Título

ESTUDO COMPARATIVO ENTRE A TÉCNICA DE DIP-COATING E SPRAY PIRÓLISE PARA A OBTENÇÃO DE FILMES FINOS DE YSZ

COMPARATIVE STUDY OF THE DIP-COATING AND SPRAY PYROLYSIS TECHNIQUES TO OBTAIN THIN FILMS OF YSZ

Autoria

Oliveira, Giselle Barbosa de; Falcade, Tiago; Müller, Iduvirges Louders; Malfatti, Célia de Fraga; Brandolt, Cristiane de Souza

DOI

10.5151/2594-5327-17769

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Resumo

Este trabalho teve por objetivo estabelecer um comparativo entre as técnicas de dip- coating e spray pirólise na obtenção de filmes finos de zircônia estabilizada com ítria (YSZ), desenvolvidos para utilização em células a combustível tipo óxido sólido (SOFC). Inicialmente um sol-gel composto por precursores de zircônio e ítrio (n- propóxido de zircônio e nitrato de ítrio) foi sintetizado e o filme foi depositado através da técnica de dip-coating sobre um substrato poroso de manganita de lantânio dopado com estrôncio (LSM). Quanto à técnica de spray pirólise uma solução precursora com sais de zircônio e ítrio (acetilacetonato de zircônio e cloreto de ítrio) dissolvidos em solventes orgânicos, foi aspergida sobre o substrato de LSM aquecido, formando um filme fino. Ambos os processos foram seguidos de um tratamento térmico a 700°C, para cristalização da fase cúbica da zircônia. A caracterização dos filmes foi feita quanto a morfologia e espessura por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e quanto fase cristalizada por difração de raio-x (DR- X) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR).

 

The aim of this work is to study the properties of yttria stabilized zirconia (YSZ) films obtained by two different processes: sol-gel (dip-coating) and spray pyrolysis. YSZ has been proposed as a electrolyte for solid oxide fuel cell (SOFC). YSZ films were obtained by sol-gel process from a sol constituted by zirconium and yttrium precursors (zirconium n-propoxide and yttrium nitrate) and the films were deposited by dip-coating technique on a porous substrate of lanthanum manganite doped with strontium (LSM). YSZ films were also obtained by spray pyrolysis technique, from a solution constituted by zirconium acetylacetonate and yttrium chloride dissolved in organic solvents. In this case, the solution was sprayed on the LSM heat substrate, to obtain the film. After deposition the films obtained by both processes were heat treated at 700 °C for crystallization of the cubic zirconia phase. The morphology and thickness of the films was evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and the crystallized phase by x-ray diffraction (X-DR) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR).

Palavras-chave

Dip-coating; Spray pirolise; YSZ; Células a combustível.

Dip-coating; Spray pyrolysis; YSZ; Fuel cell.