Estabilização de fase e condutividade iônica na zircônia-escandia contendo adições de óxido de tântalo
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2023
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CONGRESSO BRASILEIRO DE CERAMICA, 67.
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Resumo
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.
Como referenciar
SOUZA, J.P.; FUJIMOTO, T.G.; BATISTA, R.M.; STEIL, M.C.; MUCCILLO, R.; MUCCILLO, E.N.S. Estabilização de fase e condutividade iônica na zircônia-escandia contendo adições de óxido de tântalo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERAMICA, 67., 12-15 de junho, 2023, Florianópolis, SC. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2023. Disponível em: https://repositorio.ipen.br/handle/123456789/47913. Acesso em: 28 Feb 2025.
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