3
123-128
J. E. GARCÍA, A. RODRÍGUEZ, R. PÉREZ, A. ALBAREDA
Departament de Física Aplicada, Universitat Politècnica de Catalunya,
c/ Jordi Girona 1-3, mòdul B4, 08034 Barcelona, Spain
El proceso de conmutación ferroeléctrica ha sido investigado en cerámicas de composición Pb(Zr1-xTix)O3, con x=0.40 y 0.47, dopadas con Nb5+ o Fe3+. Las muestras fueron sometidas a un alto campo eléctrico sinusoidal de baja frecuencia. Los resultados revelaron una fuerte dependencia con el tipo de dopaje. En estado virgen, los materiales con dopaje donador presentan valores mayores de la polarización remanente y de la polarización de saturación que los materiales con dopaje aceptor. Los materiales dopados con Nb5+ muestran un ciclo de histéresis normal, mientras que en los materiales dopados con Fe3+ el ciclo de histéresis muestra un fuerte pinzamiento. Se estudió la variación de las propiedades ferroeléctricas con el número de ciclos aplicados a la muestras. En los materiales con dopaje donador se observa que la fatiga afecta más a los materiales en la frontera de fase morfotrópica que a los materiales en fase romboédrica. Los materiales con dopaje aceptor muestran un típico proceso de desanclaje. En ese tipo de muestras, la reorientación de los defectos complejos produce una rápida eliminación del pinzamiento del ciclo.
Palabras clave: conmutación, histéresis, fatiga, PZT.
129-132
O. PEÑA1, T. GUIZOUARN1, C. MOURE2, V. GIL2, J. TARTAJ2
1 Sciences Chimiques de Rennes, UMR 6226, Université de Rennes 1, 35042 Rennes, France
2 Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Electroceramics Department, 28049 Madrid, Spain
Los titanatos de hierro y bismuto con estructura laminar tipo Aurivillius, (BiFeO3)nBi4Ti3O12, tienen un gran interés tecnológico debido a sus aplicaciones como memorias ferroeléctricas no volátiles y como piezoeléctrico cerámico de alta temperatura. La síntesis y la caracterización cristalina de una nueva familia de compuestos (LnFeO3)nBi4Ti3O12 han sido recientemente reportadas, en la que el catión diamagnético Bi3+ ha sido sustituido por los paramagnéticos Ln3+ en los bloques de perovskita.
Se estudian las propiedades magnéticas de muestras cerámicas en volumen con Ln = Nd, Eu, Gd y Tb, y n = 1 y 2. Los materiales con n=1 son paramagnéticos y similares al no sustituido Bi5FeTi3O15, y muestran efectos de campo cristalino debido al entorno cristalino de Eu3+ y Tb3+. Se han detectado algunas anomalías en la magnetización M(T) de los compuestos n=2 (LnFeO3)2Bi4Ti3O12 que están relacionadas con el fuerte magnetismo de Tb y Gd, que aparecen débilmente para Nd y que no aparecen para el ión VanVleck Eu3+ ni en el compuesto pariente Bi6Fe2Ti3O18.
Palabras clave: materiales multiferroicos, interacciones de supercanje, perovskitas con lantánidos, estructura Aurivillius.
133-137
R. SAEZ PUCHE1, M. J. TORRALVO FERNANDEZ1, V. BLANCO GUTIERREZ1, R. GOMEZ2, V. MARQUINA2, M.L. MARQUINA2, J.L. PEREZ MAZARIEGO2 , R. RIDAURA2.
1Departamento de Química Inorgánica, Facultad de Química, Universidad Complutense, Madrid, España.
2Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México, México D.F., México
Se han preparado mediante el método hidrotermal nanopartículas de ferritas MFe2O4 (M = Ni, Zn). Las muestras obtenidas fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X y electrones, microscopía electrónica de transmisión y barrido y espectroscopia Mössbauer. Las imágenes de transmisión muestran partículas de forma y tamaño homogéneo de 10 a 40 nm según la naturaleza del catión M. La espectroscopia Mössbauer revela una relación de ocupación entre los sitios A y B por los átomos de hierro de 0.7 en el caso del óxido NiFe2O4.
Las medidas de magnetización DC (2 – 300 K) muestran un comportamiento superparamagnético para la muestra ZnFe2O4 con una temperatura de bloqueo de 20 K. En el caso de las nanopartículas de NiFe2O4 la temperatura de bloqueo parece estar por encima de los 300 K mostrando por debajo de la misma, comportamiento ferrimagnético provocado por las interacciones de superintercambio que tienen lugar en esta espinela inversa. Los resultados de espectroscopia Mössbauer confirman los datos de las medidas magnéticas.
Palabras clave: ferritas, nanopartículas, superparamgnetismo, ferrimagnetismo, espinela inversa.
138-142
O. PEÑA1, P. BARAHONA2, V. GIL3, J. TARTAJ3,C. MOURE3
1 Sciences Chimiques de Rennes, UMR 6226, Université de Rennes 1, 35042 Rennes, France
2 Instituto de Ciencias Básicas, Universidad Católica del Maule, Talca, Chile
3 Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Electroceramics Department, 28049 Madrid, Spain
La sustitución parcial de Mn por un catión divalente en manganitas de tierras raras TRMexMn1‑xO3 induce la presencia simultánea de Mn3+ y Mn4+. La subred TR tiene sus propiedades intrínsecas y puede interactuar con el campo local impuesto por la red ferromagnética del Mn. Su orientación difiere dependiendo de la naturaleza de la TR, adoptando una dirección paralela con respecto al campo local, o puede alinearse en sentido opuesto, produciendo una estructura antiferromagnética no compensada.
Para cationes divalentes (Ni2+), la solución sólida está limitada a TRNi2+0.5Mn4+0.5O3; en este límite, las interacciones de supercanje Ni2+-O-Mn4+ se optimizan. Para Me = Co el límite se amplía a causa de que el cobalto puede tomar el estado 3+; en este caso, la presencia de Co3+ modifica el acoplamiento magnético llevando a comportamientos cualitativamente diferentes durante los ciclos ZFC/FC. En el presente trabajo se ha escogido la composición específica TRMe0.50Mn0.50O3 para la cual se esperan las interacciones magnéticas más intensas, remarcando los resultados obtenidos para Me = Ni y Co y comparando varios elementos de tierras raras (TR = Y, La, Pr, Nd, Eu, Gd y Er). Como se esperaba de acuerdo con el comportamiento general de las soluciones sólidas (TR,Ca)MnO3, se ha hallado que en las series TR(Mn,Me)O3, cuanto mayor es el radio iónico de la TR mayor es la temperatura de transición, alcanzando 235 K para composiciones LaCo0.50Mn0.50O3 frente a 68 K para ErCo0.50Mn0.50O3.
Palabras clave: Ferromagnetismo, acoplamiento magnético, inversión de espin.
143-147
B. MEHDAOUI, O. PEÑA, M. BAHOUT, A.B. ANTUNES, G. MARTINEZ
1 Sciences Chimiques de Rennes, UMR 6226, Université de Rennes 1, 35042 Rennes, France
2 GEMA, Centro Universitário FEEVALE, Novo Hamburgo, RS, Brazil
3 Institute of Physics, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brazil
Se presentan estudios de la variación térmica de la magnetización a bajo campo de espinelas policristalinas de la solución sólida MgxMn3-xO4 (0 ≤ x ≤ 2). Con la utilización del modelo de Lotgering, que equivale al modelo de Néel de dos subredes, se ha obtenido un conjunto de constantes de campo molecular λAB, λBB y λAA, para 0 ≤ x ≤ 0.4 a partir del ajuste de χ entre TC y temperatura ambiente. Además, este modelo ajusta consistentemente los ángulos ψ de espín canteado de la subred B a baja temperatura. La temperatura de Curie TC, así como los parámetros de canje JAB, JBB and JAA, muestran que las interacciones BB son mucho mayores que las AA y AB que son ambas del mismo orden, en contraste con lo hallado usualmente en espinelas magnéticas. Cuando la concentración del ión no-magnético Mg2+, aumenta en los lugares tetraédricos, TC decrece desde 42 K (para x = 0), mientras que el comportamiento ferromagnético se debilita a expensas de una frustración magnética, resaltando así la gran influencia de los iones no-magnéticos localizados en lugares A y B, sobre el orden magnético
Palabras clave: estructura Yafet-Kittel, modelo de Lotgering, dilución magnética, frustración, vidrio de espín.
148-152
M. A. MADRE, H. AMAVEDA, M. MORA, A. SOTELO, L. A. ANGUREL, J. C. DIEZ
ICMA (CSIC-UZ), Depto. de Ciencia y Tecnología de Materiales y Fluidos,
C/María de Luna 3, E-50.018, Zaragoza (Spain)
Se han preparado polvos cerámicos de composición (Bi1.6Pb0.4)Sr2CaCu2O8+δ + x % Ag en peso (con x = 0, 1 y 3) mediante un proceso sol-gel. Estos polvos se han utilizado para fabricar precursores que se texturaron por medio del método de fusión zonal flotante. Se ha encontrado un gran cambio en la microestructura cuando se compara con muestras de composición pura Bi2Sr2CaCu2O8+δ. Tanto la resistividad eléctrica a temperatura ambiente, como la corriente crítica, así como la resistencia a flexión se mejoran cuando la Ag se adiciona a estas muestras dopadas con Pb, mientras que no se observa cambio en la temperatura crítica. Por otra parte, se ha encontrado que las muestras de composición (Bi1.6Pb0.4)Sr2CaCu2O8+δ + Ag presentan una gran pendiente de la curva E-I en la zona de transición entre el estado superconductor y el estado normal. Con estas composiciones, se han encontrado valores de n (E∼In) de hasta 45 a 65K.
Palabras clave: Superconductores, propiedades eléctricas, propiedades mecánicas, Bi-2212, fusión zonal
153-158
J. Peña-Martínez, D. Marrero-López, J.C. Ruiz-Morales, P. Núñez
Department of Inorganic Chemistry, University of La Laguna, E-38200, Tenerife, Spain.
La conductividad total y los números de transporte iónico de las composiciones, basadas en el galato de lantano,
La0,9Sr0,1Ga1-xMgxO3-δ (x=0,05-0,30), La0,9A0,1Ga0,8Mg0,2O3-δ (A=Sr, Ba, Ca) y La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2-yCoyO3-δ (y=0.015; 0,045) fueron estudiadas mediante una combinación de técnicas de espectroscopia de impedancia compleja y fuerza electromotriz (fem). La composición La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O2,85 (LSGM) presenta el mayor número de transporte iónico, concretamente 0,99 en el rango de temperaturas 900-1173 K, tanto en gradiente de O2/aire como de H2/aire.
Palabras clave: Conductividad iónica, EMF, LSGM, Número de transporte, SOFC
159-164
J. A. DÍAZ-GUILLÉN1, M. R. DÍAZ-GUILLÉN 1, K. P. PADMASREE1, J. M. ALMANZA1,
A. F. FUENTES1, J. SANTAMARÍA2, C. LEÓN2.
1Cinvestav Saltillo, Apartado Postal 663, 25000-Saltillo, Coahuila, Mexico
2GFMC, Departamento de Física Aplicada III, Facultad de Física, Universidad Complutense de Madrid, 28040-Madrid, Spain
Partiendo de mezclas estequiométricas de los óxidos correspondientes, se prepararon por molienda mecánica y a temperatura ambiente diferentes composiciones en la solución sólida Gd2-yLayZr2O7 (0 ≤ y ≤ 1) con estructura de tipo pirocloro y conductora de iones oxígeno. Independientemente del contenido de lantano, los polvos extraídos del molino presentaron difractogramas similares al de una fluorita no estequiométrica aunque en todos los casos, el tratamiento térmico a 1500°C indujo la aparición del ordenamiento de largo alcance de cationes y vacancias aniónicas característico de pirocloros. La energía de activación para el proceso de migración de iones oxígeno en la serie disminuye a medida que se incrementa el contenido de lantano, desde 1.13 eV de Gd2Zr2O7 hasta 0.81 eV de GdLaZr2O7, mientras que la conductividad resultó ser prácticamente independiente del mismo hasta y ≤ 0.8 para T = 500°C e y ≤ 0.4 para T = 800°C. Estos resultados se explican en términos de una menor interacción entre portadores de carga en las estructuras más ordenadas (a medida que se incrementa el contenido de La) y subraya la influencia del orden/desorden estructural en la dinámica de iones móviles.
Palabras clave: Pirocloros; molienda mecánica; circonatos; pilas de combustible cerámicas; lantano.
165-170
M. L. SANJUÁN1, P. B. OLIETE1, A. VÁREZ2, J. SANZ3
1 Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón, Universidad de Zaragoza-CSIC, Facultad de Ciencias, Universidad de Zaragoza, 50009 Zaragoza, Spain
2 Dpto. de Materiales, Universidad Carlos III de Madrid, Avda. Universidad 30, 28911 Leganés, Spain
3 Instituto de Ciencia de Materiales (CSIC), Cantoblanco, 28049 Madrid, Spain
Presentamos una caracterización estructural y espectroscópica de fibras cristalinas de Ce0.4Zr0.6O2 crecidas mediante fusión zonal asistida por láser (LFZ). Una barra del material precursor, de composición Ce0.4Zr0.6O2, fue sinterizada a 1500 ºC en atmósfera de aire y después procesada por LFZ con un láser de CO2. El material procesado fue caracterizado por difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y espectroscopía Raman. En la fibra recién procesada, de color gris oscuro, el espectro Raman varía radialmente desde un espectro de tipo t’, correspondiente a una composición Ce0.37Zr0.63O2, en el borde de la fibra, hasta un espectro muy ensanchado y débil, de aspecto cúbico, en el centro. El grado de reducción del cerio y la no estequiometría del oxígeno se determinaron a través de las medidas del Raman electrónico del Ce3+. La señal de Ce3+ era muy intensa en el centro de la fibra, lo que indica una fuerte reducción, mientras que no se detectó en el borde. Para restablecer el contenido de oxígeno y de Ce4+ una parte de la fibra fue reoxidada a 620 ºC durante 24 h. El espectro de la muestra reoxidada, de color amarillo pálido y muy homogénea, fue asignado a una fase t’ de composición Ce0.42Zr0.58O2.
Palabras clave: ZrO2-CeO2, diagrama de fases, fusión zonal por láser, Raman, Ce3+, reducción del Ce.
171-177
V. Gil, J.Tartaj, and C. Moure
Instituto de Cerámica y Vidrio (CSIC), Electroceramics department
C/ Kelsen 5, 28049 Madrid, España
El propósito del presente trabajo es establecer las relaciones de fase entre soluciones sólidas NdMe0.5Mn0.5O3 (Me=Ni, Co) y electrolitos Ce0.9Gd0.1O1.95 para su uso como cátodos y electrolitos SOFC, respectivamente. El electrolito fue en ocasiones dopado con 1.0 wt% Bi2O3 con el objeto de mejorar su densificación. Así mismo se estudia el comportamiento termomecánico de dichos materiales.
Los pares cátodo-electrolito fueron obtenidos a partir de polvos prensados isostáticamente y posteriormente sinterizados utilizando unos rangos de temperatura entre 1350 y 1400ºC durante 2h. Las condiciones de sinterización fueron optimizadas para obtener unos electrolitos altamente densificados y unas interfaces cátodo-electrolito bien definidas.
La caracterización microestructural de las regiones interfaciales fue llevada a cabo mediante microscopía electrónica de barrido, además se realizaron análisis EDAX para determinar posibles fenómenos de difusión catiónica desde o hacia el catódo.
Se puede concluir que la manganita dopada con níquel, NdNi0.5Mn0.5O3, es compatible química y termomecánicamente con los electrolitos basados en ceria, sin formación de nuevas fases incluso después de largos tiempos de tratamiento a 1400ºC.
Palabras clave: CeO2-Gd2O3, manganitas, compatibilidad química, compatibilidad termomecánica.
178-182
A.B. ANTUNES1,2, M.N. BAIBICH3, C. MOURE4, V. GIL4, V. ALLEGRET-MARET1, O. PEÑA1
1 Sciences Chimiques de Rennes, UMR 6226, Université de Rennes 1, 35042 Rennes, France
2 GEMA, Centro Universitário FEEVALE, Novo Hamburgo, RS, Brazil
3 Institute of Physics, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brazil
4 Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, Electroceramics Department, 28049 Madrid, Spain
Las propiedades magnéticas de las soluciones sólidas ErxY1-xCo0.50Mn0.50O3 (0.0 ≤ x ≤ 1.0) son consecuencia de una sutil interrelación de las diferentes interacciones entre los momentos magnéticos del Er3+ y de otras entidades magnéticas presentes en el sistema: Mn3+, Mn4+, Co2+, Co3+, así como las interacciones de doble canje entre ellas. El caso especial de la sustitución 0.5:0.5 = Co:Mn es particularmente importante puesto que los dominios ferromagnéticos pueden reorientarse bien con campos externos bajos como con altos. La dilución magnética de la subred de Er3+ por el ión no-magnético Y3+ (del mismo tamaño y valencia) permite separar las interacciones antiferromagnéticas 4f-3d dejando solamente las interacciones ferromagnéticas Co2+-Mn4+ de la subred de los metales de transición.
Las propiedades magnéticas de las soluciones sólidas ErxY1-xCo0.50Mn0.50O3 (0.0 ≤ x ≤ 1.0) se presentan como variando desde ferromagnetismo (x = 0; YCo0.5Mn0.5O3) a ferrimagnetismo (x = 1; ErCo0.5Mn0.5O3). Las interacciones antiferromagnéticas se hacen más fuertes mientras que los dominios ferromagnéticos se hacen más difíciles de rotar cuando la subred de la tierra rara se va llenando progresivamente con iones Er3+, de momento magnético alto. Se observa una dependencia lineal con x(Er) del campo crítico Hcrit relacionado con la reorientación de dominios, variando desde 1.3 T hasta 3.5 T, para x = 0 y 1, respectivamente. Al mismo tiempo, la temperatura de compensación, Tcomp aumenta y la magnetización espontánea, Mrem disminuye con el contenido creciente de Er3+.
Palabras clave: Transiciones inducidas por campo, inversión de spin, dominios magnéticos, transiciones dinámicas.