RAFAEL MORGADO BATISTA

RAFAEL MORGADO BATISTA

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Estabilização de fase e condutividade iônica na zircônia-escandia contendo adições de óxido de tântalo
2023 - SOUZA, J.P.; FUJIMOTO, T.G.; BATISTA, R.M.; STEIL, M.C.; MUCCILLO, R.; MUCCILLO, E.N.S.
A zircônia-escandia é um eletrólito sólido candidato a aplicações em dispositivos eletroquímicos, como células a combustível de óxido sólido. Entretanto, a condutividade iônica em amostras contendo 10% mol de escandia apresentam uma transição de fase de primeira ordem em torno de 600 ºC, quando a condutividade iônica diminui por cerca de duas ordens de magnitude. Para fins de aplicação tecnológica, a estabilização da fase cúbica de alta condutividade iônica na temperatura ambiente é primordial. Neste trabalho, os efeitos da adição do óxido de tântalo na estabilização da fase cúbica e na condutividade iônica da zircônia-10% mol escandia foram investigados por calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X e espectroscopia de impedância. O principal objetivo foi verificar a possibilidade de estabilização da fase de alta simetria na temperatura ambiente utilizando pequeno teor do aditivo. Amostras cilíndricas de zircônia-10% mol escandia contendo 0,25; 0,35 e 0,45% mol de óxido de tântalo foram obtidas pelo método de reação em estado sólido, com sinterização a 1500 ºC por 5 h. Amostras densas (> 95% da densidade teórica) foram obtidas. O aumento no teor do aditivo propiciou redução na entalpia da transição de fases cúbica-romboédrica. Estabilização total da fase cúbica na temperatura ambiente foi obtida para 0,45% mol do aditivo. Amostras com estrutura cristalina cúbica apresentaram ampla extensão do domínio eletrolítico com condução puramente iônica até 800 ºC. Na faixa de temperaturas entre 700 e 800 ºC, a condução iônica das amostras com fase totalmente estabilizada foi similar à das amostras sem o aditivo.
Análise por dilatometria do processo de sinterização do condutor iônico La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-d
2018 - MUCCILLO, E.N.S.; REIS, S.L.; BATISTA, R.M.; MUCCILLO, R.
Compostos cerâmicos com estrutura perovskita à base de LaGaO3 contendo substituições parciais por Sr e Mg nos sítios A e B, respectivamente, apresentam elevada condutividade de íons oxigênio e são candidatos como eletrólitos sólidos em células a combustível de óxido sólido. A sinterização destes condutores iônicos é, em geral, realizada em altas temperaturas, resultando em perda de Ga e conseqüente formação de fases não-condutoras. Neste trabalho o processo de sinterização do composto La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-d foi investigado pelos métodos da taxa constante de aquecimento e pela construção da curva mestra de sinterização, empregando dados de dilatometria. O principal objetivo foi avaliar a evolução da sinterização desta cerâmica preparada por reação em estado sólido, em tratamentos térmicos arbitrários. A análise dos dados de dilatometria permitiu obter a energia aparente de ativação (~865 kJ/mol), além de prever a evolução da densidade durante a sinterização não-isotérmica por meio da construção da curva mestra.
Um programa de computação versátil para a construção da curva mestra de sinterização
2016 - MUCCILLO, ELIANA N. dos S.; BATISTA, RAFAEL M.; MARANJO, JUAN F.R.
O modelo da curva mestra de sinterização foi desenvolvido para prever a evolução da microestrutura durante a sinterização de pós cerâmicos. A obtenção da curva mestra de sinterização de uma cerâmica específica envolve cálculos complexos e repetitivos, que despendem várias horas de trabalho e podem resultar em imprecisões. Assim, neste trabalho foi desenvolvido um programa computacional capaz de realizar a determinação da curva mestra de sinterização num tempo bastante reduzido e com boa precisão. O programa foi elaborado tal que permite também calcular dados importantes da cinética de sinterização, como a energia de ativação pelo método de Arrhenius. Neste trabalho, é mostrado o funcionamento do programa desenvolvido tendo como material de estudo a céria contendo 10% mol gadolínia.
Efeitos da adicao do NiO na densificacao e na condutividade eletrica da zirconia totalmente estabilizada com itria
2009 - BATISTA, R.M.; MUCCILLO, E.N.S.
O objetivo deste trabalho foi verificar a influência do teor de NiO na densificação e na condutividade elétrica da zircônia totalmente estabilizada com ítria. Teores de NiO variando entre 0,46% e 5% em mol foram adicionados à zircônia totalmente estabilizada com 8% em mol de ítria comercial. O aditivo foi introduzido por mistura partindo de diferentes precursores de níquel. Os precursores utilizados foram o nitrato, o acetato e o carbonato de Ni e estes mostraram diferenças significativas na etapa de decomposição térmica. A temperatura de sinterização necessária para promover a densificação da 8YSZ foi diminuída com o aumento da concentração do NiO. A solubilidade do NiO à 8YSZ a 1350ºC foi estimada em aproximadamente 1,65% em mol. A condutividade dos grãos não foi substancialmente influenciada pela incorporação do NiO à rede cristalina, mas diminuiu drasticamente quando o NiO foi adicionado em teores acima do limite de solubilidade à 8YSZ.