Investigación básica de materiales de circonio de aplicación tecnológica
Dra. Mª Cristina Caracoche
Se estudian materiales de circonio, en particular cerámicos, mediante la técnica de las
Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC) complementada con otras como XRD,
Análisis térmicos DTA-TGA, BET, TEM, etc.
La aplicación cada día más extendida de las cerámicas de circona (ZrO2) se basa en las
excelentes propiedades estructurales y funcionales de sus fases metaestables tetragonal
y cúbica. Estas estructuras pueden obtenerse por diferentes vías como la reducción de
las partículas del material a tamaños nanoscópicos (fuertemente dependiente del método
de síntesis) y/o por agregado de óxidos aliovalentes en concentraciones apropiadas que
generan soluciones sólidas con exceso de vacancias de oxígeno. La estabilidad de estos
sistemas metaestables es de gran interés tecnológico y merece un estudio mediante todas
las técnicas experimentales y métodos de cálculo disponibles. La técnica PAC permite
identificar diferentes nanoconfiguraciones a través de la determinación del gradiente de
campo eléctrico interno de un material. En las investigaciones que se llevan a cabo se
estudian los entornos próximos a los cationes de circonio y su evolución térmica,
permitiendo la determinación de transiciones de fase y de movimientos atómicos y/o de
defectos en el material. Así, la caracterización PAC contribuye no sólo al conocimiento
de la estructura más íntima del sistema sino también a orientar la investigación hacia el
diseño y producción del mismo.
Se han hecho aportes al conocimiento de circonas puras y dopadas, circones,
vitrocerámicos de Zr, compuestos circonados de estructura pirocloro, etc. en sus formas
de polvos, películas, compactos y suspensiones. Los sistemas estudiados fueron
obtenidos por diferentes métodos como Sol-gel, Sol-gel combustion, precipitación,
microwave-hydrothermal, molienda de alta energía y ruta cerámica. En cuanto a las
circonas dopadas, se han usado óxidos estabilizantes de Ca, Mg, Fe, Al, Y, Pr y Gd. En
ellas, los resultados obtenidos en soluciones sólidas tetragonales aportan al diseño de las
propiedades estructurales y aquellos en soluciones cúbicas, al diseño de materiales
usados como electrolitos sólidos en celdas de combustible.
El grupo está integrado por la Dra. María Cristina Caracoche, Dr. Jorge Alberto
Martínez, Dra. Patricia Claudia Rivas y Dra. Marcela Andrea Taylor, del Departamento
de Física de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata,
Argentina.
Se cuenta con colaboradores del Departamento de Física de la Universidad Nacional de
La Plata, de la Universidad Nacional de Rosario, de la Comisión Nacional de Energía
Atómica, del Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas de las Fuerzas
Armadas, de la Universidad de Módena y Reggio-Emilia y del Instituto Nacional
Politécnico de Grenoble.
Web site: http://www.fisica.unlp.edu.ar/ceramicos/
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