Cinética no isotérmica de sinterización de zirconia cubica (8YSZ) utilizando el método de master sintering curve (MSC)

S. GOMEZ; M.R. GAUNA; N.M. RENDTORFF; G. SUAREZ; E.F. AGLIETTI

Buenos Aires

Jornada; 2º Jornada Nacional de Investigación Cerámica (JONICER); 2016

CETMIC - ATAC

La zirconia estabilizada con ytria en su forma cúbica posee una alta conductividad iónica de oxígeno y estabilidad química en un amplio intervalo de temperatura y presión parcial de oxígeno. Por lo tanto es apropiada para aplicaciones tales como sensores de oxígeno, celdas de combustible de óxido sólido, etc [1]. Su y Jonhson desarrollaron el concepto de master sintering curve (MSC) para predecir el comportamiento de la densificación. Construyendo la MSC para un sistema dado se puede predecir la densidad y la velocidad de densificación. [2]La MSC se deriva de un modelo de sinterización de etapas combinadas [Hansen] que relaciona parámetros relacionados con la microestructura y, parámetros relacionados con el tiempo y la temperatura. La MSC puede ser representada por:θ (t,T(t))= ∫ (1 / T) exp (-Q / RT) dtdonde Q es la energía de activación aparente y R es la constante de los gases. Esta curva es empírica y única para un material dado, procesado de una manera específica. Es posible construir una MSC para un polvo dado utilizando la densidad teórica y los datos de contracción obtenidos por dilatometría.Se construyó la MSC a partir de experimentos dilatométricos sobre probetas de ZrO2-8moles% Y2O3, para entender el proceso de sinterización y densificación de este óxido.Las dilatometrías se realizaron a diferentes velocidades de calentamiento: 5 y 10 °C/min, hasta los 1500°C. La energía de activación encontrada mediante el método utilizado es de 350 kJ/mol. Este valor es similar al reportado para zirconia tetragonal [2] y algo superior al encontrado para zirconia cubica mediante métodos isotérmicos [3].