Influencia de la deficiencia de itrio en la sinterización de cerámicos YBaCuO (123)

Abstract

RESUMENEn este trabajo se analiza la densificación del cerámico superconductor YBa 2 Cu 3 O 7-x (123) a partir de compactos conformados con dos composiciones deficientes en itrio con respecto a la relación catiónica superconductora Y:Ba:Cu = 1,0:2,0:3,0. La evolución térmica de los polvos se estudió por ATD-TG, en atmósfera de O 2 , hasta la zona de descomposición peritéctica del sistema YBa 2 Cu 3 O 7-x (≈ 1050ºC). La densificación de estos compactos se analizó por medio de dilatometrías realizadas bajo similares condiciones a las establecidas para los ATD-TG. Los mecanismos dominantes del sinterizado fueron analizados por medio de modelos aplicados a las curvas dilatométricas. De acuerdo a los datos combinados de dilatometrías y ATD-TG, se verifica que el mecanismo de sinterización por fase líquida (SFL) controla el 85% de la contracción total del compacto de composición Y 0,7 Ba 2,0 Cu 3,3 O x (C2), el cual presenta un temprano crecimiento de granos (CG) desde los 860ºC. El proceso de CG no se detecta en el compacto de composición Y 0,7 Ba 2,3 Cu 3,1 O x (C1) a temperaturas menores a los 900ºC. Para ambas composiciones se postula que, a partir de 900ºC, el mecanismo de SFL está presente por medio del proceso de reacomodamiento y luego, en el rango 930-975ºC, el mecanismo de solución-precipitación es el proceso dominante en el SFL.Palabras claves: YBa 2 Cu 3 O x , sinterización, densificación, ATD-TG, dilatometría. Influence of Yttrium Deficiency on the Sintering of YBaCuO (123) Ceramics ABSTRACTIn this work the densification of YBa 2 Cu 3 O 7-x (or 123) ceramic starting from compacts with two compositions having lower Y-contents relative to the superconducting cationic Y:Ba:Cu ratios equal to 1.0:2.0:3.0 were analyzed. Thermal evolution of the powders was monitored by DTA-TG, under O 2 -flow, up to the peritectic decomposition temperature, Tp≈1050ºC. The sintering/densification behavior of these compacts was followed by dilatometric runs under the same DTA-TG conditions. The main sintering mechanisms were analyzed using theoretical models fitted to the densification curves allowing the calculation of the apparent sintering enthalpies. According to dilatometric and DTA-TG runs, the liquid phase sintering (LPS) mechanism controls 85% of the total shrinkage in compact of composition Y 0,7 Ba 2,0 Cu 3,3 O x (C2) presenting an early grain growth (GG) contribution to densification from 860ºC. It should be noted no GG was detected in compact of composition Y 0,7 Ba 2,3 Cu 3,1 O x (C1) at temperatures lower than 900ºC. From 900ºC the LPS is thought to be present by the rearrangement stage and then, in the range 930-975ºC, the solution-precipitation process in LPS would be the main densification mechanism.