High temperature mechanical properties of La1?x Sr x Cr1?y Co y O3 for SOFC interconnect

Sammes, Nigel M.; Ratnaraj, R.

doi:10.1007/bf01153057

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“…Both materials exhibited very similar behavior, regardless of temperature. Strength values of the composite materials at ambient temperature are higher when compared to LaCrO 3 (180-260 MPa) 4 , but similar at 900 °C (50-100 MPa) 10 . At 900 °C, the materials display significantly higher deformation values in comparison to ambient temperature, which is characteristic of metallic behavior ( Figure 5).…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 92%

“…The interconnector must be also compatible with all cell components 3 and stable with respect to oxiding and reducing gases, present in the SOFC. Typical requirements of an interconnect material are: high electronic conductivity, chemical stability, thermal expansion match to other cell components, significant mechanical strength and-thermal conductivity, low manufacturing and material costs 4,5 .Lanthanum chromite (LaCrO 3 ) doped with calcium, strontium and magnesium is the most viable material, since it exhibits relatively high electronic conductivity in both fuel and oxidant atmospheres, moderate stability in fuel cell environments and good compatibility with other cell components in terms of phase, microstructure and thermal expansion 1,4,16,17 . Reducing cell operating temperature from 1000 °C to 800 °C makes using metallic materials as interconnects an attractive alternative.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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LaCrO3 composite coatings for AISI 444 stainless steel solid oxide fuel cell interconnects

et al. 2012

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Doped lanthanum chromite-based ceramics are the most widely used interconnector material in solid fuel cells (SOFC) since they exhibit significant electrical and thermal conductivity, substantial corrosion resistance and adequate mechanical strength at ambient and high temperatures. The disadvantage of this material is its high cost and poor ductility. The aim of this study is to determine the mechanical and oxidation behavior of a stainless steel (AISI 444) with a LaCrO 3 deposition on its surface obtained through spray pyrolisis. Coated and pure AISI 444 materials were characterized by mechanical properties, oxidation behavior, X-ray diffraction and scanning electronic microscopy. Results indicated that the coated material displays better oxidation behavior in comparison to pure stainless steel, but no improvement in mechanical strength. Both materials indicate that deformation behavior depends on testing temperatures.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 92%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

LaCrO3 composite coatings for AISI 444 stainless steel solid oxide fuel cell interconnects

et al. 2012

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“…Composições La 1-x Sr x Cr 1-y Co y O 3 apresentaram valores de resistência mecânica e de dureza de 62 MPa e 5,98 GPa, respectivamente [41], e módulo de Weibull, a 1000 °C, de 9,7, mostrando boa confiabilidade nos resultados [42], com modos de fratura inter e transgranulares para comportamento de deformação frágil [41].…”

Section: Expansão Térmica E Resistência Mecânicaunclassified

“…A função dos dopantes (Sr e Co) adotados neste trabalho tem o seguinte objetivo: o Sr é adicionado para melhorar as propriedades elétricas e o Co para melhorar o comportamento de sinterização favorecendo a densificação, além disso, sabese que a adição de Co é o modo mais efetivo de se aumentar o coeficiente de expansão térmica [5,24,42,52,91].…”

Section: Aplicaçõesunclassified

Cromito de lantânio: material para interconectores de células a combustível de óxido sólido - uma revisão

2015

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INTRODUÇÃOMaterial sintético de grande importância tecnológica, o cromito de lantânio ainda se destaca como o principal material capaz de conduzir eletricidade em altas temperaturas suportando diferentes tipos de atmosferas frente a materiais como os aços inoxidáveis. Neste trabalho são revisadas as características, as propriedades, as possíveis aplicações e o comportamento durante o processamento do cromito de lantânio e de composições com diferentes tipos e teores de elementos dopantes. Estrutura cristalinaO LaCrO 3 apresenta uma estrutura cristalina do tipo perovskita, sendo considerado como pseudo-perovskita ou perovskita distorcida, por não ser perfeitamente cúbica como normalmente ocorre nas demais perovskitas da família ABO 3 [1]. Formando-se a partir de 650 °C, o LaCrO 3 apresenta célula unitária do tipo ortorrômbica (Pnma), ocorrendo uma transformação alotrópica para a estrutura romboédrica (R3c) durante o aquecimento no intervalo de temperatura entre 240 e 280 °C, tendo como consequência redução no volume do retículo, principalmente devido à redução de tamanho no octaedro CrO 6 . [2,3]. Trabalhos existentes [4] sugerem que esta estrutura permanece estável até a temperatura aproximada de 1800 °C, onde ocorre a transformação da estrutura romboédrica para a cúbica (Pm-3m) [5,6] ) é um material cerâmico sintético, que apresenta como principais características boa condutividade elétrica em altas temperaturas (> 800 °C), estabilidade química e física em atmosferas oxidantes e redutoras e, significativa atividade catalítica quando na forma de pós. Estas características o tornam atrativo para diversas aplicações de interesse tecnológico, como catalisadores, resistências para fornos de alta temperatura e geração de energia elétrica, sendo que nesse campo é potencialmente o material mais adequado para utilização como interconector em células a combustível de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell -SOFC). As características intrínsecas, propriedades e técnicas de processamento do cromito de lantânio são consideradas neste trabalho por meio de uma revisão dos principais estudos relatados ao longo dos últimos 40 anos. Palavras-chave: cromito de lantânio, SOFC, revisão. AbstractThe lanthanum chromite (LaCrO 3 ) is a synthetic ceramic material, which has as main characteristics of good electrical conductivity at high temperatures (> 800 °C), physical and chemical stability in oxidizing and reducing atmospheres, and a significant catalytic activity when used as powder. These features make it attractive for various technological applications such as catalysts, resistance to high temperature furnaces and electric power generation, and this field is potentially the most appropriate material for use as interconnector in Solid Oxide Fuel Cells (SOFC). The intrinsic characteristics, properties and processing of lanthanum chromite are detailed in this paper through a review of major studies reported over the past 40 years.

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“…E assim, o objetivo deste trabalho foi verifi car a infl uência do tempo, da temperatura e da concentração dos aditivos de sinterização, Sr e Co, no comportamento de densifi cação do LaCrO 3 . Além de favorecerem a sinterização do material, a adição do Sr melhora as propriedades elétricas e a adição de Co sabe-se que é o mais efetivo método de se aumentar o coefi ciente de expansão térmica [22,23,[47][48][49]. [42,50,51].…”

Section: Introductionunclassified

Comportamento de sinterização do LaCrO3 dopado com Sr e Co

2011

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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

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High temperature mechanical properties of La1?x Sr x Cr1?y Co y O3 for SOFC interconnect

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LaCrO3 composite coatings for AISI 444 stainless steel solid oxide fuel cell interconnects

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Comportamento de sinterização do LaCrO3 dopado com Sr e Co

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