SINTESIS Y SINTERIZACIÓN DE ZIRCONATO DE LITIO MONOCLINICO DOPADO CON HIERRO (Li2Zr1-xFexO3)

MARTINA GAMBA; LUCIANA MONTES; NICOLÁS ORSETTI; JUAN PABLO YASNÓ; SOFÍA GÓMEZ; RAMIRO MOREIRA TOJA; SUSANA CONCONI; MARISA FRECHERO; GUSTAVO SUAREZ

online- federal

Conferencia; 1° encuentro Nacional de Litio; 2021

El zirconato de litio monoclínico es ampliamente investigado por sus aplicaciones en el campo de la energía. Su uso como electrolito sólido está limitado por su baja conductividad iónica y la densidad final de los materiales, paramétros que pueden mejorarse mediante la incorporación de un dopante. El objetivo de este trabajo fue obtener pastillas sinterizadas con pureza de fase del zirconato de litio dopado con hierro y estudiar su influencia en la densidad final de los materiales. Se sintetizaron polvos de Li2Zr1-xFexO3 (con x=0; 0,03; 0,06; 0,1) a partir de Li2CO3, m-ZrO2 y Fe2O3 en una etapa isotérmica de 12h a 1050 °C (para x=0,03; 0,06; 0,1) y 12h a 1000 °C (para x=0). Además, se obtuvieron polvos precursores mediante un tratamiento térmico de 3h a 800 °C de las mismas mezclas reactivas. Se conformaron piezas por prensado uniaxial a 100 MPa de los polvos sintetizados y de los polvos precursores. Las piezas conformadas se sinterizaron a 1050 °C y 1100 °C durante 12 horas. Se midió su densidad por el método de Arquímedes. Las fases presentes y las microestructuras se analizaron por DRX-Rietveld y por microscopía electrónica de barrido, respectivamente. Los difractogramas de las pastillas sinterizadas con x=0,06 y x=0,1 evidenciaron la presencia de Li2FeZrO4 como subproducto en la superficie. Las intensidades de los picos asociados a esta fase disminuyeron conforme disminuye el contenido de hierro añadido como dopante, hasta desaparecer para la muestra con x = 0,03, que presenta la fase buscada de forma pura. Para esta muestra, el refinamiento de Rietveld del difractograma de la pastilla molida condujo a parámetros de celda compatibles con la presencia de Fe3+ en el sitio del Zr4+.