Phase synthesis from brucite with TiO2 additions / Síntesis de fases desde brucita con adiciones de TiO2

Karla Sofía Sánchez-Zambrano¹, Marina Hernández-Reséndiz¹, Cristian Gómez-Rodríguez², Linda Viviana García-Quiñonez³, Josué Amilcar Aguilar-Martínez¹, Edén Amaral Rodríguez-Castellanos¹, Luis Felipe Verdeja⁴, Daniel Fernández-González⁵ and Guadalupe Alan Castillo-Rodríguez^1,*

¹ Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica (FIME), Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), San Nicolás de los Garza 66450, México; karla.sanchezza@uanl.edu.mx (K.S.S.-Z.); marina.hernan-dezrsn@uanl.edu.mx (M.H.-R.); alan.castillo.rdz@gmail.com (G.A.C.-R.); josue.aguilarmrt@uanl.edu.mx (J.A.A.-M.); eden.rodriguezcs@uanl.edu.mx (E.A.R.-C.)

² Facultad de Ingeniería, Universidad Veracruzana, Coatzacoalcos 96535, México; crisgomez@uv.mx

³ CONACYT-Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada B.C. (CICESE), Unidad Monterrey, Apodaca 66629, México (L.V.G.-Q.)

⁴ Departamento de Ciencia de los Materiales e Ingeniería Metalúrgica, Escuela de Minas, Energía y Materia-les, Universidad de Oviedo, 33004 Oviedo, Asturias, España; lfv@uniovi.es (L.F.V.)

⁵ Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Universidad de Oviedo (UO), Principado de Asturias (PA), Avda. de la Vega, 4-6, 33940 San Martín del Rey Aurelio, Asturias, España (D.F.-G.)

*Correspondencia: alan.castillo.rdz@gmail.com; Tel.: +52818329402

https://doi.org/10.59335/mfwu1806

Summary

This paper studies the phases in the Mg-Ti-O system through the 1:1 formulation of MgO:TiO2 mixing synthetic brucite of Mexican origin with high purity TiO2 microparticles and with a heat treatment at 960°C for 1 h. The raw materials and formulation are characterized by XPS and XRD techniques. The results demonstrate the presence of different oxidation states in titania and the formation of different oxides in the Mg-Ti-O system when mixed and calcined at 960°C; Additionally, the formation of vacancies in the crystal lattice during the transformation from hexagonal brucite to magnesia with cubic structure centered on the faces is estimated. The results show its thermal behavior based on the MgO-TiO2 phase diagram.

Resumen

En este trabajo se estudian las fases en el sistema Mg-Ti-O mediante la formulación 1:1 de MgO:TiO2 mezclando brucita sintética de origen mexicano con micropartículas de TiO2 de alta pureza y con un tratamiento térmico a 960°C durante 1 h. Las materias primas y la formulación se caracterizan mediante las técnicas de XPS y DRX. Los resultados demuestran la presencia de distintos estados de oxidación en la titania y la formación de diferentes óxidos en el sistema Mg-Ti-O cuando son mezclados y calcinados a 960°C; adicionalmente se estima la formación de vacancias en la red cristalina durante la transformación desde brucita hexagonal hasta magnesia con estructura cúbica centrada en las caras. Con los resultados se advierte su comportamiento térmicas basado en el diagrama de fases MgO-TiO2.

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