Síntesis de Garnet de óxido de aluminio e itrio a partir de pseudoboehmita y Y2O3 secados y homogenizados por pulverización

Abstract

In this paper a simple letter for obtaining the YAG phase from industrial grade aluminum sulfate is proposed, using the route of obtaining pseudoboehmite (PB) as a precursor of alumina and a salt of yttrium (yttrium nitrate). There are many methods for the synthesis of YAG, as conventional powder mixing or by wet methods (sol-gel). In order to reduce the processing time and the crystallization temperature of the YAG phase, we used the spray drying. The resultant powders are mainly spherical, with a diameter of 2. mu.m. The temperature of formation of the YAG phase occurs from 1100 ° C according to termodilatométricos and XRD analysis, so reaching temperatures 1450º C and 1550º C no presence of intermediate phases, YAG what it is totally pure. By determining the physical properties of samples compacted into bars, it was found that the sintered samples show bulk density of 2.53 g / cm3 and true density of 3.8 g / cm3. Were also determined some mechanical properties such as modulus of elasticity of about 50 GPa and hardness of about 160 HV500, values are increased due to sintering process undergoing. These property values can be used in future studies, such as comparative data with info:eu-repo/semantics/other materials YAG obtained by different methods. Additionally, the potential use of this material in the photocatalytic decomposition reaction of methylene blue, where it was observed that the presence of YAG increased the reaction rate so that the characteristic color of the dye disappeared in less time compared to those tests was studied where no catalyst.

En el presente trabajo se propone una ruta simple de obtención de la fase YAG a partir de Sulfato de Aluminio grado industrial, usando la ruta de obtención de Pseudoboehmita (PB), como precursor de la alúmina y una Sal de Itrio (Nitrato de Itrio). Existen gran variedad de métodos para la síntesis de YAG, como el mezclado convencional de polvos o bien métodos mediante vía húmeda (sol-gel). Con la finalidad de reducir el tiempo de procesamiento, así como la temperatura de cristalización de la fase YAG, se ha empleado el secado mediante pulverización. Los polvos resultantes, son principalmente esféricos, con un diámetro aproximado de 2 μm. La temperatura de formación de la fase YAG se presenta a partir de los 1100º C de acuerdo a los análisis termodilatométricos y de difracción de rayos X, por lo que llegando a las temperaturas de 1450º C y 1550º C no hay presencia de fases intermedias, por lo que el YAG se encuentra totalmente puro. Mediante la determinación de las propiedades físicas en muestras compactadas en forma de barras, se encontró que las muestras sinterizadas presentan densidad aparente de 2.53 g/cm3 y densidad verdadera de 3.8 g/cm3. También fueron determinadas algunas propiedades mecánicas como es el caso del módulo de elasticidad de alrededor de 50 GPa, y la dureza, de aproximadamente de 160 HV500, valores que se ven incrementados debido al proceso de sinterización a que se sometieron. Estos valores de las propiedades podrán servir en trabajos futuros, como datos comparativos con otros materiales YAG obtenidos por diferentes métodos. Adicionalmente se estudió el uso potencial de este material en la reacción fotocatalítica de descomposición del azul de metileno, donde se observó que la presencia del YAG incrementó la velocidad de reacción haciendo que el color característico del colorante desapareciera en un tiempo menor en comparación a aquellas pruebas donde no hubo catalizador.