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Caracterização de cerâmicas de zircônia-escândia nanoestruturadas consolidadas por sinterização assistida por campo elétrico

Processo: 16/06205-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2016
Vigência (Término): 31 de julho de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Eliana Navarro dos Santos Muccillo
Beneficiário:Robson Lopes Grosso
Instituição-sede: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). Secretaria de Desenvolvimento Econômico (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):17/25501-3 - Transição de fase dependente do tamanho de grão e relação de Hall-Petch em zircônia-escândia nanocristalina: um estudo por MET in-situ, BE.EP.PD
Assunto(s):Materiais cerâmicos

Resumo

Neste projeto, é proposto investigar o efeito do tamanho médio de grãos nas propriedades microestruturais, elétricas e mecânicas em cerâmicas nanoestruturadas e totalmente densas de zircônia-escândia obtidas a partir da sinterização assistida por campo elétrico. Devido a recentes avanços dessa técnica de sinterização, é possível obter cerâmicas nanoestruturadas com propriedades inéditas e inesperadas para algumas classes de materiais, como a translucidez no sistema zircônia-escândia. Amostras de ZrO2 contendo teores molares de Sc2O3 entre 6 e 20% foram sintetizadas pelo método de coprecipitação de hidróxidos, calcinadas e sinterizadas em baixas temperaturas (700 a 800 °C) e elevadas pressões (1,5 e 2 GPa). A caracterização dos materiais será realizada em função da composição e tamanho médio de grãos na faixa de 8 a 20 nm. A caracterização microestrutural por microscopia de força atômica permitirá analisar com detalhes a morfologia e tamanho dos grãos. A condutividade elétrica será obtida por espectroscopia de impedância no intervalo de frequência de 5 Hz a 13 MHz em uma ampla faixa de temperatura. A espectroscopia Raman possibilitará verificar a presença de estruturas cristalinas de menor intensidade e, dessa forma, permitirá correlacionar o efeito de polimorfos com as propriedades que serão investigadas. Por fim, será avaliado o efeito da composição e tamanho dos grãos nas propriedades mecânicas. A partir desses resultados, será possível identificar as faixas de composição e tamanho médio de grãos, em cerâmicas nanoestruturadas, mais adequadas para aplicação como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido.

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GROSSO, ROBSON L.; MUCHE, DERECK N. F.; YONAMINE, TAEKO; MUCCILLO, ELIANA N. S.; DILLON, SHEN J.; CASTRO, RICARDO H. R. Sintering of translucent and single-phase nanostructured scandia-stabilized zirconia. Materials Letters, v. 253, p. 246-249, OCT 15 2019. Citações Web of Science: 0.

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