RAFAEL MORGADO BATISTA

RAFAEL MORGADO BATISTA

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Phase transformation/stabilization and ionic conductivity in tantalum oxide co‑doped zirconia‑scandia solid electrolyte
2022 - SOUZA, J.P.; FUJIMOTO, T.G.; BATISTA, R.M.; STEIL, M.C.; MUCCILLO, R.; MUCCILLO, E.N.S.
The influence of small amounts of tantalum oxide as co-dopant on phase transformation and stabilization, microstructure and ionic conductivity of zirconia-10 mol% scandia is reported in this work. Cylindrical pellets were prepared by solid state synthesis with sintering at 1500 °C for 5 h. High relative density values (> 95%) were achieved. Reduction of the enthalpy for the cubic ⇌β-rhombohedral phase transformation was found for increasing amounts of the co-dopant. Full stabilization of the cubic structure at room temperature was obtained with only 0.45 mol% tantalum oxide addition. The ionic conductivity of sintered specimens was investigated as a function of the temperature and oxygen partial pressure by impedance spectroscopy. The fully stabilized co-doped system revealed a pure ionic conduction behavior up to 800 °C with wide electrolytic domain. In the 700–800 °C range, the ionic conductivity of co-doped specimens is similar to that of pure zirconia-scandia.
Sintering evaluation of doped lanthanum gallate based on thermodilatometry
2019 - BATISTA, R.M.; REIS, S.L.; MUCCILLO, R.; MUCCILLO, E.N.S.
The sintering behavior of La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ oxide-ion conductor was systematically investigated by thermodilatometry. The shrinkage data obtained with heating rates of 4, 7, 10 and 12 °C min−1 were analyzed by the constant rate of heating model and by construction of the master sintering curve. Validation of the master sintering curve was carried out by measurements of density in conventionally sintered specimens. Slight anisotropy of shrinkage data was found and changes to the basic equation of density was proposed to account for this effect. Plotting the data determined by the constant rate of heating model versus density allowed an easy identification of the density range of constant activation energy. The activation energy (865 kJ mol−1) obtained from the master sintering curve correlates quite well with that (874 kJ mol−1) obtained by the constant rate of heating model.
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.
A versatile software for construction of the master sintering curve
2018 - BATISTA, R.M.; NARANJO, J.F.R.; MUCCILLO, E.N.S.
Several models have been developed over the last years to study the microstructure development of ceramic and metal powders during sintering. Among the most utilized methodology one may find the Arrhenius and the so-called Master Sintering Curve (MSC). Both models involve manipulation of a large number of data, and repetitive and time-consuming calculations. In this work, was developed a versatile and friendly-user software for a PC-type computer encompassing both methodologies. The software is flexible allowing for kinetic data evaluation such as the activation energy for sintering and sintering maps. Details of the software along with its application to investigate the sintering process of 10 mol% gadolinia-doped ceria are described.
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.