Escalfament en una placa a 220ºC en una atmosfera oxidant d’aire

Al final del tractament s’ha obtingut una pols humida de color groc. Per a identificar les fases cristal·lines presents s’ha realitzat la caracterització per mitjà de la difracció de raigs X.

20 30 40 50 60 70 80

100 200 300 400 500 600 700 800

Intensitat (U.A.)

2 (deg)

XDR corresponent a l'assaig 1

Ba(NO

2)

3

Figura 64 - Difractograma del producte obtingut del tractament tèrmic a 220 ºC en incorporar 1 ml de la dissolució de PEG amb nitrats de manera sobtada en el vas de precipitats prèviament

escalfat

En el difractograma (figura 64) no s’observa cap pic que no correspongui al nitrat de bari (Ba(NO2)3. No s’observen senyals de pics d’intensitat d’altres fases que podrien estar presents a la mostra com, per exemple el PEG, l’òxid d’itri o de coure o bé, el carbonat de bari. Aquest resultat pot ser degut a que els altres metalls estiguin formant un gel amorf amb el polímer, el que provoca que la difracció no els identifiqui ja que només detecta les fases cristal·lines. El fet de no veure els cristalls metàl·lics és un bon indici ja que si estan en una fase amorfa es troben més barrejats que en dues fases cristal·lines. Per tal d’analitzar l’evolució de la mida del cristall per als diferents assajos es calcula el seu valor numèric (Eq. 3). Es pot veure el resultat a la taula 20.

Mida de cristall per a la fase (Ba(NO2)3 de l'assaig 1

D1 D2 D3 D promig

47.41 67.49 39.30 51.40

Taula 20 - Càlcul de la mida de cristall per a la fase (Ba(NO2)3 obtinguda del tractament tèrmic a 220 ºC en incorporar 1 ml de la dissolució de PEG amb nitrats de manera sobtada en el vas de

precipitats prèviament escalfat

De manera resumida, amb aquest assaig s’ha pogut confirmar que si es realitza el primer tractament tèrmic de manera que la combustió sigui el més immediata possible s’obtenen uns òxids amb la mida de cristall tan petita que la seva intensitat no és detectada per la difracció de raigs X. Com s’ha explicat anteriorment, com més petits siguin els cristalls dels òxids obtinguts després de realitzar el primer tractament tèrmic, més ràpid reaccionaran entre ells i, conseqüentment, el producte final desitjat s’obtindrà abans a una menor temperatura de sintetització.

9.3.3.2 Assaig 2

Es segueix el mateix procediment anterior però afegint el mil·lilitre de dissolució gota a gota amb l’ajuda d’una pipeta.

Assaig 2

Mostra Temperatura del tractament [ºC]

Atmosfera Quantitat de la mostra [ml]

Massa del residu [mg]

Dissolució de PEG amb nitrats

220 aire 1 120.4

Taula 21 - Resum del tractament tèrmic a 220 ºC incorporant gota a gota 1 ml de la dissolució de PEG amb nitrats en el vas de precipitats prèviament escalfat

En aquest cas s’ha obtingut menys quantitat de residu final, això és degut a que en repartir la dissolució gota a gota hi ha més superfície de contacte d’aquesta amb el vas de precipitats en comptes d’estar tota concentrada en un lloc. Aleshores en haver més superfície de contacte s’evapora més quantitat d’aquesta. El resultat obtingut ha sigut una pols humida de color groc marronós. Com en l’assaig anterior, per a identificar les fases cristal·lines presents s’ha realitzat la caracterització per mitjà de la difracció de raigs X.

20 30 40 50 60 70 80 200

400 600

Intensitat (U.A.)

2 (deg)

XDR corresponent a l'assaig 2

Ba(NO

2)

3

Figura 65 - Difractograma del producte obtingut del tractament tèrmic a 220 ºC incorporant gota a gota 1 ml de la dissolució de PEG amb nitrats en el vas de precipitats prèviament escalfat

En el difractograma de la figura 65 s’observa, que a l’igual que en l’experiment anterior, no hi ha cap pic que no correspongui al Ba(NO2)3. Com s’ha explicat a l’assaig 1, això és degut a que la mida dels cristalls dels nous òxids és tan reduïda que no es capta la senyal de la intensitat de les corresponents fases cristal·lines. Aquest fet és beneficiós ja que com més petita sigui la mida de gra, més barrejades es troben les diferents fases entre si facilitant la difusió atòmica. Conseqüentment es pot afirmar que aquest canvi suposa una millora respecte el primer tractament tèrmic per a obtenir YBCO.

A la taula 22 es mostra els valors obtinguts de la mida del cristall per a aquest assaig.

Mida de cristall per a la fase (Ba(NO2)3 de l'assaig 2

D1 D2 D3 D promig

67.18 62.3 80.54 70.01

Taula 22 - Càlcul de la mida de cristall per a la fase (Ba(NO2)3obtinguda del tractament tèrmic a 220 ºC en incorporar 1 ml de la dissolució de PEG amb nitrats gota a gota en el vas de precipitats

prèviament escalfat

9.3.3.3 Assaig 3

Es realitzaran els mateixos passos que en els casos anteriors però amb la diferència que la dissolució serà polvoritzada en el vas de precipitats. En aquest assaig s’emplenarà un polvoritzador amb 2 ml de la mostra. Seguidament, un cop s’hagi comprovat amb el termoparell que s’ha arribat als 220ºC, es començarà a polvoritzar el producte deixant un cert temps perquè entre polvorització i polvorització s’hagi evaporat la major part de la fase líquida de la dissolució. A continuació, a la taula 23 es mostra de manera resumida les característiques de l’assaig realitzat.

Assaig 3

Mostra Temperatura del tractament [ºC]

Atmosfera Quantitat de la mostra [ml]

Massa del residu [mg]

Dissolució de PEG amb nitrats

220 aire 2 235.95

Taula 23 - Resum del tractament tèrmic a 220 ºC polvoritzant 2ml de la dissolució de PEG amb nitrats en el vas de precipitats prèviament escalfat

S’observa que el residu final és superior a l’assaig gota a gota, tot i que aquest valor no és del tot fiable ja que en tractar-se d’un polvoritzador és possible que part de la mostra hagi quedat a dintre. L’aspecte del producte final és una pols humida de color groc marronós. Com en l’assaig anterior, per a identificar les fases cristal·lines presents s’ha realitzat la caracterització per mitjà de la difracció de raigs X.

20 30 40 50 60 70 80 100

200 300 400 500

Intensitat (U.A.)

2 (deg)

XDR corresponent a l'assaig 3

Ba(NO

2)

3

Figura 66- Difractograma del producte obtingut del tractament tèrmic a 220 ºC incorporant polvoritzant 2 ml de la dissolució de PEG amb nitrats en el vas de precipitats prèviament escalfat

En el difractograma (figura 66) s’observa el mateix resultat que als altres assajos: no s’identifica cap pic de difracció que no sigui del (Ba(NO2)3. Cal afegir, però, que els pics de difracció són més estrets el que indica un augment de la mida del cristall per la fase identificada. Aquest augment es veu reflectit per l’obtenció del seu valor numèric (taula 24).

Mida de cristall per a la fase (Ba(NO2)3 de l'assaig 2

D1 D2 D3 D promig

67.17 80.98 82.54 76.90

Taula 24 - Càlcul de la mida de cristall per a la fase (Ba(NO2)3 obtinguda del tractament tèrmic a 220 ºC en incorporar 2 ml de la dissolució de PEG amb nitrats polvoritzant-la en el vas de precipitats

prèviament escalfat

Tal i com s’ha esmentat pels altres assajos, el fet de polvoritzar la dissolució també contribueix positivament en la optimització del procediment d’obtenció de l’òxid superconductor d’alta temperatura.

Taula resum de les diferents mides de cristalls de la fase (Ba(NO2)3