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ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE SINTERIZADO DE POLVOS NANOESTRUCTURADOS DE CeO2 Y Ce0.9Zr0.1O2
Última modificación: 12-10-2016
Resumen
Los óxidos mixtos basados en CeO2 son un elemento importante de muchos sistemas catalíticos paraoxidación [1–3], por lo cual han recibido una considerable atención en la formulación de materialesanódicos para celdas de combustible de óxido sólido que operan con hidrocarburos (SOFCs) [4]. Elmaterial anódico debe cumplir requerimientos especiales tales como poseer microestructura estable, altaconductividad iónica y electrónica y alta actividad catalítica a temperaturas intermedias [5]. Un aspectocrítico en el uso de óxidos mixtos de Ce-Zr-O es la estabilidad morfológica. Una etapa de procesamientoque posee gran influencia en la microestructura es el tratamiento térmico utilizado para fijar el materialanódico al electrolito. Por esta razón, es importante conocer la cinética de sinterizado del materialcerámico. En este trabajo analizamos el proceso de sinterizado de óxidos de CeO2 y Ce0.9Zr0.1O2 por mediode las técnicas “Stepwise Isothermal Dilatometry” (SID) y “Constant Heating Rate” (CHR). Los óxidosfueron caracterizados además por difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión. Si bienlas muestras de Ce0.9Zr0.1O2 poseen la misma composición y estructura cristalina, el comportamientodurante el sinterizado resultó muy diferente para cada sólido, evidenciando que el proceso de sinterizado esaltamente dependiente de la morfología inicial de los polvos. A medida que aumenta el tamaño de cristalitadel óxido de partida, disminuye la temperatura a la cual se observa el comienzo del proceso dedensificación. Además, las muestras con menor tamaño de cristalita exhiben menor coeficiente de expansióntérmica y menor energía de activación para el sinterizado. Se concluyó que el mecanismo de sinterizado delos óxidos de Ce0.9Zr0.1O2 es controlado principalmente por difusión por borde de grano, al igual que en elóxido CeO2.
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