Células a combustível de óxido sólido é uma tecnologia promissora de geração de energia limpa e utilizam zircônia estabilizada com ítria como eletrólito. Devido à alta temperatura de operação convencional, a busca por novos materiais de eletrólito tem sido feita e apontam a céria como um substituto. Entretanto, pós micrométricos de céria devem ser sinterizados a alta temperatura gerando fases secundárias que inibem a condutividade elétrica. Neste trabalho, amostras de nanopós de Ce0,8Gd0,2O1,9 puro e co-dopado com óxido de cobalto foram sinterizadas pelo processo em duas etapas. O uso de Co3O4 como aditivo de sinterização se mostrou efetivo na densificação (96,8% da densidade teórica). No entanto, a co-dopagem foi deletéria para a condutividade elétrica dos contornos de grão, embora tenha favorecido a condutividade do grão em comparação com amostras não co-dopadas.

Solid oxide fuel cells are one of the most promising technologies for energy generation, are mainly based on designs that employ yttria-stabilized zirconia (YSZ) as electrolyte. Efforts have been done to find new electrolyte materials with higher electrical conductivity, lowering the SOFC operating temperature. Ceria based electrolytes have received great attention as a substitute for YSZ. However, ceria-based ceramics prepared with micrometric powders must be sintered at high temperatures yielding secondary phases, which are detrimental to electrical conduction. In this work, pure and cobalt oxide doped samples were prepared from Ce0.8Gd0.2O1.9 nanopowder and sintered through two-step method. Cobalt oxide addition was effective in densification (96.8% of theoretical density), however, it was deleterious to grain boundary conductivity although it has improved grain conductivity comparing to Co-free samples.

Perovskite-type materials have been investigated extensively in the attempt to discover new electrolyte materials for solid oxide fuel cells (SOFC) operating at low temperatures. These materials include LaAlO3-based perovskite, which, when adequately doped, presents high ionic conductivity. However, despite the high conductivity of doped LaAlO3, two characteristics limit its application as solid electrolyte: low sinterability and p-type electronic conductivity in oxidizing conditions. The purpose of this work was to investigate the effect of Pr co-doping on the densification and electrical conductivity of Sr-doped LaAlO3. The addition of Pr eliminated the deficiencies mentioned above. Pr in solid solution acts as a perfect sintering aid because promoted densification without forming secondary phase which should be detrimental for electrical conduction. The addition of Pr also increased the bulk electrical conductivity measured in air atmosphere but had no effect at low oxygen partial pressure. However, the addition of Pr had a strong effect on the grain boundary, improving the ionic grain boundary electrical conductivity at air atmosphere which was attributed to the Pr influence on the space charge layer.

A condutividade elétrica de CeO2-10 mol% Gd2O3 co-dopado com x mol% de Sm2O3 (0 < x < 2) foi investigada. O aumento da concentração total de dopantes com a co-dopagem não promoveu variação significativa do parâmetro de rede e do tamanho médio de grão. A adição de até 1,0% em mol de co-dopante favoreceu a condutividade elétrica do grão e acima deste teor ocorreu decréscimo, apesar de o parâmetro de rede e o tamanho médio de grão se manterem constantes. A condutividade elétrica do contorno de grão teve um aumento sistemático com a adição do co-dopante, indicando a influência da co-dopagem na camada de carga espacial.

This work reports the electrical conductivity of CeO2-10 mol% Gd2O3 co-doped with x mol% Sm2O3 (0 < x < 2). The lattice parameter and the average grain size were insensitive to co-doping. However, the addition up to 1.0 mol% of co-dopant increased the grain electrical conductivity and above this level a decrease was detected in spite of the lattice parameters and average grain size remained constant. The grain boundary electrical conductivity increased systematically with the increase of co-doping. This behavior has been associated to the influence of co-doping in the space charge layer.

Neste trabalho é abordada a escolha da pasta de eletrodo para realização da caracterização elétrica de amostras de BaCeO3 dopado com ítrio e contendo ZnO como aditivo de sinterização. A sinterização ocorreu via fase líquida. Foi utilizada uma pasta de eletrodo de platina e outra de prata cujas temperaturas de cura são 1100 °C e 750 °C, respectivamente. A análise das interfaces amostra-eletrodo por microscopia eletrônica de varredura revelou que durante a cura da pasta de platina, devida a elevada temperatura, ocorreu exsudação de fase que permaneceu entre a superfície original da amostra e o eletrodo. Por conseqüência, durante a caracterização elétrica por espectroscopia de impedância foi detectada polarização adicional na interface amostra-eletrodo comprometendo a veracidade dos valores de resistividade elétrica do material em análise o que não ocorreu com o uso do eletrodo de prata devida sua menor temperatura de cura.

This work deals with the choice of electrodes for realizing the electrical characterization of Yttrium doped-BaCeO3 sample which contains ZnO as sintering aid. The sintering occurred through liquid phase. It were used platinum and silver pastes which curing temperatures are 1100 °C and 750 °C, respectively. Scanning electron microscopy characterization of sample-electrode interfaces showed that during the curing of the platinum paste, due to the high temperature, occurred phase exudation which remained between the primary sample surface and electrode. Consequently, electrical characterization by impedance spectroscopy detected additional polarization at interface sample-electrode becoming non-veracious the electrical resistivity values of the material under analysis. No additional polarization was detected for silver electrodes due to the lowest curing temperature.

A microestrutura e o módulo de ruptura de porcelanas aluminosas foram analisados com o aumento da temperatura de sinterização. Foi determinado que quando o teor de alumina é elevado o processo de rearranjo das partículas durante a sinterização é inibido devido à formação do esqueleto de partículas de alumina as quais são insolúveis na fase líquida. O módulo de ruptura aumenta com a quantidade de fase cristalina sendo que as partículas de alumina contribuem de forma mais efetiva para este aumento do que os cristais de mulita.

The microstructure and bending strength of aluminous porcelains were analyzed at rising sintering temperatures. It was found that, in the presence of high alumina content, the particle rearrangement process during sintering is inhibited by the formation of a skeleton of alumina particles that are insoluble in the liquid phase. The bending strength increases along with the amount of crystalline phase, with the alumina particles contributing more effectively to this increase than the mullite crystals.

Porcelanas são cerâmicas multifásicas produzidas a partir de matérias-primas naturais. O desenvolvimento da microestrutura dessas cerâmicas é dependente da composição, das características das matérias-primas e do processamento cerâmico. Devido à complexidade da porcelana, várias aspectos relacionados com a evolução da microestrutura e os seus efeitos nas propriedades não são ainda bem entendidos, apesar do grande número de publicações sobre este assunto. A parte I deste artigo é uma revisão da literatura sobre porcelanas aluminosas e enfoca o efeito das composições nas propriedades elétricas e mecânicas, como também a influência de alguns aditivos no desenvolvimento da microestrutura.

Porcelains are multiphase ceramics produced from natural raw materials. The microstructural development of these ceramics depends on their composition, on the characteristics of the raw materials, and on the ceramic processing. Due to the complexity of porcelains, several aspects of the microstructural evolution and its effects on the properties of porcelains are as yet little understood, despite the large number of reports published on the subject. Part I of this article is a literature review on aluminous porcelains, focusing on the effect of their compositions on their electrical and mechanical properties, as well as the influence of some additives on their microstructural development.

As linhas de pesquisa do grupo de cerâmicas eletrônicas do DEMa-UFSCar e sua estrutura de apoio são apresentadas juntamente com as teses e dissertações concluídas e os principais resultados obtidos nos últimos anos. Um pequeno resumo dos trabalhos em andamento também é apresentado.

The research lines of the group on electronic ceramics of DEMa-UFSCar and research facilities are presented together with theses, dissertations and the main research results that was done in the last years. A short summary of the nature of the work in progress is also presented.