Efecto de la ruta de procesamiento sobre la densificación del m-Li2ZrO3

NICOLÁS GABRIEL ORSETTI; JUAN PABLO YASNÓ; NICOLÁS M. RENDTORFF; GABRIEL LORENZO; GUSTAVO SUÁREZ

San Carlos de bariloche

Congreso; XV Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2019

Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro

El Zirconato de litio (Li2ZrO3) ha sido estudiado como posible material generador de tritio en reactores nucleares [1] y como absorbente selectivo de CO2 en procesos industriales [2]. Por otra parte, la fase monoclínica posee conducción iónica cuando es utilizada como electrolito sólido en baterías [3]. Esta última aplicación requiere del conformado de láminas densas para maximizar la conductividad. A pesar de la existencia de múltiples vías de síntesis, aún no se han reportado rutas de procesamiento para lograr densificaciones mayores al 90%.Polvos de m-Li2ZrO3 puro se obtuvieron por medio de la síntesis en estado sólido entre Li2CO3 y ZrO2 a temperaturas entre 800-1000 °C. Empleando una prensa uniaxial (100 MPa) se conformaron pastillas de 1 g y de 10 mm de diámetro, y se sinterizaron a temperaturas entre 1000-1100 °C durante 3-12 hrs. Por otra parte, se prepararon suspensiones acuosas con 60% de m-Li2ZrO3, adicionando entre 0,5-3,0% de dispersante comercial (Dolapix CE-64). Las suspensiones se molieron en un molino planetario de alta energía (800 rpm) empleando bolas de ZrO2, se colaron en un molde de yeso y se secaron a temperatura ambiente durante 72 horas. Las piezas obtenidas se prensaron isostáticamente (20 MPa) y se sinterizaron a 1000-1100 °C.Los productos obtenidos fueron caracterizados mediante DRX y analizados mediante el método Rietveld, y sus densidades se determinaron por el método de Arquímedes. Los difractogramas revelaron la formación de m-Li2ZrO3 puro a 1000-1050 °C, aunque a tiempos prolongados de sinterización se evidenció la presencia de m-ZrO2 libre. Además, a 1100 °C se detectó la formación no deseada de Li2ZrO3 tetragonal. Se obtuvieron densidades superiores a través del colado de suspensiones acuosas, aunque no se lograron las densidades esperadas.