Desenvolvimento microestrutural e mobilidade de íons oxigênio em perovskitas do tipo LaAlO3 dopadas com Sr, Ba e Ca Translated title: Microstructural development and oxygen ion mobility in Sr, Ba, and Ca-doped LaAlO3 perovskites

Abstract

RESUMO Materiais com estrutura do tipo perovskita têm sido extensamente investigados na tentativa de encontrar novos eletrólitos para Células a Combustível de Óxido Sólido que operem em baixas temperaturas. Dentre esses materiais destaca-se o LaAlO3 que, quando apropriadamente dopado, apresenta condutividade iônica considerável. Neste trabalho LaAlO3 puro e dopado com Sr, Ba e Ca foram estudados. O método utilizado para preparação dos pós foi o de reação no estado sólido. Análises microestrutural, estrutural e elétrica das amostras sinterizadas foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia de impedância, respectivamente. Entre os diferentes tipos de dopantes, a amostra dopada com Sr foi a que apresentou maior condutividade, tanto do grão ( a 800°C) como total ( a 800°C). Em todas as amostras dopadas, a condutividade total é controlada pelo contorno de grão e as microestruturas são heterogêneas e o grau de heterogeneidade depende do dopante.

Translated abstract

ABSTRACT Perovskite-type materials have been extensively investigated in the attempt to find new electrolyte materials for Solid Oxide Fuel Cell that work at low temperatures. Among these materials, LaAlO3 stands out for presenting considerable ionic conductivity when adequately doped. In this work, pure and Sr, Ba, and Ca-doped LaAlO3 were studied. The powders were prepared by solid state reaction. Microstructural, structural and electrical conductivity of sintered samples were analyzed by scanning electron microscopy, X-ray diffraction and impedance spectroscopy, respectively. Among the different kinds of dopants, Sr-doped sample presented the higher conductivity, for both the grain ( at 800°C) and total ( at 800°C) conductivity. In all doped samples, the total conductivity is controlled by the grain boundary, i.e., the grain boundary is more resistive than the grain, and the microstructures are heterogeneous and the degree of heterogeneity is determined by the dopant.