Refinamento da estrutura cristalina de pigmentos baseados no sistema cerâmico ZrSiO4 - αFe2O3 utilizando difração de raios X, Método de Rietveld, Método de Máxima Entropia e Espectroscopia Mössbauer

As amostras de zirconita nao dopada e dopadas com 1%, 5%, 10%, 15% e 20% em massa de hematita foram preparadas pelo metodo convencional de mistura de oxidos. Os pós obtidos foram analisados por difração de raios X e espectroscopia Mossbauer com o objetivo de verificar a formação das fases cristalinas formadas e a incorporação do atomo de ferro na estrutura cristalina da zirconita. O Méetodo de Rietveld de refinamento de estrutura cristalina combinado com o Meetodo de Maxima Entropia (MEM) foi utilizado para visualização dos mapas de densidade eletronica de alta resolução com o objetivo de verificar possiveis perturbações nas densidades eletronicas dos sistemas em que ha incorporação do atomo de ferro na estrutura cristalina da zirconita. As analises de Rietveld-MEM foram realizadas utilizando os programas Rietan-2000 e PRIMA. Para visualização dos mapas de densidade eletronica foi utilizado o programa VESTA. Na amostra branca houve a presença de quatro fases, zirconita tetragonal (ZrSiO4), moganita monoclinica (SiO2), quartzo cubico (SiO2) e quartzo hexagonal (SiO2). Nas amostras contendo hematita foram identicadas cinco fases, zirconita tetragonal (ZrSiO4), hematita hexagonal (Fe2O3), moganita monoclinica (SiO2) e quartzo cubico (SiO2) e quartzo hexagonal (SiO2). Com o uso da espectroscopia Mossbauer foi possível identificar duas especies quimicas do atomo de ferro, a magnetica Fe3+ na fase hematita, e a especie paramagnetica Fe3+, provavelmente na estrutura cristalina da zirconita, uma vez que nao ha outra fase cristalina contendo esta especie. Os calculos de volume, distancia de ligação e angulo, permitem concluir que esta havendo substituição do ferro paramagnetico na estrutura da zirconita. Atraves dos mapas de densidade eletronica de alta resolução, obtidos pelo metodo de maxima entropia, foi possível observar modificações na densidade eletronica no interior da cela unitaria da zirconita possivelmente decorrentes do ferro paramagnetico incorporado na sua estrutura cristalina.Samples of non-doped zircon, doped with 1%, 5%, 10%, 15% and 20% mass of hematite were prepared by the conventional solid state reaction. The powders were analyzed by X-ray difraction to verify the formation of crystalline phase and the incorporation of the iron atom in the crystal structure of zircon. The Rietveld method of crystal struture renement combined with the Maximum Entropy Method (MEM) was used for viewing high resolution electron density maps to investigate possible disturbances in the electron density of the systems in which there is incorporation of the iron atom in zircon crystalline estruture. The Rietveld-MEM analysis were performed using the Rietan-2000 and PRIMA software. To view the electron density maps was carried out using VESTA software. In white sample was detected four phases, tetragonal zircon (ZrSiO4), monoclinic moganite (SiO2), cubic quartz (SiO2) and hexagonal quartz (SiO2). In the samples with hematite was detected fiveve fase, tetragonal zircon (ZrSiO4), hexagonal hematite ( Fe2O3), monoclinic moganite (SiO2), cubic quartz (SiO2) and hexagonal quartz (SiO2). Using Mossbauer spectroscopy was possible to identify two chemical species of the iron atom. The magnetic Fe3+ in the hematite phase and paramagnetic species Fe3+, probably in the zircon crystal structure, since there is no crystalline phase containing this species. The volume calculations, distance and bond angles, support the conclusion that there is paramagnetic iron substitution in the zircon structure. Through the high resolution electron density maps, obtained by the maximum entropy method, we observed changes in electron densities, within in the unit cell of zircon possibly arising from the paramagnetic iron incorporated in the crystalline structure