ÁREA: Materiais
TÍTULO: Evolução estrutural dos pós cerâmicos Mg1-xLaxWO4 (x = 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6) preparados pelo método Pechini.
AUTORES: PERES, A.P.S. (UFRN) ; LIMA, A.C. (UFRN) ; SANTOS, A.S. (UFRN) ; SILVA, Z.R. (UFRN) ; MELO, D.M.A. (UFRN) ; LEMOS, F.D.C. (UFRN)
RESUMO: Pós do tipo Mg1-xLaxWO4 (x= 0,0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6) foram preparados pelo método Pechini com o objetivo de se avaliar a eficiência do método na obtenção das fases desejadas, bem como estudar o efeito da dopagem e da temperatura de tratamento térmico na evolução estrutural dos materiais. Os pós obtidos foram calcinados a 700ºC, 900ºC e 1000ºC por 2h e caracterizados por Análise térmica (TG) e Difração de raios X (DRX). As curvas termogravimétricas dos materiais apresentaram perfis semelhantes sendo observado possível formação dos óxidos em torno de 750°C para o MgWO4, e acima desta temperatura para os materiais dopados. Os difratogramas mostraram a formação do MgWO4 monofásico, enquanto nos dopados observou-se a presença de fases secundárias possivelmente tungstatos não estequiométricos.
PALAVRAS CHAVES: tungstatos, pechini, drx
INTRODUÇÃO: O desenvolvimento de materiais com propriedades interessantes (elétricas, magnéticas, ópticas e catalíticas) constituem uma importante linha de investigação visando aplicações tecnológicas, o que tem levado pesquisadores a buscar novas rotas de síntese para obtenção dos pós.
O método dos Precursores Poliméricos tem sido bastante empregado por permitir a obtenção de materiais com características controladas e a baixas temperaturas, o que proporciona uma rápida aplicação tecnológica.
Uma classe de materiais que desperta grande interesse é a dos tungstatos de fórmula molecular geral MWO4 que apresentam excelentes propriedades ópticas entre outras.
Neste trabalho foram preparados pós de Mg1-xLaxWO4 dopados com 10, 20, 40 e 60% de lantânio, usando o método Pechini com o objetivo de se estudar a influência da terra rara e da temperatura de tratamento térmico na evolução estrutural dos materiais. Os pós obtidos foram calcinados a 700ºC, 900ºC e 1000ºC por 2h e caracterizados por Análise térmica (TG) e Difração de raios X (DRX).
MATERIAL E MÉTODOS: Os pós do tipo Mg1-xLaxWO4 (x= 0; 0,1; 0,2; 0,4 e 0,6) foram obtidos pelo método Pechini. As fontes de cátions usadas para síntese dos materiais foram: paratungustato de amônio ((NH4)10W12O41.5H2O), cloreto de magnésio hexaidratado (MgCl2.6H2O) e nitrato de lantânio hexaidratado (La(NO3)3.6H2O). Inicialmente, o paratungstato de amônio foi dissolvido e adicionado diretamente a solução aquosa de ácido cítrico. A solução foi deixada sob agitação constante e aquecimento a 70ºC por 30mim. Em seguida, foram adicionados os respectivos sais para obtenção da solução de citratos metálicos. A razão molar cátion / ácido cítrico foi de 1:3. A dopagem foi realizada nas concentrações de 10, 20, 40 e 60% de lantânio.
À solução de citratos metálicos foi adicionado o etilenoglicol na proporção em massa de 60:40 (ácido cítrico / etilenoglicol). A temperatura da solução foi elevada a 90ºC para permitir a evaporação do excesso de água e conseqüente formação da resina polimérica.
A resina polimérica foi tratada termicamente em uma mufla a 300ºC por 2 horas usando razão de aquecimento de 5ºC/min para obtenção do material pirolisado “puff”, também chamado de precursor polimérico. Este material foi desaglomerado em almofariz de porcelana e novamente calcinado em atmosfera ambiente no mesmo intervalo de tempo entre 700 e 1000°C.
Os materiais foram caracterizados por análise termogravimétrica (TG/DTG) e a evolução das fases foi acompanhada por difração de raios-X (DRX).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise termogravimétrica mostra que os materiais apresentam perfis semelhantes e que o processo de perda de massa ocorre basicamente em três eventos, sendo o primeiro atribuído à desidratação dos compostos, e os demais a decomposição dos constituintes orgânicos com possível formação dos óxidos em torno de 750°C para o MgWO4 e acima desta temperatura para os materiais dopados.
Os difratogramas dos materiais a 300°C mostram formação de fase amorfa. A 700°C e 900°C, observa-se no material puro a coexistência de duas fases, sendo a estrutura tetragonal (JCPDS 52-0390) predominante a 700°C e a monoclínica (JCPDS 27-0789) predominante a 900°C. A 1000°C, observa-se uma maior cristalinidade do composto e todos os picos são referentes a fase monoclínica. Nos materiais dopados, a substituição parcial do magnésio pelo lantânio causa modificação na matriz original e observa-se com isso uma maior formação de fases secundárias, possivelmente tungstatos não-estequiométricos. No material contendo 60% de lantânio, observa-se predominância da fase La2W2O9(JCPDS 34-0704).
CONCLUSÕES: O método empregado e as condições do processo favoreceram apenas a obtenção do MgWO4 cristalino e monofásico. Os padrões de difração dos materiais dopados mostram uma maior formação de fases secundárias, possivelmente tungstatos não-estequiométricos.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq pelo suporte financeiro para a realização deste trabalho e ao laboratório de difração de raios X da UFRN pelas análises realizadas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Kobayashi, M.; Ishi, M.; Usuki, Y.; Yahagi, H., Nucl. Instrum. And Methods Phys. Res., 1993, A 333, 429.
[2] Baryshevski, V.G., Nucl. Instrum. And Methods Phys. Res., 1992, A 322, 231.
[3] Chen, D.; Shen, G.; Tang, K.; Zheng, H.; Qian, Y.; M. Res. Bull., 2003, 38, 1783 – 1789.
