Efecto de la ruta de procesamiento sobre la densificación de zirconato de litio (Li2ZrO3)

NICOLÁS GABRIEL ORSETTI; JUAN PABLO YASNÓ; GABRIEL LORENZO; GUSTAVO SUÁREZ

La Plata

Jornada; 9º Jornadas de Pasantes y Becarios del CETMIC; 2019

CETMIC

El Zirconato de litio (Li2ZrO3) ha sido ampliamente estudiado como posible material generadorde tritio en reactores nucleares y como absorbente selectivo de CO2 en procesos industriales. Porotra parte, la fase monoclínica posee conducción iónica cuando es utilizada como electrolito sólidoen baterías de litio. Esta última aplicación requiere del conformado de láminas delgadas y 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 Li2ZrO3 puro se obtuvieron por medio de la síntesis en estado sólido entre Li2CO3 yZrO2 a temperaturas entre 800-1000 °C. Empleando una prensa uniaxial (100 MPa) se conformaronpastillas de 1 g y de 10 mm de diámetro, y se sinterizaron a temperaturas entre 1000-1100 °Cdurante 3-12 hrs. Por otra parte, se prepararon suspensiones acuosas con 60% p/p de Li2ZrO3,adicionando entre 0,5-3,0% de dispersante comercial (Dolapix CE-64). Las suspensiones semolieron 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 (200 MPa) y, finalmente, se sinterizaron a 1000-1100 °C durante 6 hrs. 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 Li2ZrO3 monoclínico puro a 1000-1050 °C, aunque a tiempos prolongados de sinterización se evidenció la presencia de 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.