Influence of Ca2+ substitution on thermal, structural, and conductivity behavior of Bi1−xCaxFeO3−y (0.40 ≤ x ≤ 0.55)

Abstract

Bi 1-x Ca x FeO 3-y (0.40 B x B 0.55) perovskite oxides have been synthesized by solid-state reaction method to study their properties as a cathode material for intermediate temperature solid oxide fuel cells. The as prepared samples were characterized by X-ray diffraction, differential thermal analyzer/thermogravimetry, dilatometer, and impedance spectroscopy to study their structural, thermal, and electrical properties. The Rietveld refinement results confirmed that all the samples exhibit tetragonal structure with P4mm space group. In addition to this, sample x = 0.55 exhibits Ca 2 Fe 2 O 5 as a secondary phase. It has been observed that lattice parameters decrease with increase in calcium content. The thermal expansion coefficient and ionic conductivity increases with increase in calcium content up to x = 0.50. The highest ionic conductivity is observed for Bi 0.5 Ca 0.5 FeO 3-y i.e. 1.71 9 10 -2 S cm -1 .

Influência da adição de Ca nas propriedades térmicas e elétricas do BiFeO>sub<3>/sub<

“…Alguns destes mostram que o BFO pode ser utilizado como sensor para gases [7,8], em dispositivos fotovoltaicos [9,10] ou como cátodos em células a combustível de óxido sólido, SOFC [5,6]. Entretanto, o maior destaque é para aplicações magnoeléticas e na spintrônica [11,12].…”

“…[1,3]. Além disso, o BFO é considerado um óxido não agressivo ao meio ambiente, devido sua baixa toxicidade [2,4], podendo substituir os dispositivos ferroelétricos atuais que possuem elementos como o Pb [2,3] e Co [5,6]. Esse conjunto de características e propriedades tornam o BFO candidato para diferentes aplicações, e justificando os diversos estudos a seu respeito.…”