Síntesis y refinamiento estructural por el método Rietveld de la titanita Ca(Ti0,6Al0,2Sb0,2)SiO5

COLOMBO, FERNANDO; PANNUNZIO MINER, ELISA

Huerta Grande (Córdoba)

Congreso; Sólidos 2007; 2007

La titanita CaTiSiO5 en condiciones normales posee cadenas de octaedros Ti-O, donde cada Ti está descentrado en el mismo sentido dentro de una misma cadena, y en sentidos opuestos entre cadenas adyacentes, resultando en interacciones antiferroeléctricas. Presenta transiciones de fase causadas por aumento de presión, temperatura o sustituciones iónicas en el sitio del Ca (NC = 7) y Ti, pasando del grupo espacial P21/a a A/a asociado a una transición de ferroeléctrico a paraeléctrico. Debido a que las escasas muestras naturales portadoras de Sb son inapropiadas para estudios estructurales los efectos de la incorporación de Sb en este silicato, así como los mecanismos de sustitución y el estado de oxidación del Sb han permanecido especulativos. En este estudio se sintetizó por primera vez el compuesto Ca(Ti0,6Al0,2Sb0,2)SiO5 y su estructura se refinó por el método Rietveld (R Bragg 4,37, GoF = 1,89). Las dimensiones de celda (en Å) son a = 7,0184(2), b = 8,7097(3), c = 6,5587(2), b = 113,701(2)º. La incorporación de Sb+5 (radio iónico 0,60 Å) y Al3+ (radio iónico 0,54 Å) en reemplazo de Ti+4 (radio iónico 0,60 Å) provoca una contracción en las dimensiones de b y especialmente de a, permaneciendo similares c y b, con respecto a CaTiSiO5. La ausencia de reflexiones con k + l = 2n + 1 indica que el grupo espacial es A/a, siendo el efecto análogo al de la incorporación de otros pares M3+-M5+. Los iones Ti, Sb y Al están estadísticamente desordenados en el mismo sitio estructural. Dentro de la sensibilidad del método empleado no se detectaron sustituciones en el sitio del Ca, y la estequiometría refinada confirma que en esta muestra el Sb se encuentra dominantemente en estado pentavalente.