Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Jun 2000)
Estudio termogravimétrico y modelado de la difusión de oxígeno en YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7-δ</sub>
Abstract
This paper presents a study of oxygen diffusion in YBa2Cu3O7-δ (YBCO) using differential thermogravimetric analysis. Comparing the results of the experimental data to those from a solution of Fick´s second law, it has been possible to calculate an expression for the chemical diffusion coefficient of oxygen in YBCO. This work is complemented with the results from a theoretical diffusion model developed using finite element modelling to study the diffusion process. This model calculates not only the fractional weight change of the sample during oxygenation, but it also determines the change in distribution of oxygen within the sample during the oxygenation process. The model presented provides a convenient basis for preliminary analyses of any proposed oxygenation procedure, to check oxygenation times and the final distribution of oxygen within the sample. This gives the opportunity to design different heat treatments that give rise to samples with the required oxygen concentration and distribution.Este trabajo presenta un estudio de la difusión de oxígeno en YBa2Cu3O7-δ (YBCO) utilizando análisis termogravimétrico diferencial. Una comparación de los resultados experimentales con una de las soluciones de la segunda ley de Fick ha permitido calcular el valor del coeficiente de difusión de oxígeno en este material. Este trabajo se ha completado con el desarrollo de un modelo de elementos finitos que describe el proceso de difusión, ya sea en condiciones isotérmicas o a temperatura variable. El modelo calcula no sólo los cambios de peso, sino también la evolución de la distribución de oxígeno a medida que éste va penetrando en la muestra. El desarrollo de este programa permite estudiar teóricamente los efectos de diferentes procedimientos de oxigenación, pudiendo comprobar la eficacia de diferentes tiempos de oxigenación y la distribución final de oxígeno en la muestra. Esta información se podría utilizar posteriormente para diseñar tratamientos térmicos que den lugar a muestras con un contenido y distribución de oxígeno decidido de antemano.
