Síntesi i caracterització de partícules nanomètriques de Y2BaCuO5

En aquest treball es pretén determinar les condicions de T-t de calcinació necessàries per a obtenir partícules de fase verda (Y2BaCuO5) de grandària nanomètrica, mitjançant el mètode de combustió en gels. El Y2BaCuO5 és un precursor àmpliament utilitzat en la síntesi del superconductor d’alta temperatura YBa2Cu3O7-x. Els mètodes ceràmics convencionals no permeten assolir les esmentades grandàries de partícula, ja que no és possible reduir la grandària de la pols de partida, habitualment de grandària micromètrica. D’aquesta forma es fa necessari utilitzar mètodes ceràmics més avançats, com ara el mètode de combustió de gels. Mitjançant el mètode de síntesi de combustió en gels, el material de partida és una dispersió de cations retinguts en una xarxa polimèrica. En provocar l’autocombustió del polímer, per diferents vies, la calor generada en el sistema activarà la reacció química que donarà lloc a la formació de la fase verda. Hi ha alguns processos que tenen lloc en estat sòlid que cal afavorir (acceleració de difusió en estat sòlid, descarbonatació, …) i altres que cal evitar (creixement de gra, sinterització,...). Així, és important tenir un coneixement previ de la dependència del temps i la temperatura en les relacions cinètiques i termodinàmiques que regeixen aquests processos, per tal d’optimitzar els paràmetres T-t en la síntesi. S’han utilitzat tres vies diferents per a provocar l’autocombustió. Dos d’aquests, la irradiació amb microones i injecció d’aire calent, permetran assolir temperatures elevades durant temps molt curts. L’altra via, la calcinació, en que la temperatura és més fàcilment controlable, els temps de reacció seran més llargs. Aquesta darrera via permet obtenir uns resultats força satisfactoris, ja que condueix a la formació de partícules de fase verda de grandària nanomètrica, mentre que les dues primeres vies, tot i que s’arriben a activar determinades reaccions químiques en el sistema, no es forma la fase verda. El control de l’avenç de la reacció s’ha dut a terme per difracció de pols de raigs X (DRX), tècnica que permet identificar les fases formades en cada tractament tèrmic, i que, a més, permet estimar la grandària del cristall. En segon lloc, es va utilitzar la microscòpia electrònica d’escombrat (SEM) per mesurar directament el grandària de les partícules sintetitzades.