Efecto de la sustitución del catión lantánido en la transición estructural de alta temperatura de las perovskitas dobles LnBaCo2O5+d (Ln = La, Pr, Nd, Sm, Gd

L. MOGNI; C. MARTINEZ SETEVICH; F. PRADO; A. CANEIRO

Rio de Janeiro

Congreso; Simposio Materia; 2010

Red Latinoamericana de Materiales

Los compuestos laminares con estructura de doble perovskita LnBaCo2O5+δ han recibido mucha atención durante los últimos años debido a su alto coeficiente de intercambio de oxígeno y su buenas propiedades de transporte iónico y electrónico [1]. Estas características los hacen potenciales candidatos para aplicaciones tales como cátodos de celdas de combustible de óxido sólido y membranas de intercambio de oxígeno, esto se ve plasmado en los numerosos estudios realizados sobre las propiedades de estos compuestos en relación con estas aplicaciones [2]. Por otra parte estos óxidos con estructura tipo perovskita presentan una transición de fase en alta temperatura desde una simetría ortorrómbica, donde las vacancias de oxígeno ocupan sitios preferenciales alineándose en cadenas intercaladas a lo largo de los planos LnO a una estructura tetragonal donde las vacancias de oxígeno se encuentran distribuidas al azar en los planos LnO. Recientemente encontramos, para el compuesto GdBaCo2O5+δ, que aun cuando se trata de una transición de Orden-Desorden ésta tiene características propias de transiciones de primer orden, con un pequeño campo de dos fases alrededor de 5+δ  = 5.45 que aumenta a medida que disminuye la presión parcial de oxígeno pO2 y un cambio de entalpía característico ∆H durante la transición. Teniendo en cuenta que esta transición de fase involucra principalmente el reordenamiento de oxígenos en el plano LnO, en este trabajo estudiamos el efecto de ión lantánido en esta transición de fase. Para ello se prepararon muestras de composición LnBaCo2O5+δ (Ln = La, Nd, Pr, Sm, Gd) por reacción de estado sólido y se realizaron estudios de calorimetría de barrido diferencial (DSC) y dilatometría. Para ambos estudios se utilizaron rampas de calentamiento de 1 y 10 °C/min y las medidas se llevaron a cabo en atmósfera de aire estanco. Se observó que a medida que aumenta el radio iónico del lantánido disminuye la entalpia de transición y aumenta el coeficiente de expansión térmico. [1] Zhang et al. Acta Materiala 56 (2008) 4876., Choi et al. J. Power Sources 195 (2010) 159, Taskin et al. 71 (2005)134415, Kim et al J. Electrochem. Soc. 156 (12),(2009) B1376. [2] Tarancón et al. Solid State Ionics 179 (2008) 611; Tarancón et al. J. Mater. Chem. 17 (2007) 3175 ;  J-H Kim et al. J. Power Sources 194 (2009) 704; J-H Kim et al., J. Electrochem. Soc. 155 (2008) B385; Yang et al. Mater. Lett. 63 (2009) 1007 ; Gu et. Al, Int. J. Hydrog. Energy 34 (2009) 2416 ; Chen et al. J. Power Sources 188 (2009)96 ; Zhou et al. J. Power Sources 185 (2008) 754.