Síntesis y procesamiento de polvos cerámicos del sistema Pr-Sr/Ca-Mn-O para obtener materiales con propiedades de magnetorresistencia gigante

Abstract

En este trabajo de grado se presenta la síntesis, el procesamiento y la caracterización eléctrica y magnética de manganitas de praseodimio obtenidas por el Método Pechini, dopadas con calcio o estroncio, se obtuvieron muestras con las siguientes composiciones: Pr0.5Ca0.5MnO3, Pr0.6Ca0.4MnO3, Pr0.5Sr0.5MnO3 y Pr0.6Sr0.4MnO3 Los polvos obtenidos se caracterizaron utilizando ATD/TG con el fin de elegir el tratamiento térmico más adecuado para obtener los óxidos de interés, Con base en estos resultados se estructuró la rampa de tratamiento térmico más adecuada que garantizó la completa eliminación del agua y de los compuestos orgánicos, garantizando la obtención de los polvos cristalinos de las manganitas de Pr-Ca/Sr- Mn-O. Se utilizo difracción de rayos X para determinar las fases cristalinas presentes en los polvos cerámicos, en los difractogramas de las muestras estudiadas se encontró la presencia de la fase del óxido de interés además de una fase espuria de óxido de praseodimio Pr6O11. Por medio del método Rietveld a los difractogramas se encontraron los parámetros de red, el sistema cristalino, el grupo espacial, se determinaron los tamaños de cristalito, las densidades y el porcentaje de fase de cada muestra. Para conocer la morfología y el tamaño de partícula de las muestras en polvo, se utilizo microscopia electrónica de transmisión. En las fotografías obtenidas se encontró que las muestras tienen tamaño nanométrico y que hay la formación de aglomerados de partículas. La compactación de los polvos obtenidos se realizó utilizando prensado uniaxial. Los sólidos obtenidos fueron prensados a 152MPa, y sinterizados a 1200ºC durante dos horas y se realizaron pruebas de absorción de agua para determinar la porosidad presente en la muestra. Finalmente, e realizo la caracterización eléctrica y magnética de las pastillas conformadas con el material sintetizado, para ello se obtuvieron curvas de resistividad eléctrica (ρ) y susceptibilidad magnética (χ), en función de la temperatura, a partir de las curvas se pudieron determinar las temperaturas de transición eléctricas y magnéticas de cada muestra estudiada. Por último, se estudio el efecto de magnetorresistencia gigante presente en las muestras por medio de curvas de porcentaje de magnetorresistencia en función del campo magnético aplicado, donde se encontró que las muestras sintetizadas por le método Pechini tienen un bajo porcentaje de magnetorresistencia, debido a las fases secundarias presentes es la muestra y a la baja densificación obtenida en el procesamiento cerámico.