Estudio del Sistema Li₂SO₄ – Na₂SO₄. Diagrama de fases y caracterización del LiNaSO₄

Abstract

Se presenta un estudio exhaustivo del diagrama de fase del sistema binario Li 2 SO 4 -Na 2 SO 4 . El diagrama de fases se determinó mediante termo-difractometría de rayos-X en muestras de polvo y calorimetría ATD. Se obtiene una nueva fase de fórmula Li 2-x Na x SO 4 , con 1 ≤ x ≤ 1.22. La estructura cristalina de β-LiNaSO 4 se determinó por difracción de rayos-X sobre un monocristal. Este estudio muestra que los cristales usualmente se maclan cuando el crecimiento es por solución, lo cual explica la baja polarización espontánea. Se explica la dispersión Raman de los compuestos Li 2 SO 4 , Na 2 SO 4 y LiNaSO 4 , a partir de los datos estructurales. Las medidas experimentales se han efectuado a diferentes velocidades de calentamiento y enfriamiento.Palabras Clave: Cerámicas ferroeléctricas, LiNaSO 4 , caracterización estructural, difracción de rayos X, espectroscopía Raman. An exhaustive study of the phase diagram of binary system Li 2 SO 4 -Na 2 SO 4 is presented. Phase diagram was determined using thermo-X-ray diffraction in powder samples and calorimetry ATD. A new phase with formula Li 2-x Na x SO 4 has been obtained, with 1 ≤ x ≤ 1.22. The crystal structure of β-LiNaSO 4 was determined from single-crystal X-ray diffraction. This study shows that the crystals usually become twinned when the growth is by solution; which explains the poor spontaneous polarization. The Raman dispersion of Li 2 SO 4 , Na 2 SO 4 and LiNaSO 4 compounds is explained from the structural data. The measurements have been made at different heating and cooling rate. 4 , structural characterization, x-ray diffraction, Raman spectroscopy. Study of the System Li Keywords: Ferroelectric ceramics, LiNaSO INTRODUCCIÓNEl estudio de materiales susceptibles de ser utilizados como electrolitos o electrodos a alta temperatura en baterías de estado sólido, fundamentalmente de iones de litio, es en la actualidad de gran interés. Entre los materiales estudiados podemos citar a los compuestos derivados de la estructura tipo perovskita como los son los sulfatos de elementos monovalentes, donde la especie móvil, el litio, ocupa diferentes posiciones en la estructura. Algunos de estos sulfatos presentan superconductividad iónica a alta temperatura, como ocurre en el sistema Li 2 SO 4 -Na 2 SO 4 . El primer estudio sobre el diagrama de fase de este sistema fue elaborado por Nacken (1) y posteriormente fue redeterminado por Schroeder (2,3). En este diagrama de fase se observa la formación de un compuesto intermedio; LiNaSO 4 . En (1) y (2) se considera que la descomposición del α-LiNaSO 4 da lugar a α-Li 2 SO 4 + α-Na 2 SO 4 durante el proceso de enfriamiento, mientras en (3) se considera la existencia de una transición de fase entre la fase α y la fase β.El Li 2 SO 4 sufre una transición de fase a 851 K (4). La estructura de la fase a alta temperatura, llamada fase α ha sido determinada a 908 K (5), 883 K (6) y 873 K (7). La fase de baja temperatura; llamada fase β fue determinada a temperatura ambiente (8). Se han realizado diferentes estudios; térmicos (...

Análisis de la distribución temática en el Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

“…Se han reportado trabajos relacionados con la síntesis y caracterización de conductores catiónicos e iónicos de estado sólido (3)(4)(5)(6)(7)(8), conductores mixtos (11-13), protónicos (14). Así mismo, y dado el fuerte interés que este tipo de materiales presentan en la obtención de energía, se han publicado trabajos relacionados con los diferentes materiales cerámicos como son electrolitos sólidos (15), y electrodos cerámicos para pilas y baterías (16)(17)(18)(19)(20)(21).…”