ESTUDIO DE POLIMORFISMO EN CERÁMICOS DE ZrO2-Sc2O3 Y ZrO2-Sc2O3-Y2O3

CONTINI VANESA; CARRIZO MELINA; SUAREZ GUSTAVO; LAMAS DIEGO; LARRALDE ANA

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

IntroducciónA presión ambiente, la circonia (ZrO2) presenta tres polimorfos: la fase monoclínica (estable a T < 1100 ºC), la fase tetragonal (estable a T < 1170 ºC) y la cúbica (obtenida a T > 2370 ºC). Éstas dos últimas presentan excelentes propiedades mecánicas y electroquímicas respectivamente. Los cerámicos de circonia estabilizada en fase cúbica con óxidos divalentes o trivalentes tienen gran interés como electrolito sólido de ión óxido para sensores de oxígeno, bombas de oxígeno, electrolizadores de óxido sólido y celdas de combustible de óxido sólido. Al introducir cationes dopantes como Sc3+ o Y3+, éstos reemplazan al Zr4+ en la estructura generando vacancias de O2- y alterando la estabilidad de la fase cristalina. Las propiedades de transporte iónico y la estabilidad de los electrolitos basados en ZrO2 dependen fuertemente de la concentración y tipo de dopante. El caso de la incorporación de escandia (Sc2O3) como dopante es particularmente interesante y complejo, porque la fase cúbica presenta una mayor conductividad iónica en comparación con cualquier otro, pero dicha fase deja de ser estable a temperatura ambiente porque aparecen nuevos polimorfos de estructura romboédrica (,  y ). Se ha encontrado que la fase cúbica se puede estabilizar agregando un óxido adicional como Y2O3 o CeO2 como codopante.En este trabajo, se presenta un análisis por difracción de rayos X de polvos (DRX) de muestras cerámicas densas de ZrO2-10 %molar Sc2O3 (10ScSZ) y de ZrO2-10 %molar Sc2O3-1 %molar Y2O3 (1Y10ScSZ) obtenidas por molienda mecánica y sinterizado a alta temperatura, en distintas condiciones.Resultados y ConclusionesEl análisis cualitativo de los datos de DRX indicó que la fase cúbica deseada se puede estabilizar a temperatura ambiente en las muestras con 1Y10ScSZ mediante una molienda de 30 ó 60 minutos y un sinterizado a 1200 ºC o temperatura superior. En cambio, las muestras de 10ScSZ presentaron la fase romboédrica , que tiene pobres propiedades electroquímicas.