Pigmentos rojos cr-yag

6. Pigmento rojo de estabilización de una fase metaestable Cr-YAG

6. PIGMENTO ROJO

DE ESTABILIZACION DE UNA FASE

METAESTABLE Cr-YAG.

Discutidos los sistemas pigmentantes rojos de naturaleza heteromórfica y semiconductora, se analiza la obtención de un pigmentos rojos, a partir del sistema ternario CaO-Al2O3-Y2O3 por dopado clásico con cromo y empleando la mineralización alcalina NaF.Dicho diagrama ternario se presenta en la Figura 6.1, no obstante, es necesario remarcar que dicho diagrama va a ser modificado por el catión Cr y el NaF, pudiendo por tanto, variar las fases cristalinas en las muestras con respecto a las indicadas en el diagrama de fases. En el sistema cuaternario Cr2O3-CaO-Al2O3-Y2O3 la literatura recoge tres tipos de pigmentos rojos: pigmentos rojos basados enla estructura perovsquita, Lnx(Al2-xyCry)O3,

dopado Cr-YAG y colores rojos de alta temperatura CaNdAl1-xCrxO4 (x=0,05-

0,08) de estructura K2NiF4. Los dos primeros se discutieron en el apartado 1 como avances recientes en el desarrollo de los pigmentos rojos. El principal problema en la utilización de estos pigmentos es que se tratan de pigmentos que se obtienen a alta temperatura(1300-1600ºC) y tras largos periodos de retención, asimismo sus coloraciones tienden a tonos marrones. (I) Pigmentos rojos basados en la estructura perovsquita, Lnx(Al2-x-yCry)O3. En estos pigmentos ya discutidos en el capítulo 1, el color se debe a la introducción de iones Cr3+ dentro de los octaedros AlO6 de la estructura de perovsquita LnAlO3, sustituyendo a los iones Al3+. Con la entrada del ion Cr(III)las bandas de absorción se desplazan hacia frecuencias más altas al ser sometido a un campo cristalino potente. De hecho, el desplazamiento y el color rojo en la disolución sólida Lnx(Al2-xyCry)O3

es máximo en Yx(Al2-x-yCry)O3. (II) Pigmento rojo por dopado del granate de itrio-aluminio YAG (Y3Al5O12)

con cromo. En el YAG, el Al3+ ocupa tanto los huecos octaédricos como los tetraédricos enla estructura del granate, y el Y3+ ocupa las posiciones dodecaédricas. Estos poliedros, están ligeramente distorsionados y están conectados por compartición de vértices, de forma que cada octaedro esta conectado con seis tetraedros y cada tetraedro con cuatro octaedros. Los iones itrio se colocan en los huecos dodecaédricos que deja vacantes el

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Correlación entre método de síntesis,colorimetría y toxicidad de pigmentos Cerámicos de naturaleza Heteromórfica o Semiconductora.

esqueleto anterior cristalizando con hábito cúbico (a=12,01 Å) perteneciendo al grupo espacial Ia3d. Es muy conocida la posibilidad de dopado de la estructura YAG con otros cationes lantánidos: el Nd3+ es un dopante común en la posición octaédrica. El YAG puede ser dopado con Fe y Ga, pero ahora lasustitución se desarrolla en las posiciones octaédricas y tetraédricas como era previsible conocida la existencia de los granates YIG (Y3Fe5O12) y YGG (Y3Ga5O12). El cromo también es capaz de introducirse en ambas posiciones dependiendo de su estado de oxidación: el Cr3+ se incorpora a posiciones octaédricas y el Cr4+ a tetraédricas, el balance de cargas se compensa con codopantes o por formación devacantes. El dopado Cr-YAG alcanza una extensión del 2% molar y produce coloraciones rojo amarronadas, para desarrollarlos es necesario utilizar relativamente altas temperaturas 1300-1600ºC y dilatados periodos de retención. El mecanismo de coloración es similar al de las disoluciones sólidas Y(Al1-xCrx)O3, la intensificación del campo cristalino sobre el ion Cr3+ cuando se inserta dentro de laestructura YAG sustituyendo al Al3+ en la posiciones octaédricas. Este mecanismo se ve favorecido en la estructura granate, donde los enlaces M-O son altamente iónicos. (III) Pigmento rojo CaNdAl1-xCrxO4 (x=0,05-0,08) de estructura K2NiF4. La estructura K2NiF4 se puede describir como derivada formalmente de la estructura perovskita ABO3. Los oxígenos alrededor de B se colocan en los centros de las...