INVESTIGADORES
BERCOFF Paula Gabriela
congresos y reuniones científicas
Título:
Estructura y propiedades magnéticas de ortoferritas YxLa1-xFeo3 (0≤x≤1) obtenidas mecanoquímicamente
Autor/es:
A. CRISTÓBAL; S. CONCONI; P. G. BERCOFF; J. M. PORTO LÓPEZ; P. M. BOTTA
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Otro; VI Reunión de la Asociación Argentina de Cristalografía (AACr); 2010
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Cristalografía
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