Microstructure and electrical properties of solid electrolytes of fully stabilized zirconia with rare earth mixed oxides

• Rodrigo Arbey Muñoz-Meneses ^[1] ; Paola Cristina Cajas-Daza ^[1] ; Jose Luis Narvaez-Semanate ^[2] ; Cosme Roberto Moreira-da Silva ^[1]
  1. [1] Universidade de Brasília

     Universidade de Brasília

     Brasil

     
  2. [2] Corporación Universitária Comfacauca - Popayán, Colombia
• Localización: DYNA: revista de la Facultad de Minas. Universidad Nacional de Colombia. Sede Medellín, ISSN 0012-7353, Vol. 83, Nº. 196, 2016, págs. 168-175
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Microestructura y propiedades eléctricas de electrólitos sólidos de circonia totalmente estabilizada con óxidos mixtos de tierras raras
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• Resumen
  • español

    En este trabajo fueron obtenidos electrólitos sólidos de circonia totalmente estabilizada, para uso en sensores de oxigeno y/o celdas combustibles, con dopado de 10 e 12 % mol de Re2O3 (óxidos mixtos de tierras raras). Los cuerpos de prueba fueron confeccionados por prensado uniaxial y sinterizados usando dos cronogramas de calentamiento, S1 y S2. Diagramas de impedancia revelan que tanto las fases cristalinas presentes cuanto el tamaño de grano tienen influencia sobre el comportamiento eléctrico de las cerámicas. La muestra más conductora fue obtenida con 10% mol de dopado y sinterizada con la curva S1. El valor de conductividad total de esta muestra fue de 2,85x10-3 W-1.cm-1 (tomada en 600°C). Al realizar una comparación directa de estos valores de conductividad con los reportados en la literatura, se identifica semejanza con el sistema tradicional circonia-ítria, el sistema más usado comercialmente como electrólito en sensores de oxígeno y celdas combustibles, confirmando el potencial uso de los óxidos mixtos de tierras raras para estas aplicaciones específicas.

  • English

    In this work was obtained solid electrolytes of fully stabilized zircônia with doped of 10 and 12 mol% of Re2O3 (mixed oxides rare earth), for use in oxygen sensors and or fuel cells. The specimens were prepared by uniaxial pressing and sintered using two heating schedules, S1 and S2. Impedance diagrams show that the crystalline phases and the grain size change the electrical behavior of the ceramics. The sample with the best electrical performance was obtained with 10 mol% doped and was sintered with the curve S1. The value of the total conductivity of this sample was 2,85x10-3 W-1.cm-1 (taken at 600 ° C). When making a comparison between this values of conductivity with the reported in the literature is identified similarity with or traditional system zirconia-yttria the most widely used commercially as electrolyte oxygen sensors and fuel cells, confirming the potential use of the oxides mixed rare earth for these specific applications.