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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2017, 37(2): 250-257

SCANDIA STABIILIZED ZIRCONIA MATERIALS CODOPED WITH Gd, Ho AND Yb. NITRIDATION AND STABILITY
(MATERIALES DE CIRCONIA ESTABILIZADAS CON ESCANDIO Y CODOPADAS CON Gd, Ho, Y Yb. NITRURACIÓN Y ESTABILIDAD)

Neil J. Martínez, E. Schweda, C. Seijas, J. J. Mijares, F. Cordero

Online: 22-04-2017

GA-806

Abstract


The cubic and rombohedral structures of scandia stabilized-zirconia (ScSZ) co-doped with the rare earth ions Gd, Ho, and Yb were determined. The cubic fluorite structures obtained for Gd+3 and Ho+3 co-doped ScSZ have lattice constants of a=508.88(0.02) pm and a=508.52(0.01) pm respectively. Due to the ionic radii of Gd+3 (97 pm) and Ho+3 (91 pm), the lattice constant for the Gd compound is slightly larger than the Ho doped compound.
For the ytterbium (86.8 pm) co-doped ScSZ, the rhomboedral (R3) fluorite related superstructure the following cell parameters a=953.58 (0.03) pm and c=1747.12(0.06) pm were found: After the nitridation under NH3 for 24 h at 1200 °C, all 3 compounds exhibit a deficient rock salt structure with cell parameters: a=454.18(0.03) pm for Gd+3, a=454.59(0.01) pm for Ho+3 and a=454.26(0.02) pm for Yb +3.The decomposition of all these nitrides was investigated with thermal analysis. It was found that the reoxidation process is diffusion controlled.

Se determinó la estructura cúbica y rombohédrica del sistema zirconia estabilizada con escandia, co-dopados con elementos de tierras raras Gd, Ho, and Yb. La estructura cúbica con el elemento Gd+3 and Ho+3 poseen los siguientes parámetros de red cristalina a=508.88(0.02) pm and a=508.52(0.01) pm respectivamente. A consecuencia de los radios iónicos del Gd+3 (97 pm) and Ho+3 (91 pm), la constante de celda para el compuesto derivado de Gd es ligeramente más grande que para el compuesto dopado con Ho.
Para el sistema codopado con Yb (86.8 pm) fue obtenida una estructura fluorita romboédrica (R3) con parámetro de celda a=953.58 (0.03) pm and c=1747.12(0.06) pm . Después de la nitruración bajo una atmosfera de Amoniaco (NH3) por 24 h a 1200 °C. Los tres compuestos obtenidos presentan una estructura de sal de roca con los siguientes parámetros de celda a=54.18(0.03) pm para Gd+3, a=454.59(0.01) pm para el Ho+3 and a=454.26(0.02) pm para el Yb+3.La reacción de descomposición de los nitruros obtenida fue investigada mediante análisis térmico, encontrándose un mecanismo de oxidación controlado por un proceso de difusión.


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