SHIRLEY LEITE DOS REIS
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Artigo IPEN-doc 26437 Electrical behavior of electric field-assisted pressureless sintered ceria-20 mol% samaria2019 - REIS, SHIRLEY L.; CARVALHO, SABRINA G.M.; MUCCILLO, ELIANA N.S.; MUCCILLO, REGINALDOCeO2:20 mol% Sm2O3 green ceramic pellets were sintered conventionally at 1500 C/2 h and flash sintered by applying a 200 V cm1 electric field at 800 C, 1000 C and 1200 C. The thickness shrinkage of the pellets was followed bythe specimen being positioned inside a dilatometer adapted with platinum electrodes and terminal leads connected to a power supply for application of the electric voltage. The microstructure of the surfaces of the sintered samples were observed in a scanning electron microscope. The electrical properties were evaluated by the impedance spectroscopy technique in the 5 Hz–13 MHz frequency range from 210 C to 280 C. The main results show that (i) the final shrinkage level is nearly independent of the temperature when the electric field is applied and slightly better than that of the 1500 C sintered pellet, and (ii) the bulk conductivity of the sample flash sintered at 1200 C is similar to that of the sample sintered at 1500 C. The availability of a pathway for the electric current pulse derived from the applied electric field is proposed as the reason for the achieved shrinkages. Scavenging of the grain boundaries by Joule heating is proposed as the reason for the improved oxide ion bulk conductivity.Resumo IPEN-doc 26126 Sintering under AC electric field of samarium doped ceria2018 - REIS, SHIRLEY L. dos; CARVALHO, SABRINA G. de M.; MUCCILLO, ELIANA N. dos S.; MUCCILLO, REGINALDOSamarium doped ceria (SDC) is a high oxygen-ion conductor compound with application in solid oxide fuel cells operating at intermediate temperatures (500-700ºC). Polycrystalline SDC exhibits low sinterability, requiring high temperatures to achieve full densification under conventional sintering. Flash sintering is a recently developed method in which ceramic compacts may be sintered at lower temperatures and shorter times than those under conventional sintering. It consists in applying an electric field to a green compact, either during heating or at a fixed temperature up to the occurrence of an electric current pulse. In this study, samarium doped ceria (Ce0.8Sm0.2O1.9) was sintered by applying AC electric field at a fixed frequency of 1.0 kHz to the specimen during heating (dynamic sintering) or during a fixed temperature (isothermal). The influence of sintering on densification, microstructure and ionic conductivity was investigated. Similar density values were obtained for specimens sintered at 800ºC (dynamic) and 1100ºC (isothermal).Resumo IPEN-doc 26000 Densificação de céria-samária por meio de sinterização sem pressão assistida por campo elétrico AC2019 - REIS, S.L.; CARVALHO, S.G.M.; MUCCILLO, E.N.S.; MUCCILLO, R.A solução sólida céria-samária é uma das principais candidatas para aplicação como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido, devido sua alta condutividade iônica em temperaturas intermediárias de operação (500-750 °C). Um dos problemas ainda não solucionados é sua relativamente baixa sinterabilidade. Altas temperaturas de sinterização, em geral acima de 1500 °C, são necessárias para obter densificação com impermeabilização a gases (> 92% da densidade teórica). Em altas temperaturas pode ocorrer redução de Ce4+ para Ce3+, com consequente aumento na condutividade eletrônica. No entanto, a utilização de métodos de sinterização não convencionais como a sinterização sem pressão assistida por campo elétrico é uma das estratégias para diminuir a temperatura de sinterização e otimizar as propriedades. Este trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos do método de sinterização isotérmica assistida por campo elétrico AC durante o patamar em uma temperatura fixa. Foram realizados experimentos variando campo elétrico, tempo de aplicação do campo e limite de corrente elétrica. Os resultados mostraram que é possível densificar a céria-samária em temperaturas inferiores às convencionais por meio de sinterização sem pressão assistida por campo elétrico. O aumento do valor do campo elétrico promoveu diminuição nos valores de resistividade intragranular e intergranular. O aumento na temperatura de aplicação do campo elétrico resultou em amostras com condutividade elétrica maior em relação à amostra sinterizada convencionalmente em 1500 °C/2 h.