ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE SINTERIZADO DE POLVOS NANOESTRUCTURADOS DE CeO2 Y Ce0.9Zr0.1O2

M.G. ZIMICZ; A.L. SOLDATI; LARRONDO S.A.; F. PRADO

Córdoba

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales 16° SAM-CONAMET; 2016

UTN, UNC, INTI, SAM, SOCHIM

Los óxidos mixtos basados en CeO2 son un elemento importante de muchos sistemas catalíticos para oxidación, por lo cual han recibido una considerable atención en la formulación de materiales anódicos para celdas de combustible de óxido sólido que operan con hidrocarburos (SOFCs). Elmaterial anódico debe cumplir requerimientos especiales tales como poseer microestructura estable, alta conductividad iónica y electrónica y alta actividad catalítica a temperaturas intermedias. Un aspecto crítico en el uso de óxidos mixtos de Ce-Zr-O es la estabilidad morfológica. Una etapa de procesamiento que posee gran influencia en la microestructura es el tratamiento térmico utilizado para fijar el material anódico al electrolito. Por esta razón, es importante conocer la cinética de sinterizado del material cerámico. En este trabajo analizamos el proceso de sinterizado de óxidos de CeO2 y Ce0.9Zr0.1O2 por medio de las técnicas ?Stepwise Isothermal Dilatometry? (SID) y ?Constant Heating Rate? (CHR). Los óxidos fueron caracterizados además por difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión. Si bien las muestras de Ce0.9Zr0.1O2 poseen la misma composición y estructura cristalina, el  comportamiento durante el sinterizado resultó muy diferente para cada sólido, evidenciando que el proceso de sinterizado es altamente dependiente de la morfología inicial de los polvos. A medida que aumenta el tamaño de cristalita del óxido de partida, disminuye la temperatura a la cual se observa el comienzo del proceso de densificación. Además, las muestras con menor tamaño de cristalita exhiben menor coeficiente de expansión térmica y menor energía de activación para el sinterizado. Se concluyó que el mecanismo de sinterizado de los óxidos de Ce0.9Zr0.1O2 es controlado principalmente por difusión por borde de grano, al igual que en el óxido CeO2.