Study of lithium carbonate as sintering aid for tin oxide densification trough experimental designs: Main variables and microstructure changes
Ver/ Abrir
Impacto
Scholar |
Otros documentos de la autoría: Sánchez-Rivera, María José; Orts Tarí, María José; Pérez-Herranz, Valentín; Mestre Beltrán, Sergio
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemcomunitat-uji-handle:10234/9
comunitat-uji-handle2:10234/176601
comunitat-uji-handle3:10234/176618
comunitat-uji-handle4:
INVESTIGACIONMetadatos
Título
Study of lithium carbonate as sintering aid for tin oxide densification trough experimental designs: Main variables and microstructure changesAutoría
Fecha de publicación
2022Editor
ElsevierISSN
0366-3175Cita bibliográfica
SÁNCHEZ-RIVERA, María-José, et al. Study of lithium carbonate as sintering aid for tin oxide densification trough experimental designs: Main variables and microstructure changes. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 2023, vol. 62, p. 194-202Tipo de documento
info:eu-repo/semantics/articleVersión de la editorial
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0366317522000309Versión
info:eu-repo/semantics/publishedVersionPalabras clave / Materias
Resumen
Tin oxide is one of the most extensively studied semiconductor materials due to its broad
field of applications. On the one hand, its high conductivity and its corrosion resistance are
the most remarkable properties. ... [+]
Tin oxide is one of the most extensively studied semiconductor materials due to its broad
field of applications. On the one hand, its high conductivity and its corrosion resistance are
the most remarkable properties. Therefore, one of the most developed uses in the recent
decades has been as ceramic electrode for electrooxidation process. On the other hand, its
poor sinterability hinders a broader use. As a result, the use of advanced techniques or sin-
tering aids for obtaining low-porosity specimens is necessary. So far, many additives have
been studied, CaCO3, Co3O4, Nb2O5 or MnO2, among others. In the present work, the sinter-
ing behaviour of SnO2-based powder, containing Li2CO3 as a sintering aid, which generates
a liquid phase, has been analysed, since it is one of the additives that has been studied to
a lesser extent. The effect of the amount of sintering aid just like the thermal treatment
parameters (maximum temperature, heating rate and soaking time) on volumetric contrac-
tion’s evolution has been studied through a factorial experiment designs 2n. The results show
that an amount of lithium carbonate greater than 1 mol.% is unfavourable to densification.
With regards to the thermal cycle’s parameters, it is advisable to have thermal treatments at
high temperatures (1300 ◦C) with moderate soaking times (1 h), as maximum temperatures
have the biggest influence on the densification followed by soaking time while the heating
rate has a lesser influence. Under these conditions, a microstructure of closed and rounded
pores is obtained, in which a residual phase is enclosed, but the small proportion of which
prevents its characterisation. [-]
El óxido de esta ̃no es uno de los materiales más estudiados, dado su extenso campo de
aplicación. De entre sus propiedades, cabe destacar su alta conductividad eléctrica y su
resistencia a la corrosión, de ahí que ... [+]
El óxido de esta ̃no es uno de los materiales más estudiados, dado su extenso campo de
aplicación. De entre sus propiedades, cabe destacar su alta conductividad eléctrica y su
resistencia a la corrosión, de ahí que entre sus aplicaciones se encuentre la de electrodo
cerámico. Sin embargo, su baja capacidad de densificación dificulta su uso. Como con-
secuencia, se requieren técnicas avanzadas o aditivos de sinterización que faciliten la
obtención de piezas con baja porosidad. Hasta el momento han sido muchos los aditivos
estudiados, CaCO3, Co3O4, Nb2O5 o MnO2, entre otros. En este trabajo se estudia el proceso
de sinterización de piezas de SnO2 a las que se ha incorporado Li2CO3 como aditivo de
sinterización, el cual genera una fase líquida, por ser uno de los aditivos en cuyo estudio
se ha profundizado en menor medida. A través de dise ̃nos factoriales de experimentos 2n,
se han determinado los efectos de los diferentes parámetros del ciclo de cocción (temper-
atura máxima, velocidad de calentamiento y tiempo de permanencia), así como la cantidad
de aditivo de sinterización, sobre la evolución de la contracción volumétrica. Los resulta-
dos muestran que la incorporación del carbonato de litio, en porcentajes superiores al 1%
molar, no es favorable para la densificación. Respecto a los parámetros de cocción, resul-
tan recomendables tratamientos térmicos a elevada temperatura (1.300 ◦C) con tiempos de
permanencia moderados (1 hora), mientras que la velocidad de calentamiento ejerce una
menor influencia. En estas condiciones se obtiene una microestructura de poros cerrados y
redondeados, en la que queda encerrada una fase residual cuya reducida proporción impide
su caracterización. [-]
Publicado en
Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, 2023, vol. 62 p. 194-202Entidad financiadora
Ministerio de Economía y Competitividad | Fondo Europeo de Desarrollo Regional
Código del proyecto o subvención
CTQ2015-65202-C2-2-R
Derechos de acceso
info:eu-repo/semantics/openAccess
Aparece en las colecciones
- QUI_Articles [296]
- ITC_Articles [76]