Análisis de las transformaciones de fase y cambios estructurales en sistemas metal-óxido por HT-XRD

M.R ESQUIVEL

Ciudad de Santa Fe - Santa Fe - Argentina

Congreso; XVI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2021

Facultad de Bioquimica y Ciencias Biológicas - Universidad Nacional del Litoral

ANÁLISIS DE LAS TRANSFORMACIONES DE FASE Y CAMBIOSESTRUCTURALES EN SISTEMAS METAL-ÓXIDO POR HT-XRDM.R.ESQUIVEL1,2*1 SMEB-XRD, DCM, Centro Atómico Bariloche, Av.Bustillo, km 9.5, Bariloche, Rio Negro, Argentina.2 INN CNEA-CONICET, Nodo Bariloche, Av. Bustillokm 9.5, Bariloche, Rio Negro, Argentina.3 UNCo-Bariloche, QuintraL 1250, Bariloche, RioNegro, Argentina.*esquivel@cab.cnea.gov.ar Los óxidos basados en Ceria tienen un sinfín de aplicacionesprácticas en un rango que incluye desde materiales para aplicaciones en energíaa catalizadores para conversión de gases [1]. La sustitución de Ce pordistintos lantánidos en esa estructura ha dado origen a que dichas aplicacionesse multipliquen. Sin embargo, no se conoce con profundidad los cambios quedicha sustitución produce en la estructura, ni la estabilidad de la misma porlo que este tema es de interés vigente [2]. En este trabajo,  seanalizan las transformaciones de fase y los cambios estructurales y micro-estructuralesde la aleación La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06y su conversión a La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06O2en función de la temperatura. Los procesos son evaluados por medición in-situ pordifracción de rayos X de alta temperatura (HT-XRD).  Las mediciones fueron realizadas en unDifractómetro PANalytical Empyrean operado a 40 kV y 30 mA y asociado a unacámara de alta temperatura ANTON PAAR HTK 1200N operada entre temperaturaambiente y 600 °C bajo atmósfera en flujo de He/O2 a 100 ml/min. Losdifractogramas obtenidos fueron refinados usando el método Rietveld utilizandoel programa asociado al difractómetro a través del paquete Rietveld delsoftware X´Pert. Se refinaron todas las estructuras presentes en el sistema, seobtuvieron datos estructurales, micro-estructurales y composicionales durantela transformación de fase hexagonal-cúbica de la aleación La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06y la posterior formación de La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06O2. En la figura 1, se muestra el estudio dela evolución del sistema en función de la temperatura. Aunque en los sistemasindividuales La,Ce,Nd,Pr, la fase hexagonal es la estable a temperaturas másbajas, en este sistema, ambas estructuras de la aleación permanecen presentesen función del tiempo hasta la transformación completa a  La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06O2.  El aumento de temperatura refleja cambios enla nucleación y crecimiento de las fases metálicas donde se observa undesarrollo cristalino marcado en la fase cúbica de La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06.Sin embargo, dicho desarrollo no se traslada a la formación del óxido. Esta últimaestructura es relajada con baja distorsión (s % ~ 0.20) y tamaño de cristalitadiscreto como se observa en la figura 1.b. Esto sugiere que la nucleación ycrecimiento del óxido evoluciona independientemente de las característicasmicro-estructurales de la aleación base.Estos estudios, son claves parapoder discriminar el “know-how” para el desarrollo de la estructura ymicroestructura de óxidos basados en Ceria y utilizados en las distintasaplicaciones tecnológicas. Palabras clave: HT-XRD, CeO2, Rietveld.[1] M.A. Salaev, A.Salaeva, T.S. Kharlamova, G.V. Mamontov  Appl. Catal., B. 49 (2021), 120286.[2]  A,Avalos, E.Zelaya, M.R.Esquivel Ceram. Int. 47 (2021), 6982