Efecto de la técnica de conformado sobre la densidad, microestructura y conductividad iónica del Metazirconato de Litio monoclínico (m-Li2ZrO3).

NICOLÁS GABRIEL ORSETTI; JUAN PABLO YASNÓ; MARTINA GAMBA; RAMIRO MOREIRA TOJA; GABRIEL LORENZO; MARIZA FRECHERO; GUSTAVO SUÁREZ

Encuentro; 1° Encuentro Nacional sobre Litio; 2021

Consejo Interuniversitario Nacional (CIN)

En el marco del nuevo paradigma ambiental global, los zirconatos de litio están siendoampliamente estudiados como materiales cerámicos funcionales con aplicación en diversastecnologías para disminuir la huella de carbono. El objetivo de este trabajo es sintetizar m-Li2ZrO3 y analizar el efecto de la técnica conformado sobre las propiedades finales de los materiales.Se sintetizó m-Li2ZrO3 puro a partir de reacción en estado sólido entre Li2CO3 y m-ZrO2,en dos etapas isotérmicas de 3 horas cada una (800 y 1000°C). Se conformaron piezas a travésdel prensado uniaxial de polvo a 100 MPa (discos de 1,5 cm de diámetro y 0,5 g de masa) ypor colado de suspensiones cerámicas en moldes de yeso (slip-casting). Las suspensiones seprepararon a partir de una dispersión de 63% p/p de m-Li2ZrO3 en medio acuoso amoniacal,adicionando un dispersante comercial, en un molino planetario de alta energía. El tiempoóptimo de molienda se determinó analizando la variación del tamaño de partícula y laviscosidad. Las piezas conformadas por ambas técnicas se sinterizaron a 1100°C durante 12 horas. Las densidades se midieron por el método de Arquímedes. Las fases presentes y lasmicroestructuras se analizaron por DRX y por microscopía electrónica de barrido,respectivamente. La conductividad iónica se midió por espectroscopia de impedanciaelectroquímica, desde temperatura ambiente hasta 300°C, en atmósfera normal, seca.La técnica de conformado por slip-casting resultó en piezas con mejores propiedades conrespecto a las obtenidas por prensado uniaxial. En el primer caso se obtuvieron densidades cercanas al 85% con respecto a la densidad teórica del material (DT) y un tamaño medio degrano de 2,4 μm luego de ser sinterizadas. En cambio, las piezas conformadas por prensadouniaxial presentaron densificaciones del 68% con respecto a la DT y un tamaño medio de granode 3,1 μm luego del tratamiento térmico. En ambos casos, los difractogramas de las piezasrevelaron la presencia de m-Li2ZrO3, sin evidencia de la fase tetragonal, aunque las piezasconformadas por slip-casting presentaron impurezas de m-ZrO2. La conductividad iónica a300°C resultó del orden de 10-6 S/cm en ambos casos.