Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Oct 2000)
Síntesis de nuevos pigmentos cerámicos de color rojo mediante el método de Pechini
Abstract
Various garnet solid solutions within the structure of the yttrium aluminium garnet, Y3Al5O12 (YAG) were sinthesized via Pechini and the possibility for the modification of the crystal field intensity acting on the chromophore Cr(III) ion by means of substitution with divalent (Mn(II) and Mg(II)) and tetravalent (Ce(IV), Zr(IV) and Sn(IV)) cations was studied. The results obtained indicate that the crystal field can not be intensifyed through the introduction of divalent ions since they stabilize the Cr(IV) ion which probably expands the structure by inducing distortions in it. The introduction of tetravalent ions makes possible the intensification of the crystal field acting on the chromium and the change of the typical green colour of Cr(III) in a week field to red which is typical for the same in strong field. However, the structural studies carried out by X-ray diffraction show that together with the garnet fase Y0,15Zr0,85O1,93 and Y2Sn2O7 are formed, the latter having pyrochlore structure. It was demonstarted that the introduction of Cr(III) in the mantioned pyrochlore structure results in the formation of a redviolet pigment. Finally, the sinthesized fases were checked as pigments using an industrial transparent boron containing frit. The tin containing pigments demonstrated good pigmenting ability and stability at 1080ºC.<br><br>A través del presente trabajo, se han estudiado la obtención de diferentes disoluciones sólidas en la estructura granate de itrio y aluminio, Y3Al5O12 (YAG) sintetizadas vía Pechini y la posibilidad de modificar la intensidad del campo cristalino, Do, que actúa sobre el ion Cr(III), como agente cromóforo, mediante la introducción de cationes divalentes (Mn(II) y Mg(II)) y tetravalentes (Ce(IV), Zr(IV) y Sn(IV)). Los resultados alcanzados han posibilitado comprender que con la introducción de los iones divalentes, éstos no han sido suficientes para intensificar dicho campo del Cr(III), ya que estabilizan al ion Cr(IV) y esto provoca distorsiones estructurales. Con la introducción de los iones tetravalentes, sí que se consigue intensificar el campo que actúa sobre el ion cromóforo, observándose la transición de la tonalidad verde, típica del Cr(III) en un campo débil, a una tonalidad roja, típica para el mismo ion en un campo fuerte. Sin embargo y a través de los estudios estructurales mediante difracción de rayos X, se ha observado que junto con el desarrollo de la estructura granate, disolución sólida, aparecen fases laterales de Y0,15Zr0,85O1,93 y Y2Sn2O7, esta última como fase pirocloro. Se ha comprobado la obtención de una tonalidad roja-violácea con la introducción de Cr(III) en dicha estructura pirocloro. Por último, se han probado las fases sintetizadas como pigmentos mediante la utilización de un vidriado (frita) transparente de naturaleza borácica, industrial. Los materiales que contienen estaño en su estructura han mostrado un buen poder pigmentante y estabilidad a 1080ºC.
