CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

Los sistemas reactivosconsistentes en aleaciones de lantánidos -oxígeno son sumamente interesantespor sus aplicaciones prácticas en áreas tan diversas como las de lastecnologías nuclear, energética y ambiental . La aplicación de estos materialesa estos campos tecnológicos están relacionados con las características nano,micro y estructurales de las fases obtenidas en este sistema. Estascaracterísticas dependen fuertemente de la temperatura y tiempo del tratamientotérmico. A temperaturas menores a 400 °C, las fases presentes no tienendesarrollos cristalinos marcados, por lo que la técnica de microscopíaelectrónica de transmisión (TEM) es especialmente adecuada para caracterizarlos materiales y complementar los resultados obtenidos a partir de técnicas demayor estadística, pero de menor resolución, tales como difracción de rayos Xconvencional (XRD). El objetivo de este trabajo escaracterizar las fases presentes en una muestra comercial de aleación delantánidos La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06 (REacton, 98,6% pureza de lantánidos) y en su óxidoderivado correspondiente: La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06O2. El óxido es obtenido por tratamiento térmico en airede la aleación de lantánidos, en un calorímetro diferencial de barrido (DSC) atemperaturas de hasta 550 °C a velocidades de calentamiento de 5 °C/min. Paraello, se utilizó un equipo DSC 2970 (TA Instruments) y un horno mufla capaz dealcanzar 1700 °C. Las muestras fueron analizadas por TEM en un microscopio FEICM 200 UT operando a 200 keV y por XRD en un difractómetro PANalytical Empyreanutilizando la radiación CuK. La muestra comercial de La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06 es obtenidapor electrólisis como subproducto de la purificación de minerales de Batnaesitaa temperaturas menores a 100 °C 2. En la Figura 1 se presenta una partículatípica. La Figura 1a es una micrografía de campo claro donde se observa lamorfología característica. La imagen contiene un aglomerado de formasirregulares cuyas partículas no superan los 100 nm. La micrografíacorrespondiente de campo oscuro se presenta en la Figura 1.b. Los dominioscristalinos de este tipo de fase son de tamaño menor a 20 nm lo cual escongruente con observaciones previas obtenidas sobre mediciones de XRD. Comotambién puede notarse en esa figura, los dominios cristalinos no evidencian unhábito característico. En la Figura 1.c se presenta el patrón asociado deanillos. La estructura propuesta para el mismo pertenece al sistema cúbico, algrupo espacial (G.E.) Fm3m con los lantánidos distribuidosaleatoriamente en la posición de Wyckoff 4.a. El valor para el parámetro decelda obtenido a partir de la medición de los anillos es a = 4.0(5) Å. En la Figura 2.a se presentauna micrografía de campo claro de La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06 tratado térmicamente en aire a 1400 °C por 12 h. Lafase se corresponde con La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06O2. La misma fue caracterizada por DRX y refinada por elmétodo Rietveld hallándose que pertenece al G.E Fm3m con loslantánidos localizados en forma aleatoria en las posiciones de Wyckoff 4a conun valor de Z = 4. El parámetro de celda hallado es a = 5.480(5) Å convalores de tamaño de cristalita cercanos a 1000 Å para un valor de bondad deajuste 2 =1.5. En la micrografía puede evidenciarse claramente el fuertedesarrollo cristalino del aglomerado de partículas con bordes biselados yhábitos claramente desarrollados congruentes con el G.E Fm3m. Enla Figura 2.b se presenta un patrón de difracción de anillos de la muestra. Losíndices presentados se corresponden con una estructura perteneciente a esteG.E. El valor del parámetro de celda obtenido es a = 5.4(8) Å. Estevalor coincide, dentro de los parámetros de detección de cada técnica, con losobtenidos por XRD. Puede concluirse que como lasíntesis de la aleación La0.25Ce0.52Nd0.17Pr0.06 se realiza en condiciones lejanas del equilibrio(definidas por la cinética de deposición en el cátodo), no se observa en laspartículas el hábito cristalino característico que permita asociarla a lamorfología definida por el grupo espacial. La estructura hallada no escongruente con aquella de los metales Ce, Pr, La, Nd a temperaturas cercanas aambiente 2,3. Por el contrario, el hábito de su óxido correspondiente, esclaro y queda definido por las condiciones de obtención en equilibrio. Es denotarse que la nucleación y crecimiento del óxido a partir de la aleaciónconlleva a la evidente aparición de la fuerza impulsora intrínseca definida por suG.E, lo cual puede sólo ser claramente apreciado en base a los resultadosobtenidos por la técnica de TEM.

enviar mensaje