Síntesis y caracterización de materiales multifuncionales basados en óxidos mixtos ZrO2-Y2O3

Abstract

Este estudio aborda la síntesis, caracterización y propiedades ópticas y eléctricasde óxidos mixtos del sistema ZrO2-Y2O3 con objeto de preparar materiales multifuncionales. Se han sintetizadodos nuevos pigmentos cerámicos de tonalidad rojiza mediante la metodología de sol-gel polimérico, basados en la estequiometria Y2Zr2O7, dopada con hierro y con iones lantánidos (terbio y praseodimio). Presentaron una excelente coloración tanto en polvo, esmalte, polímero orgánicoypintura. En este último caso se obtuvo una elevada reflectividad en la región del infrarrojo cercano siendo potencialmente utilizables en el campo de los denominados “coolpigments”. En composiciones que contenían altos contenidos de itrio, se estudiaronlas propiedades eléctricas de los mismos por espectroscopia de impedancia tanto aplicando pequeños voltajes como variando las presiones parciales de oxigeno cuando se realizaba la caracterización eléctrica. Estos mostraron una influencia notable al cambio del voltaje o atmósfera, aumentando la conductividad electrónica junto con su intrínseca conductividad iónica.

This research is addressed about the synthesis, characterization and, optical and electrical properties of the system based on ZrO2-Y2O3. The main aim of this study was the preparation of new multifunctional materials. Two new red ceramics pigments have been synthesized by the polymeric sol-gel method, based on the stoichiometry Y2Zr2O7 doped with iron and the lanthanide ions, terbium and praseodymium. These pigments exhibit an excellent coloration in glass, organic polymer and paint. The mixtures with the paint showed an excellent reflectance in the near-infrared region being the pigment suitable for applications as a cool pigment in building roofing materials. Compositions with high concentration of yttrium in the structure, the electrical properties were studied by impedance spectroscopy applying low dc bias and measured using difference atmospheres. Results showed a clear influence to the application of dc bias and to the variation of pO2, showing an enhanced of the electronic conductivity in parallel with the intrinsic ionic conductivity.