Ceria-zirconia - Ceria-zirconia
Ceria-zirconia es una solución sólida de óxido de cerio (IV) (CeO 2 , también conocido como ceria) y óxido de circonio (ZrO 2 , también conocido como zirconia).
Estructura y estabilidad cristalinas
La estructura cristalina adoptada por ceria-zirconia depende de la relación Zr / Ce y la temperatura. A concentraciones muy bajas de Zr, la ceria-zirconia exhibe la estructura cúbica de fluorita , que es común tanto a la ceria pura como a la zirconia cúbica (la zirconia pura normalmente solo adopta una estructura cúbica a altas temperaturas). Sin embargo, a contenidos más altos de Zr, se forman otras estructuras cristalinas, incluidas dos fases tetragonales diferentes a concentraciones intermedias de Zr, y una fase monoclínica a concentraciones muy altas de Zr.
Existe evidencia tanto experimental como teórica que muestra que la descomposición de ceria-zirconia en óxidos ricos en Ce y ricos en Zr es termodinámicamente favorable en una amplia gama de composiciones de solución sólida, lo que significa que la ceria-zirconia es metaestable con respecto a la separación de fases.
Importancia tecnológica
La ceria-zirconia se usa ampliamente como componente en los convertidores catalíticos de tres vías actuales . El componente a base de ceria del convertidor tiene varias funciones, incluida la promoción de la dispersión de los metales nobles en el catalizador, pero también el almacenamiento y la liberación de oxígeno. La incorporación de zirconio en convertidores modernos, formando ceria-zirconia, mejora el rendimiento del catalizador al mejorar la resistencia del material a la sinterización y al mismo tiempo aumentar la capacidad del óxido para acomodar las vacantes de oxígeno en su estructura.