Volumen II - SAM

El titanio y la hematita utilizados son reactivos comerciales, AnalytiCals > 98% y Mallinckrodt 97%
respectivamente, con tamaños máximos de partícula de 100 μm para el Ti y de 5μm para la hematita.
Las activaciones se realizaron en un molino de alta energía Fritsch Pulverisette 7, con recipientes y medios
moledores de acero al cromo, en atmósfera de argón, a 1500 rpm y con una relación de masas de medios
moledores a muestra de 20.
La mezcla de Ti y hematita, en relación molar 3:2, se activó entre 1 y 3 hs. Las muestras obtenidas se
denominaron TiHx, donde x es el tiempo de activación en horas. Las determinaciones por DRX se realizaron
utilizando radiación CoKα (λ = 1.78897 Å) a 40 kV y 30 mA, con filtro de Fe.
Los tratamientos térmicos de la mezcla original y de las muestras activadas se realizaron en atmósfera de Ar,
durante 30 minutos, a 700 ºC (muestras TiHx-y, donde y es la temperatura de TT en ºC).
Las mediciones Mössbauer se llevaron a cabo en un espectrómetro convencional en geometría de
transmisión con aceleración constante, utilizando una fuente de 57 Co en matriz de Rh. Los barridos fueron
hechos en el rango de velocidades entre –11 y 11 mm/s a temperatura ambiente (TA). El ajuste de los
espectros obtenidos se realizó con el programa Normos [11].
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Figura 1 se muestran los diagramas de DRX de la muestra activada a distintos tiempos y de la activada
por tres horas y calcinada a 700ºC, en los cuales se observa una marcada disminución de la intensidad
difractada con el tiempo de activación. Se aprecia también la desaparición completa de los picos de los
reactivos (Ti y hematita) en sólo una hora de tratamiento mecánico. Por otra parte puede verse la aparición
de señales correspondientes a α-Fe (especialmente la de máxima intensidad, a 2θ ∼ 52.6) lo cual indica que
ha ocurrido la reacción de desplazamiento entre Ti y Fe2O3. A medida que el tiempo de activación se
prolonga no se observan cambios sustanciales a excepción de un decrecimiento y un ensanchamiento de los
picos de Fe metálico. El cálculo del tamaño de cristalito a través de la ecuación de Scherrrer revela valores
de 20 y 10 nm para TiH1 y TiH3, respectivamente. Luego de efectuar el tratamiento térmico de la muestra
molida por tres horas a 700ºC en Ar, se observa un ordenamiento cristalino del material junto con la
formación de ilmenita (FeTiO3). Este óxido presenta estructura romboédrica, al igual que la hematita de
partida, con parámetros de red ligeramente superiores a ésta. Dado que el Ti es un metal más reductor que el
Fe, estos cambios pueden ser atribuidos a la reducción y reemplazo de parte del Fe 3+ de la estructura de la
hematita por el Ti 4+ generado durante la activación.
Otra fase detectada luego del tratamiento térmico es el rutilo (TiO2), cuya presencia se explica por la
cristalización del TiO2 amorfo o de baja cristalinidad formado en la reacción de desplazamiento. De hecho, el
examen del difractograma de la muestra TiH3 revela que existen picos anchos y muy poco intensos que
podrían asignarse a este óxido de titanio.
Intensidad (u.a.)
I
H
R
I I
R R
H
R
R
Ti Ti
Ti H
10 20 30 40 50 60 70 80
2Θ
Fe
H
H
I
H
H
H
Fe
3h 700ºC
Figura 1. Difractogramas de las muestras TiHx a distintos tiempos de activación y TiH3 700
Fe: hierro, H: hematita, I: ilmenita, R: rutilo, Ti: titanio.
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3h
2h
1h
0h