Caracterização elétrica e mecânica da zircônia estabilizada com ítria contendo adições de zircônia-escandia-céria
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2022
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CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24.
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Resumo
Materiais cerâmicos contendo aditivos têm sido intensivamente estudados visando aprimorar suas
propriedades para fins de aplicação tecnológica. A zircônia estabilizada com 8% mol ítria (8YSZ),
tem aplicação como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido (SOFCs), devido a
sua elevada condutividade iônica, estabilidade química além de boas propriedades mecânicas.
Atualmente, os principais estudos em SOFCs se concentram na busca da redução da temperatura
de operação do dispositivo, o que facilitaria sua aplicação em larga escala. A zirconia-escandiacéria
(ScCeSZ) contendo 10% mol escandia e 1% mol céria apresenta maior condutividade iônica
que a 8YSZ, mas as propriedades mecânicas são menos relevantes. Neste trabalho, a influência de
adições (até 10% em peso) de ScCeSZ na condutividade iônica, dureza e módulo de elasticidade
reduzido da 8YSZ foram investigadas. Foram preparadas misturas de pós de 8YSZ contendo até
10% em peso de ScCeSZ pelo método de reação em estado sólido seguida de compactação e
sinterização a 1450 ºC por 4 h. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por medidas de
densidade utilizando o método hidrostático, difração de raios X para a caracterização de fases
cristalinas, e observação da microestrutura em microscópio eletrônico de varredura utilizando
elétrons secundários. A caracterização elétrica foi feita por espectroscopia de impedância. A
caracterização mecânica foi feita por meio de medidas de dureza e também do módulo elástico
reduzido por nanoindentação. Foram obtidas pastilhas com altos valores de densidade (superiores
a 95% da densidade teórica), e fase característica da estrutura cúbica tipo fluorita. A condutividade
iônica das cerâmicas de 8YSZ variou com o teor de ScCeSZ e apresentou valor mais elevado para
cerâmicas contendo 1% em peso de ScCeSZ. O módulo elástico reduzido das cerâmicas contendo
10% em peso de ScCeSZ foi 223,9 GPa, sendo maior que aquele encontrado para a cerâmica pura,
8YSZ (205,8 GPa).
Como referenciar
FERREIRA, L.A.; MUCCILLO, E.N.; SERIACOPI, V.; FUJIMOTO, T.G.; MACHADO, I.F. Caracterização elétrica e mecânica da zircônia estabilizada com ítria contendo adições de zircônia-escandia-céria. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33745. Acesso em: 29 Apr 2026.
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