Estudio cristaloquímico de ferritas cúbicas parcialmente sustituidas por galio

Abstract

Se ha investigado el efecto de la sustitución de hierro (III) por galio (III) en ferritas cúbicas tipo espinela MFe2O4, donde M=Mg2+, Co2+, Ni2+, Zn2+. Las muestras se sintetizaron por reacción en estado sólido a 1273 K entre los óxidos correspondientes mezclados en las adecuadas proporciones estequiométricas. Cuando la reacción fue total se procedió a determinar los correspondientes parámetros estructurales: parámetros de red, parámetro del anión y distribución de cationes. Para todas las muestras MFeXGa2-X04 el parámetro de red, AO, varía de forma aproximadamente lineal con la composición, X, aumentando con la misma; este hecho puede justificarse atendiendo al mayor tamaño del Fe3+ que el del Ga3+. El parámetro del oxígeno, U, es en todos los casos superior al valor ideal, oscilando entre 0,376 y 0,387, por la necesidad de distorsión de la red aniónica para acomodar los cationes en coordinación tetraédrica. En cuanto a la distribución de cationes para el sistema MgFeXGa2-X04 la relación Ga3+tet/Ga3+oct es mayor en todos los casos que la Fe3+tet/Fe3+oct, aumentando ambas con el contenido en hierro (III). En el CoFeXGa2-X04 la relación Mtet/Moct, para el Fe3+ disminuye con el parámetro X, mientras que para el galio aumenta. En el NiFeXGa2-X04 la concentración de Ga3+tet aumenta con la composición, mientras que para el hierro disminuye ligeramente. Por último, para el ZnFeXGa2-X04 dada la similitud de los factores de dispersión atómica para el Zn2+ y EL Ga3+, es imposible determinar su distribución, mientras que para el Fe3+ se ha encontrado que la relación Fe3+tet/FE3+oct disminuye con la composición. Del estudio experimental realizado, y del análisis crítico de resultados reseñados en la bibliografía, se deduce que las energías preferenciales de coordinación no pueden usarse como criterio seguro para enjuiciar la distribución de cationes en ferritas ternarias.