In situ coagulation of yttria‐stabilized zirconia ceramic with enhancement of green body via polyvinyl pyrrolidone crosslink

Abstract

In situ coagulation for yttria-stabilized zirconia (YSZ) suspension via polyvinyl pyrrolidone (PVP) crosslink is reported. PVP is used to prepare sterically stabilized YSZ suspension. Influence of PVP on the dispersion of YSZ suspension was investigated. It indicates that well disperse YSZ suspension with 0.3 wt % PVP can be prepared. Dimethyl sulfate (DMS) was added at 40 C to coagulate the suspension after degassing. Influence of DMS content and coagulation temperature on coagulation process and properties of green bodies were investigated. It indicates that sufficiently high viscosity to coagulate the suspension is achieved with the addition of 1 vol % DMS at 60~80 C. The coagulation mechanism is proposed that the YSZ suspension is destabilized by the self-crosslink of PVP. Coagulated samples with the highest wet compressive strength of 6.34 MPa could be demolded without deformation by treating 50 vol % YSZ suspension at 60 C. Dense YSZ ceramics with relative density above 99.1% and flexural strength of 920 AE 90 MPa had been prepared by this method sintered at 1450 C for 3 h.

Desenvolvimento de nanoestruturas 2D à base de céria para deposição de camadas finas aplicadas a células a combustível de óxido sólido

“…Para melhor analisar os resultados de dilatometria, os valores de retração linear foram convertidos em densidade relativa (%ρrel) de acordo com a relação [123]: A aplicação em SOFC de nanoestruturas de CGO como camada de barreira de difusão exige a elaboração de suspensões (tintas) dos materiais de CGO. A utilização de suspensões coloidais para a produção de camadas densas e homogêneas de materiais cerâmicos é vista como uma rota de processamento eficiente devido ao melhor empacotamento das partículas propiciado por essa metodologia [125]. Contudo, a produção de tintas de óxido metálicos implica em uma complexa etapa de estudos reológicos, para definir a viscosidade adequada, concentração dos sólidos, forma e tamanho das partículas, área superficial específica dos pós, estabilidade do pó em suspensão, temperatura ideal para sinterização da camada e taxas de aquecimento adequadas que evitem a formação de trincas durante a etapa de secagem e sinterização.…”