Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2005
Autor(a) principal: Biz, Helder
Orientador(a): Morelli, Márcio Raymundo lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/747
Resumo: In this work, the processing of BIMEVOX family ceramics (ME-doped bismuth vanadate, ME =Cu2+, Fe3+ and Ti4+), obtained by precursor oxides fusion method was studied. The resulting powders were valued by X ray diffraction, atomic emission spectrometry, scanning and transmission electronic microscopy, and analyzed by particle size distribution. The obtained results showed the oxides fusion method promoted the formation of the interest phases, with the desired content of dopants. The powders presented a majority crystalline portion and a residual vitreous phase, which can be responsible for the relatively high final densities (above 95%) of the sintered samples, reached at lower temperatures (750 ºC for BICUVOX and 800 ºC for BIFEVOX and BITIVOX) and shorter firing times (4 hours), if compared with some literature data. The microstructure of samples was revealed without any superficial treatment or etching (thermal or chemical), but there is not an explanation for this phenomenon yet. The grains presented a mean size small enough (about 3 µm) to promote a reproducibility of the electrical conductivity over a heatingcooling thermal cycle, at the temperature range valued (150 450 ºC). Electrical conductivity was not significantly influenced by the pO2 not even for the final density of the samples, and the activation energy values for the conduction presented small difference. Electrical measurements indicated the presence of order-disorder transformations in between 450-500 °C, which were showed up through the change of the slope in the conductivity-temperature curves. According to the carried out tests in prototypes, in spite of unsuitability of BIMEVOX materials studied for the application in melted metals at 1600 °C (due low melting point of these ceramics), they can be possibly applied as gas sensors in ambient of lower temperatures.
id SCAR_059852300395a86eabc53360c1a4773d
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/747
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Biz, HelderMorelli, Márcio Raymundohttp://lattes.cnpq.br/0172837599844991a863ca47-c34c-489a-8bce-f1253b1bcffd2016-06-02T19:10:31Z2007-07-112016-06-02T19:10:31Z2005-11-11BIZ, Helder. Processing and characterization of O2- ion conductors from BIMEVOX ceramics. 2005. 185 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2005.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/747In this work, the processing of BIMEVOX family ceramics (ME-doped bismuth vanadate, ME =Cu2+, Fe3+ and Ti4+), obtained by precursor oxides fusion method was studied. The resulting powders were valued by X ray diffraction, atomic emission spectrometry, scanning and transmission electronic microscopy, and analyzed by particle size distribution. The obtained results showed the oxides fusion method promoted the formation of the interest phases, with the desired content of dopants. The powders presented a majority crystalline portion and a residual vitreous phase, which can be responsible for the relatively high final densities (above 95%) of the sintered samples, reached at lower temperatures (750 ºC for BICUVOX and 800 ºC for BIFEVOX and BITIVOX) and shorter firing times (4 hours), if compared with some literature data. The microstructure of samples was revealed without any superficial treatment or etching (thermal or chemical), but there is not an explanation for this phenomenon yet. The grains presented a mean size small enough (about 3 µm) to promote a reproducibility of the electrical conductivity over a heatingcooling thermal cycle, at the temperature range valued (150 450 ºC). Electrical conductivity was not significantly influenced by the pO2 not even for the final density of the samples, and the activation energy values for the conduction presented small difference. Electrical measurements indicated the presence of order-disorder transformations in between 450-500 °C, which were showed up through the change of the slope in the conductivity-temperature curves. According to the carried out tests in prototypes, in spite of unsuitability of BIMEVOX materials studied for the application in melted metals at 1600 °C (due low melting point of these ceramics), they can be possibly applied as gas sensors in ambient of lower temperatures.Nesse trabalho foi estudado o processamento de cerâmicas da família BIMEVOX (vanadatos de bismuto dopados com os cátions Cu2+, Fe3+ e Ti4+), obtidas pelo método de fusão de óxidos precursores das fases de interesse. Os pós foram caracterizados por difração de raios X, espectrometria de emissão atômica, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão, e por análise da distribuição de tamanho de partículas. Os resultados obtidos mostraram que o método de fusão de óxidos promoveu a formação das fases de interesse, inclusive com o teor de dopantes desejado. Os pós apresentaram uma porção cristalina majoritária e uma fase vítrea residual, a qual se acredita seja a responsável pelas densidades finais relativamente altas (acima de 95%) observadas para as amostras sinterizadas, alcançadas a menores temperaturas (750 ºC para o BICUVOX e 800 ºC para o BIFEVOX e para o BITIVOX) e tempos de patamar mais curtos (4 horas), se comparados com alguns dados de literatura. A microestrutura das amostras foi revelada sem a necessidade de qualquer tratamento superficial ou ataque (térmico ou químico), mas ainda não se sabe o motivo para tal fenômeno. Os grãos apresentaram um tamanho médio suficientemente pequeno (cerca de 3 µm), capaz de proporcionar às amostras uma reprodutibilidade na condutividade elétrica sobre um ciclo térmico de aquecimento-resfriamento, na faixa de temperatura avaliada (150 a 450 ºC). A condutividade elétrica não foi significativamente influenciada pela pressão parcial de oxigênio ou pela densidade final das amostras, e os valores de energia de ativação para a condução apresentaram pequena variação. Medidas elétricas indicaram a ocorrência de transformações ordem-desordem entre 450-500 °C, evidenciadas pela variação na inclinação da curva condutividade-temperatura. Conforme os testes realizados em protótipos, apesar da inadequação dos materiais BIMEVOX estudados para a aplicação em banhos de metais fundidos a 1600 °C (devido a sua refratariedade relativamente baixa), isso não exclui a sua promissora aplicação como sensores de gases em ambientes menos severos de temperatura.Universidade Federal de Minas Geraisapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarBRCerâmicaBIMEVOXProcessamento cerâmicoReação de fusão de óxidosSensores de oxigênioENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAProcessamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOXProcessing and characterization of O2- ion conductors from BIMEVOX ceramicsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis054faa10-e587-4736-bbba-5c3147983b48info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARTEXTTeseHB.pdf.txtTeseHB.pdf.txtExtracted texttext/plain103556https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/da8f6f9c-2603-4959-b480-90ba1e3ef99a/downloadab13c149d5a5a5e42549ef7f1893682aMD53falseAnonymousREADORIGINALTeseHB.pdfapplication/pdf13776688https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/183f50e0-f72f-472e-b113-d37b5d76fb6e/download9b5f56dbe44ae31b94d46975c7b7feb5MD51trueAnonymousREADTHUMBNAILTeseHB.pdf.jpgTeseHB.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6198https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/4b1ec816-3374-45e8-b57e-411c3ab54c39/download8a045f80abc69ab3f35c03f4e756469eMD52falseAnonymousREAD20.500.14289/7472025-02-06 04:34:04.846open.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/747https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-06T07:34:04Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Processing and characterization of O2- ion conductors from BIMEVOX ceramics
title Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
spellingShingle Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
Biz, Helder
Cerâmica
BIMEVOX
Processamento cerâmico
Reação de fusão de óxidos
Sensores de oxigênio
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
title_short Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
title_full Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
title_fullStr Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
title_full_unstemmed Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
title_sort Processamento e caracterização de condutores de íons O2- a partir de cerâmicas BIMEVOX
author Biz, Helder
author_facet Biz, Helder
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Biz, Helder
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Morelli, Márcio Raymundo
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0172837599844991
dc.contributor.authorID.fl_str_mv a863ca47-c34c-489a-8bce-f1253b1bcffd
contributor_str_mv Morelli, Márcio Raymundo
dc.subject.por.fl_str_mv Cerâmica
BIMEVOX
Processamento cerâmico
Reação de fusão de óxidos
Sensores de oxigênio
topic Cerâmica
BIMEVOX
Processamento cerâmico
Reação de fusão de óxidos
Sensores de oxigênio
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
description In this work, the processing of BIMEVOX family ceramics (ME-doped bismuth vanadate, ME =Cu2+, Fe3+ and Ti4+), obtained by precursor oxides fusion method was studied. The resulting powders were valued by X ray diffraction, atomic emission spectrometry, scanning and transmission electronic microscopy, and analyzed by particle size distribution. The obtained results showed the oxides fusion method promoted the formation of the interest phases, with the desired content of dopants. The powders presented a majority crystalline portion and a residual vitreous phase, which can be responsible for the relatively high final densities (above 95%) of the sintered samples, reached at lower temperatures (750 ºC for BICUVOX and 800 ºC for BIFEVOX and BITIVOX) and shorter firing times (4 hours), if compared with some literature data. The microstructure of samples was revealed without any superficial treatment or etching (thermal or chemical), but there is not an explanation for this phenomenon yet. The grains presented a mean size small enough (about 3 µm) to promote a reproducibility of the electrical conductivity over a heatingcooling thermal cycle, at the temperature range valued (150 450 ºC). Electrical conductivity was not significantly influenced by the pO2 not even for the final density of the samples, and the activation energy values for the conduction presented small difference. Electrical measurements indicated the presence of order-disorder transformations in between 450-500 °C, which were showed up through the change of the slope in the conductivity-temperature curves. According to the carried out tests in prototypes, in spite of unsuitability of BIMEVOX materials studied for the application in melted metals at 1600 °C (due low melting point of these ceramics), they can be possibly applied as gas sensors in ambient of lower temperatures.
publishDate 2005
dc.date.issued.fl_str_mv 2005-11-11
dc.date.available.fl_str_mv 2007-07-11
2016-06-02T19:10:31Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T19:10:31Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv BIZ, Helder. Processing and characterization of O2- ion conductors from BIMEVOX ceramics. 2005. 185 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2005.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/747
identifier_str_mv BIZ, Helder. Processing and characterization of O2- ion conductors from BIMEVOX ceramics. 2005. 185 f. Tese (Doutorado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2005.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/747
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.authority.fl_str_mv 054faa10-e587-4736-bbba-5c3147983b48
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/da8f6f9c-2603-4959-b480-90ba1e3ef99a/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/183f50e0-f72f-472e-b113-d37b5d76fb6e/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/4b1ec816-3374-45e8-b57e-411c3ab54c39/download
bitstream.checksum.fl_str_mv ab13c149d5a5a5e42549ef7f1893682a
9b5f56dbe44ae31b94d46975c7b7feb5
8a045f80abc69ab3f35c03f4e756469e
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688731673624576