Pigmentos cerámicos basados en karroitas de Ni2+ y Cr4+ codopadas con Al3+

Abstract

La pseudobrookita Mg-Ti o karroita (MgTi2O5) se está estudiando como estructura huésped para el desarrollo de pigmentos cerámicos formando disoluciones sólidas con la incorporación de diferentes iones cromóforos 1. El objetivo general de esta investigación consiste en el desarrollo (síntesis, caracterización y optimización) de nuevos pigmentos cerámicos y su rendimiento en esmaltes cerámicos, basados en el dopado con Cr y Ni de pseudobrookitas del sistema karrooita-Tialita (Mg1-xAl2xTi2-xO5) como estructura huésped, mediante el uso de la ruta cerámica y de la ruta descomposición metal-orgánica (MOD)2, de mayor reactividad, homogeneidad y control microestructural. Para esta investigación se prepararon varias composiciones de la pseudobrookita (Mg0.8-xNix)Al0.4Ti1.8O5 (x=0.1, 0.2, 0.3 y 0.4) y de la Mg0.8Al0.4(Ti1.8-xCrx)O5 (x=0.1 y 0.2), mediante el uso de la ruta cerámica tradicional usando condiciones de cocción rápida (1200-1400°C/3h). Con el fin de evaluar el efecto del co-dopado de los dos cromóforos (Cr y Ni), se realizaron las siguientes caracterizaciones: XRD, UV-VISNIR, MED/EDX y técnicas de medición de color (CIE-L*a*b*). Los resultados del DRX mostraron que a 1400°C se obtenía la Karroita-Al-Ni como fase única, mientras que para el co-dopado de Cr se observó que, además de la fase Karroita-Al- Cr, aparecían fases secundarias de rutilo y espinela a ambas temperaturas (1200°C y 1400°C). En cuanto a las coloraciones, en el caso de los pigmentos dopados con Ni se obtuvieron polvos de color calabaza, mientras que para los pigmentos dopados con Cr se obtuvieron colores marrones. En la última parte de esta investigación las composiciones seleccionadas se prepararon con una ruta de síntesis alternativa no convencional: ruta de descomposición metal-orgánica (MOD). El objetivo principal de esta parte fue analizar las ventajas en la reactividad y en las diferentes propiedades térmicas, de estabilidad química, ópticas o colorimétricas. Los resultados obtenidos fueron similares a los de la ruta de cerámica, aunque fue capaz de reducir la temperatura de síntesis y la cantidad de fases secundarias.