SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE COBALTOFERRITAS NANOESTRUCTURADAS

BAQUÉ, LAURA; NAPOLITANO, FEDERICO; SOLDATI, ANALIA L.; TROIANI, HORACIO; CANEIRO, ALBERTO; SERQUIS, ADRIANA C.

Buenos Aires

Congreso; Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía 2010; 2010

Asociación Argentina de Cristalografía

La optimización de las propiedades electroquímicas de materiales cerámicos para celdas de combustible de óxido sólido (SOFC) ha llevado a la utilización de técnicas de síntesis que permiten obtener óxidos nanoestructurados o de tamaño de grano submicrométrico. Se sabe que la disminución del tamaño de cristalita de muchos óxidos brinda la posibilidad de retener fases metaestables o puede dar lugar a transformaciones de fase o distorsiones que no suelen estar presentes en muestras de granos micrométricos preparadas por métodos convencionales.En el caso de los óxidos de composición LaxSr1-xCo1-yFeyO3-d (LSCF), que son buenos conductores mixtos con una elevada conductividad iónica y electrónica [1,2], se han utilizado diversos métodos para obtener  materiales nanoestructurados [3-8]. En muchos de estos casos, se ha reportado que el rendimiento electroquímico de los cátodos de cobaltitas o cobaltoferritas puede ser mejorado notablemente cambiando su micro/nanoestructura.Estudios previos muestran que muestras volumétricas de LSCF ricas en cobalto cristalizan en estructuras perovskitas romboédricas (R-3c) mientras que los compuestos ricos en Fe presentan una estructura  ortorrómbica (Pbnm).[9] Por otro lado, se encontró que en muestras de LaxSr1-xCo0.8Fe0.2O3−δ para x≤0.3 la fase perovskita sufre una transformación a una fase ortorrómbica llamada brownmillerita, debido al ordenamiento de vacancias de oxígeno. Sin embargo, para x ≥ 0.4, la fase R-3c es estable para todo el rango de temperaturas y presiones parciales de oxígeno estudiadas. [10] En este trabajo se presenta el estudio estructural y morfológico de muestras nanoestructuradas de La0.4Sr0.6Co1-yFeyO3-d (0 < y < 0.2) en función de los parámetros de síntesis de las distintas técnicas utilizadas (polvos sintetizados por las rutas de acetatos y de HMTA [4,5], nanotubos preparados por el método de membrana de policarbonato porosa [11] y films nanocompuestos depositados por PLD-PulseLaser Deposition [6,7]). Las muestras se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), microsonda electrónica dispersiva en energía y microscopías electrónicas de barrido (MEB) y de transmisión (MET), buscando establecer cuál es el efecto sobre la estabilidad y las posibles distorsiones estructurales de estos materiales, no sólo a temperatura ambiente como función de los parámetros de síntesis, sino también como función de las temperaturas y atmósferas usuales usadas en la operación de las SOFC. En particular, la estructura cristalina de los polvos preparados por HMTA fue investigada en el rango de temperaturas entre 20 y 700 °C en atmósferas de He y oxígeno en la línea D10B-XPD del LNLS [12]. Enestos polvos nanométricos de La0.4Sr0.6Co0.8Fe0.2O3-d se encontró que en atmósferas reductoras se tenderían a estabilizar una estructura ortorrómbica que no debería estar presente para estas composiciones, que coexiste con la fase perovskita, según lo observado por MET.El análisis realizado permite correlacionar la microestructura con los parámetros de síntesis e investigar la estabilidad de las fases estudiadas a alta temperatura en atmósferas reductoras y oxidantes.