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BORATOS METÁLICOS: CONTRIBUCIÓN
A LA SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN
Y PROPIEDADES
Autora: María Yolanda Laureiro Ruiz
Directora: María Luisa Veiga Blanco
Departamento de Química Inorgánica. I. Facultad de
Ciencias Químicas. Universidad Complutense de Madrid
En este trabajo se describen las condiciones de obtención
y la caracterización estructural de diversos boratos del grupo
12, de Mg y de los elementos lantánidos. La selección
de los sistemas se ha realizado a partir de sus perspectivas
básicas y aplicadas. Con relación a las primeras, se obtienen
tres series de disoluciones sólidas, poniendo de manifiesto
las relaciones estructurales entre los correspondientes
boratos metálicos. Las aplicaciones potenciales de estos materiales
proceden de la existencia de isótopos relativamente
abundantes de B, Cd, Sm, Eu y Gd con elevada sección eficaz
para la captura de neutrones térmicos. Por otra parte,
los iones de los elementos lantánidos presentan interesantes
propiedades magnéticas y espectroscópicas que abren un amplio
campo de aplicaciones tecnológicas (lámparas ñuorescentes,
tubos de rayos catódicos, materiales laser, etc.).
Hemos establecido un nuevo método de síntesis (1) que
consiste en una reacción ácido-base en estado sólido que ha
demostrado su eficacia y versatilidad para la obtención de
materiales bien cristalizados y con estequiometrías predeterminadas,
a temperaturas notablemente inferiores que las
utilizadas en métodos cerámicos. La puesta a punto de este
método ha requerido el estudio del comportamiento térmico
en vacío de los reactivos mediante la técnica de análisis térmico
inverso, puesta a punto por nosotros a partir de la información
proporcionada por el profesor Rouquerol del
CNRS de Marsella. En la figura se muestra un esquema del
dispositivo instrumental utilizado.
Este método permite un estricto control de las condiciones
en que transcurre la descomposición térmica del sólido
posibilitando la obtención de materiales con texturas bien definidas
y facilitando notablemente el análisis cinético de los
procesos. Este estudio cinético de la deshidratación de los
reactivos ha permitido poner de manifiesto diferencias sustanciales
en el comportamiento térmico de estos materiales
(2, 3).
Por aplicación de este método de síntesis se han preparado
los siguientes boratos del grupo 12 y de Mg: ZnB407,
Zn4B60,3, CdB407, CdB204, Cd2B205, Cd3B206, HgB407,
Hg3B206, MgB407 y Mg2B205.
SEPTIEMBRE-OCTUBRE, 1990
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(al
Dispositivo instrumental de análisis térmico inverso.
Estos materiales han sido caracterizados mediante las técnicas
habituales obteniéndose resultados concordantes con
los propuestos en bibliografía para aquellos productos que
con anterioridad habían sido obtenidos por métodos cerámicos.
Por aplicación del método Rietveld se han resuelto las estructuras
cristalinas de Cd3B206 (4) y Hg3B206 (5). Los elevados
índices de coordinación encontrados (seis en el caso
del Cd y ocho para el Hg), pueden ser interpretados en función
de la existencia de iones BO|~ y consecuentemente del
carácter esencialmente iónico de las estructuras.
Se han preparado y caracterizado disoluciones sólidas
de composiciones Zn^Ca^-Jà^O^, CáJlg^^^^S^^ y
ZnxMgi_xB407 (6, 7). Estas disoluciones existen en todo el
intervalo de composición (0