La respuesta eléctrica de la unión superplástica de dos muestras de 3mol% Y-TZP ha sido comparada con la de una muestra sin unir. La muestra unida presenta una conductividad eléctrica mayor que la muestra sin unir. Este aumento de conductividad se atribuye al proceso de unión. Palabras clave: Y-TZP, superplasticidad, propiedades eléctricas Superplastic junction of Y-TZP smaples: electrical behaviourTwo pieces of as-sintered 3mol% yttria tetragonal zirconia polycrystals were joined and the electrical response of this composite was compared with the one of its counterparts. The joined sample showed higher electrical conductivity than the assintered sample. This effect was attributed to the joining process. INTRODUCCIÓNEl uso de cerámicos en dispositivos de interés tecnológico requiere a menudo la fabricación de piezas complejas o grandes lo que implica un coste de proceso alto. Es de interés el desarrollo de métodos que permitan fabricar piezas compuestas con propiedades similares a las partes que la forman. En este sentido, se ha demostrado que la superplasticidad puede ser usada para unir dos piezas de materiales cerámicos siendo la interfase de las piezas unidas tan resistente como las partes separadas (1-4), comportándose como si fuera una sola pieza. Los policristales tetragonales de circona dopada con itria (Y-TZP) presentan una gran dureza y resistencia a la fractura y además, una alta conductividad eléctrica debida a la migración de vacantes de oxígeno (5). Estas propiedades son de gran interés tecnológico ya que se utilizan como electrolitos sólidos en dispositivos tales como células de combustible, sensores de oxígeno, etc. Nuestro propósito en este trabajo es analizar como el proceso de unión afecta a las propiedades eléctricas de muestras Y-TZP; para ello compararemos las propiedades de una muestra en forma de lámina, con las propiedades de otra muestra formada por la unión superplástica de dos de estas láminas. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALLas muestras fueron fabricadas a partir de polvos con un contenido de 3mol% Y 2 O 3 (Tosoh Co., Japón) que fueron prensados en frío (CIP) a 137MPa y posteriormente se sinterizaron a 1400 °C durante una hora. Mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) ,ver figura 1, se determinó el valor de 0.3µm como el tamaño medio de grano en los policristales. El estudio se ha realizado en dos muestras, la primera de ellas una lámina fina y la segunda la unión de otras dos láminas en régimen superplástico a 1400°C según el procedimiento des- 513Figura 1: Imagenes SEM de la muestras recién sinterizada (superior) y unida (inferior) utilizadas para determinar el tamaño de grano.crito en la bibliografía (1-4). Para realizar las medidas eléctri-cas se evaporaron electrodos de oro sobre las caras mayores y después se midió la impedancia compleja desde 20Hz a 1MHz (Hewlett Packard 4284A) en el intervalo de temperaturas entre 150 °C y 350 °C en pasos de 5°C. En todos los casos la fluctuación de temperatura en las medidas eléctricas fue inferior a 1 °C. El análisis cuantitativo y mic...
Se ha estudiado la respuesta eléctrica de policristales tetragonales de ZrO 2 -3mol% Y 2 O 3 (Y-TZP) con distintos tamaños de grano, en el rango de baja temperatura (T<350°C), para analizar su comportamiento en el proceso de envejecimiento que sufren estos cristales. El espectro de impedancia, que inicialmente muestra dos picos relacionados con las contribuciones de grano y frontera de grano (altas y bajas frecuencias, respectivamente), ha sido ajustado mediante un modelo circuital para analizar sus contribuciones. La evolución de los parámetros de ajuste con los ciclos térmicos ha sido analizada para ver cual es la influencia del proceso de envejecimiento sobre éstos. Palabras clave: Y-TZP, policristales, propiedades eléctricas, envejecimiento. Ageing and electrical properties of Y-TZP based materialsThe electrical response of 3mol% yttria tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP) was measured as a function of the grain size in the low temperature range (T<350°C). The impedance spectrum shows two peaks related to grain and grain boundary effects (high and low frequencies, respectively) that were fitted by a circuit model in order to analyse their respective contributions. The evolution of the fitting parameters with the thermal cycles was also studied to determine the thermal unstability (aging). INTRODUCCIÓNEl interés tecnológico en los policristales tetragonales de circona dopada con itria (Y-TZP) reside, por una parte, en su dureza y/o resistencia a la fractura, la cual es atribuida a la transformación, inducida por tensiones, de los granos de la fase tetragonal a monoclínica (t→m); y por otra parte en su alta conductividad eléctrica, fruto de la difusión de vacantes de oxígeno, que los hace interesantes en aplicaciones como sensores de oxígeno, células de combustible, etc.No obstante, estos materiales presentan la gran desventaja de que en su uso a bajas temperaturas (~250°C) sus propiedades mecánicas empeoran dramáticamente. Esta degradación tiene su origen en la transformación espontánea (t→m) que es acompañada por la formación de macro y microgrietas. Está demostrado que la velocidad de la transformación aumenta con el tamaño de grano y con la presencia de agua o vapor de agua (1-5).Desde el punto de vista de las propiedades eléctricas, el proceso de envejecimiento, que implica la formación de grietas, debe estar asociado a un cambio en estas propiedades de manera que se produzca una disminución dramática de la conductividad eléctrica. En este trabajo analizamos la dependencia de las propiedades eléctricas con el tamaño de grano y el envejecimiento. PARTE EXPERIMENTALLas muestras se fabricaron a partir de polvos de 3mol% Y-TZP, suministrados por Tosoh Co. (Japón), que fueron prensados en frío (CIP) a 137 MPa y posteriormente sinterizados a 1400°C durante una hora, obteniéndose un material totalmente denso. El tamaño de grano medio de las muestras, determinado por SEM, fue de 0.3 µm. Para obtener muestras con tamaños de grano mayor se hicieron recocidos a 1550°C durante 24 horas y a 1600°C durante 10 hora...
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