Estudio de la estabilidad estructural y el coeficiente de expansión del óxido mixto Ce0.9Zr0.1O2 en atmósferas reductoras y oxidantes

M.G. ZIMICZ; F. PRADO; D. LAMAS; S. LARRONDO

La Plata

Congreso; XI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2015

Asociación Argentina de Cristalografía

El comportamiento estructural del óxido mixto Ce0.9Zr0.1O2 durante ciclos de oxidación/reducción ha sido estudiado en el rango de temperatura 25≤ T ≤ 900°C mediante radiación sincrotrón in situ (XRD y XANES) y dilatometría. Las muestras fueron sintetizadas por el método de gelificación-combustión utilizando dos combustibles diferentes, glicina (GS) y lisina (LS). A partir de los estudios de XRD en atmósfera reductora (5%H2+He) se observó que la muestra LS retiene la estructura tipo fluorita típica del óxido de cerio en todo el rango de temperatura estudiado, mientras que la muestra GS evidencia la segregación de una fase reducida a 885°C. Esta fase segregada desaparece a 750°C cuando se efectúa un tratamiento de oxidación desde temperatura ambiente en 5% O2 +He. De los estudios XANES en atmósfera reductora se observó que la muestra GS alcanza un nivel de reducción del 35% mientras que la muestra LS del 40% a 800°C. En el proceso de reoxidación en 5% O2+He, se observó que a 750°C la muestra GS ya se encuentra totalmente reoxidada mientras que la muestra LS continúa parcialmente reducida. La muestra LS, mucho más aglomerada muestra una mayor velocidad de crecimiento de sus cristalitas lo que facilita que el Ce3+ se acomode con mayor facilidad dentro de la estructura, favoreciendo la reducción y evitando la segregación de fases. En los estudios de dilatometría en atmósfera reductora, se logró separar la contribución de la expansión térmica y la expansión química debido a la reducción del compuesto, detectándose el inicio de la reducción a T ≥ 300°C, en concordancia con los datos obtenidos por otras técnicas.