Experimental design applied to improving the effect of bismuth oxide as a sintering aid for tin oxide

• Autores: María José Sánchez Rivera, Ana Gozalbo, Valentín Pérez Herranz, Sergio Mestre
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 57, Nº. 3, 2018, págs. 119-123
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    El óxido de estaño es un material ampliamente estudiado dada su gran variedad de aplicaciones. Sin embargo, debido a que sinteriza sin densificar, su procesado requiere la incorporación de promotores de la sinterización. Se ha estudiado el comportamiento de 3 mezclas a base de óxido de estaño que contenían óxido de bismuto como promotor de la sinterización, en proporciones 1-2%mol. A través de un diseño factorial de experimentos 23, se han evaluado los efectos de los parámetros del tratamiento térmico (velocidad de calentamiento, temperatura máxima y tiempo de permanencia) sobre la densificación. La combinación de una adecuada proporción de Bi2O3 (alrededor del 1,5%), una velocidad de calentamiento rápida (15°C·min−1) y una temperatura de sinterización elevada (1.300°C), permite alcanzar una densificación del 45%. Sin embargo, el tiempo de permanencia no ejerce un efecto significativo. Se propone una interpretación de los efectos significativos sobre la densificación, basada en el comportamiento termodinámico de los compuestos que contienen Bi y en los mecanismos de transporte de materia.

  • English

    Tin oxide has been extensively studied due to its wide variety of applications. However, its poor sinter ability requires the use of sintering aids for its processing. The sintering behaviour of three different SnO2-based powder mixtures, containing Bi2O3 in amounts between 1 and 2mol%, has been analyzed. The effects of thermal treatment parameters (heating rate, maximum temperature and soaking time) on the densification were obtained by a factorial experimental design 23. Bi2O3 adequate proportion (around 1.5%) combined with a fast heating (15°Cmin−1) and a high maximum temperature (1300°C), allows reaching densifications around 45%. However, soaking time has no significant effect over densification. An interpretation of the significant effects has been proposed based on thermodynamic behaviour of Bi-containing compounds and the mass transport mechanisms