Síntesis y caracterización térmica y eléctrica de compositas sólidas tipo (1-x) CsHSeO4 – x Al2O3

Abstract

En éste trabajo se reporta la síntesis y caracterización térmica y eléctrica de compositas sólidas tipo (1-x) CsHSeO4 – x Al2O3, (x = 0.0 – 0.5). La síntesis del selenato ácido de cesio CsHSeO4 se realizó por el método de evaporación lenta utilizando Cs2CO3 y 2H2SeO4 como precursores. En la preparación de las compositas (1-x) CsHSeO4 –x Al2O3, (x = 0.0 – 0.5), se utilizó óxido de aluminio Al2O3 activado con un tamaño de poro 58 Å de ALDRICH, éstas se prepararon por mezcla mecánica de los componentes, seguido por calentamiento a temperaturas muy cercanas a 100ºC para deshidratarlas. Para la caracterización se utilizó la técnica de calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TG) y espectroscopía de impedancias (IS) y así estudiar el efecto de las nanopartículas cerámicas (Al2O3) en las transiciones de fase y conducción iónica del CsHSeO4 en el sistema (1-x) CsHSeO4 – x Al2O3, (x= 0.0 – 0.5). Se encontró por DSC, picos endotérmicos en T1 = 74.8ºC y T2 = 126.5ºC, cuando x = 0.0, los cuales son asociados con las transiciones de fase de tipo estructural reportadas en esta sal, pero a medida que aumenta el contenido de alúmina, la primera transición solamente se manifiesta hasta x= 0.2, mientras que la segunda transición se exhibe para todas las concentraciones. Sin embargo, para concentraciones x ≥ 0.2 aparece una nueva transición alrededor de T3 = 102°C y para concentraciones x= 0.5 aparece otra transición alrededor de T4= 130ºC, indicando el efecto del dispersor en la estabilización de otras fases sólidas en el sistema sal-dispersor. Las medidas conductividad en función de la temperatura, σ(T), obtenidas por técnicas de impedancia exhiben un salto alrededor de la primera transición en la sal pura alrededor de T1, pero para las concentraciones de 0< x ≤ 0.2, aparecen saltos tanto alrededor de T1 como de T2. Se observa además entre estos cambios un comportamiento de Arrhenius para los gráficos de Logσ vs. 1/T, con energías de activación que dependen del contenido del dispersor, entre 0.2-1.3 eV. Los valores mayores de conductividad por encima de T1 se obtuvieron para la concentración x = 0.1 indicando el efecto de aproximación de Al2O3 en la generación de defectos en la red de CsHSeO4.y, por lo tanto, en la conducción iónica, además de inducir nuevas fases en la composita.