Comportamento de sinterização do LaCrO3 dopado com Sr e Co

Abstract

ResumoO cromito de lantânio (LaCrO 3 ), para ser utilizado como interconector, é fundamental que além da condutividade elétrica adequada, apresente alta densidade, contribuindo deste modo para estanqueidade tanto do hidrogênio presente no ânodo como do oxigênio presente no cátodo das células a combustível de óxido sólido. Utilizando-se LaCrO 3 dopado com Sr e Co sintetizado pela rota de síntese por combustão, estudou-se o comportamento de densifi cação em função do tempo, da temperatura e da concentração dos aditivos. Os pós de cromito de lantânio obtidos foram caracterizados por meio de difração de raios X e método de Rietveld na determinação de parâmetros estruturais e quantifi cação de fases presentes, microscopia eletrônica de varredura, determinação de área de superfície específi ca e distribuição de tamanhos de partículas. As peças sinterizadas tiveram suas densidades determinadas pelo método de Arquimedes, análise por microscopia eletrônica de varredura para verifi cação das microestruturas formadas e de dilatometria na avaliação do coefi ciente de expansão térmica. Os resultados mostram que o aumento da temperatura de sinterização tem maior infl uência no comportamento de densifi cação do LaCrO 3 do que o tempo de tratamento, e o aumento na concentração de dopantes contribui acentuadamente nos processos de sinterização e densifi cação do material. Palavras-chave: sinterização, cromito de lantânio, interconector, SOFC. Abstract Lanthanum chromite (LaCrO 3 ) is one of the most adequate materials for use as interconnector in solid oxide fuel cell applications, due to its intrinsic properties, namely its good electrical conductivity and resistance to environment conditions in fuel cell

Influência da atmosfera na sinterização do cromito de lantânio dopado

“…Todos os resultados de densidade são expressos em porcentagem relativa à densidade teórica (D t ) da composição La 0,80 Sr 0,20 Cr 0,92 Co 0,08 O 3 (6,50 g/cm 3 ) [30].…”

“…na utilização como interconector. Para que seja sinterizado até altos valores de densidade, se faz necessário o uso de pressão assistida ou a adição de dopantes, que modifiquem os mecanismos de sinterização [1,5,19,[27][28][29][30][31]. A seleção dos possíveis aditivos auxiliares da sinterização passa por critérios como: promover ou não interferir nas propriedades elétricas, na integridade estrutural e nas características térmicas do cromito de lantânio sinterizado [20,32].…”

“…Se observa que a retração se inicia a ~800 ºC e atinge uma máxima velocidade no ponto de mínimo d(dL/L o )/dT, ~990 ºC. Este pico é atribuido ao inicio da fusão da fase SrCrO 4 , que favorece o processo de sinterização por líquido transiente [27,30,36,37]. O segundo estágio de sinterização começa em cerca de 1060 ºC e chega à máxima velocidade (ponto de mínimo d(dL/L o )/dT) em ~1250 ºC, associado com a incorporação da fase líquida SrCrO 4 pela fusão incongruente com o Cr 2 O 3 , descrito nos diagramas de equilíbrio SrO-Cr 2 O 3 [38].…”