INTEMA   05428
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIA Y TECNOLOGIA DE MATERIALES
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
ESTRUCTURA Y PROPIEDADES MAGNÉTICAS DE ORTOFERRITAS YxLa1-xFeO3 (0≤x≤1) OBTENIDAS MECANOQUÍMICAMENTE
Autor/es:
A. A. CRISTÓBAL; M.S. CONCONI; P.G. BERCOFF; J.M. PORTO LÓPEZ; P. M. BOTTA
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Congreso; VI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2010
Resumen:
Las ortoferritas de tierras raras de fórmula general AFeO3 cristalizan con estructura ortorrómbica de perovskita, en la cual los octaedros de FeO6 se ven distorsionados de acuerdo al tamaño del catión A. Estos óxidos mixtos son utilizados en varias áreas como celdas de combustible de estado sólido, sensores, materiales magneto-ópticos y catalizadores [1-3]. Los métodos de química fina (coprecipitación, sol-gel, etc) son muy buenos para producir nanopartículas dentro de una pequeña distribución de tamaños, sin embargo, los alcóxidos metálicos y los solventes orgánicos son costosos y nocivos para el medio ambiente, haciendo el que proceso sólo sea adecuado en pequeña escala. En este trabajo se ha sintetizado YxLa1-xFeO3 (0≤x≤1) por activación mecanoquímica de Fe3O4, La2O3 y Y2O3. Las muestras resultantes fueron tratadas térmicamente en el rango de temperaturas de 600 a 1000ºC durante 30 minutos. Todos los sólidos fueron caracterizados por difracción de rayos X (XRD), magnetometría de muestra vibrante (VSM) y microscopía electrónica de barrido (SEM). El análisis por XRD revela la formación de la fase YxLa1-xFeO3 en una hora de activación la cual continúa a tiempos de activación mayores para todas las composiciones. Al cabo de tres horas de activación la única fase observable corresponde a la ortoferrita mixta. El análisis de los picos con la ecuación de Scherrer revela la presencia de cristales nanométricos de este compuesto. Luego de los tratamientos térmicos se produce un incremento en la cristalinidad de las muestras y en el tamaño de cristalito. También se observa que a medida que la cantidad de itrio crece, todos los picos de difracción correspondientes a la ortoferrita mixta se desplazan hacia espaciados interplanares menores, lo cual está de acuerdo con un menor tamaño del catión Y3+, respecto del La3+. Los parámetros de red fueron determinados para todas las composiciones mediante el método Rietveld. Cuanto mayor es la cantidad de itrio que sustituye al lantano comienzan a hacerse visibles una mayor cantidad de picos de XRD. Esto fue atribuido a la distorsión de la red generada por la entrada del itrio la cual pasa de ser ortorrómbica pero con valores muy parecidos de a y c (prácticamente tetragonal) a una estructura con valores de a y c más diferentes. De esta forma las señales difractadas se resuelven mejor y pueden observarse en mayor número en el difractograma. La caracterización por VSM indica que a medida que la cantidad de itrio se incrementa, la Ms también aumenta como producto de una mayor distorsión estructural [4]. Luego de los tratamientos térmicos, hasta 800ºC, se observa un decrecimiento de la Ms producto de un reordenamiento estructural y disminución de los defectos ocasionados por la activación mecánica. Sin embargo a 1000ºC se produce un aumento de Ms junto con un marcado cambio en la forma de la curva de histéresis M vs H. Este comportamiento está relacionado con la presencia de Y3Fe5O12, compuesto ferrimagnético que aparece como impureza en las composiciones más ricas en itrio [5]. Referencias [1] A. Delmastro et al, Mater. Sci. Eng. B 79 (2001) 140. [2] N.Q. Mih, J. Am. Ceram. Soc. 76 (1993) 563. [3] G. Martinelli et al, Sensors Actuators B 55 (1999) 99. [4] S. Mathur et al, Adv. Mater. 14 (2002) 1405 [5] M. Rajendran et al, J. Magn. Magn. Mater. 301 (2006) 212 Palabras clave: perovskitas, mecanoquímica, propiedades magnéticas