por tratamiento en un horno de vacío a 60° C. Análisis SEM y LS mostraron que cada cristal de diamante había sido recubierto regularmente con un recubrimiento delgado de un compuesto de tungsteno y oxígeno, considerado óxido túngstico, W03. El espesor fue estimado en aproximadamente 0.25 µm. Una muestra del diamante recubierto fue después calentada en una atmósfera de hidrógeno a una temperatura de 550° C durante 1 hora. Al efectuarse un examen con el SEM, se encontró que el recubrimiento de óxido túngstico había sido reducido a metal tungsteno y había formado una dispersión de partículas muy finas o islas de este metal de aproximadamente 100 nm o menos. Se llegó a la conclusión que el recubrimiento de 03, en este caso, era insuficiente en cuanto a su cantidad para proporcionar un recubrimiento completo de la capa de tungsteno al efectuarse una reducción en el metal. Se espera que un espesor de recubrimiento de W03 de aproximadamente 1 µm o más se requeriría para generar un recubrimiento de metal de tungsteno completo en este tamaño de partícula de diamante. Esto sería posible mediante una adaptación apropiada de los detalles de este ejemplo.