Densificação rápida de cerâmicas de SnO2

Abstract

INTRODUÇÃOO uso de técnicas de caracterização de superfície tem sido de grande utilidade para o conhecimento das propriedades físico-químicas dessas interfaces e coloca cada vez mais em evidência a importância destas nas diferentes etapas do processamento cerâmico, tais como beneficiamento, dispersão, conformação e sinterização.A sinterização de óxido de estanho sem aditivos é caracterizada por uma reduzida densificação mesmo quando as partículas iniciais são muito pequenas (nanométricas) e ainda quando sinterizadas a elevadas temperaturas e longos períodos de tempo [1]. No entanto, uma característica interessante observada no óxido de estanho é a densificação com pequenas quantidades de aditivos [2].Ao menos para baixas temperaturas, trabalhos recentes têm mostrado que a introdução de aditivos não influencia somente os mecanismos de transporte de massa, mas também as características morfológicas dos pós, como a área de superfície específica e o ponto isoelétrico das suspensões aquosas [3]. O comportamento da superfície foi avaliado em função da alteração dos grupos químicos adsorvidos, e concluiu-se que estes grupos variam com a quantidade e o tipo de aditivo, como resultado da segregação dos aditivos. Aplicando-se um modelo de crescimento de partículas, foi possível mostrar que a superfície dos pós desempenham um papel muito importante na microestrutura dos pós à base de SnO 2 contendo íons ferro ou magnésio [3]. A segregação espontânea de aditivos é relacionada com a redução da energia de superfície, pois afeta parâmetros como a área de superfície específica, tamanho de grão e ângulo diedro. No entanto, aditivos segregados não devem alterar, prioritariamente, os mecanismos difusionais. A segregação dos aditivos na superfície do SnO 2 já foi também observada para outros íons como manganês, antimônio, nióbio e índio. [2,4] . Todas as amostras apresentaram uma alta taxa de densificação nos momentos iniciais, quando sinterizadas por "fast firing". As amostras contendo 5% em mol de ferro sinterizadas durante 30 s a 1200 º C apresentaram densidades superiores às amostras sinterizadas por aquecimento em taxas normais (10 º C/min) por 4 h a 1200º C. O fenômeno de eliminação rápida de poros pode ser explicado, levando em conta o papel da superfície no fenômeno de sinterização. A saturação da superfície pelo aditivo foi confirmada por medidas de mobilidade eletroforética dinâmica com base na literatura e em dados experimentais. Palavras-chave: SnO 2 , sinterização rápida, aditivos, superfícies. Abstract

Ion implantation and diffusion of zinc in dense SnO₂ ceramics

“…Reagent-grade powders of SnO 2 , MgO and Sb 2 O 5 (High-Purity Chemicals Ltd.) were used. Dense SnO 2 ceramics were prepared with MgO (6 mol.%) and Sb 2 O 5 (0.2 mol.%) additives, because Pereira and Gouvea 12) reported that MgO was an effective additive for making dense SnO 2 ceramics. Sb 2 O 5 powder was added to the SnO 2 as a donor.…”

Zn and Sb interaction and oxygen defect chemistry in dense SnO₂ ceramics co-doped with ZnO and Sb₂O₅

“…It is generally difficult to produce dense SnO 2 ceramics without using additives because SnO 2 decomposes and its constituents evaporate during the high temperature (>1200°C) sintering process. 7) In order to fabricate dense SnO 2 ceramics, several additives, such as MgO, 8) MnO 2 , 9) Fe 2 O 3 , 8) CoO, 10) and ZnO, 11)16) have been utilized as sintering aids. ZnO and MgO have been found to be particularly effective for densification of transparent SnO 2 ceramics.…”

Electrical and microstructural properties of microwave sintered SnO2-based varistors

“…One of the sintering techniques that have been studied is microwave-assisted sintering. This technique involves rapid heating of the sample, followed by sintering at a high temperature in a short period of time, and may culminate in products with higher density and smaller grain size than those obtained by conventional sintering [6]. An important aspect of microwave heating is the direct absorption of energy by the material to be heated, unlike heating by convection, whereby energy is transferred slowly from the reaction vessel to the sample.…”