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This thesis concerns the formation, sintering and humidity dependent electrical behaviour of the spinel ceramic material nickel germanate, Ni(_2)Ge0(_4).Ni(_2)Ge0(_4) has been prepared via the solid state reaction between NiO and GeO(_2) over a range of temperatures, and characterised using a number of techniques. The sintering behaviour of pressed pellets of Ni(_2)Ge0(_4) has also been investigated, together with a characterisation of the microstructure of the sintered bodies. Substitutional doping of Ni(_2)GeO(_4) with Li as a replacement for Ni is found to promote a high degree of shrinkage in the sintering process, probably due to the formation of a liquid phase. XRD revealed that even when 10 % of the Ni atoms were replaced with Li, no change in the crystal structure could be detected. A C. impedance spectroscopy of Ni(_2)Ge0(_4) samples was used to investigate the humidity sensitivity of this material. Equivalent circuit analysis, based on a network of resistors and constant phase elements, shows that the humidity sensitivity is due to conduction in a surface layer of water, in agreement with the models currently popular in the Uterature. Measurement of the water adsorption isotherm of Ni(_2)Ge0(_4) in pellet form indicates that a single monolayer of water is formed at around 20 %R(_H), with an approximately linear increase in water layer thickness up to around 80 %R(_H), after which capillary condensation causes a large increase in the volume of adsorbed water. The information gained on the thickness of this layer of water has been correlated with the resistance of the layer measured by impedance spectroscopy, and subsequently used to provide evidence for a model of the humidity sensitive conduction. The conduction in the surface layer is thought to be due to dissociation of the water, where the amount of dissociation is exponentially dependent on the humidity.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:53:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Materiais cerâmicos à base de óxidos de manganês, de níquel e de cobalto foram preparados por meio de mistura de óxidos seguida de homogeneização e sinterização controlada em 1250 °C. Os óxidos foram caracterizados por meio das técnicas de difração de raios X, fluorescência de raios X, termogravimetria e determinação de distribuição de tamanho de partículas por espalhamento laser. A caracterização dos corpos sinterizados foi feita por meio de análise por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e fluorescência de raios X. O comportamento termistor foi estudado por meio de medidas de resistividade elétrica pela técnica dc de duas pontas de prova entre temperatura ambiente e 220 °C. Os principais resultados mostram ser possível a preparação de termistores em ampla faixa de resposta elétrica por meio da variação da composição relativa dos óxidos de manganês, de níquel e de cobalto. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Este estudo visa a definição de condições de síntese e processamento cerâmico que possibilitem a obtenção do componente anódico com características adequadas para a operação de uma SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), ou seja, boa distribuição microestrutural do NiO na matriz de YSZ e porosidade cerca de 30% após redução de NiO. As rotas de síntese selecionadas englobaram a coprecipitação em meio amoniacal, mistura mecânica dos pós e combustão a partir de sais de nitrato. As técnicas de caracterização de pós empregadas incluíram a difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão, difração a laser, adsorção gasosa (BET) e picnometria de hélio. Os resultados obtidos indicaram que empregando-se a técnica de coprecipitação, a perda de Ni2+, na forma de complexo [Ni(NH3)n]2+, pode ser minimizada pelo controle do pH em 9,3, mantendo-se a concentração de Ni2+ na solução inicial em 0,1M. No método de mistura mecânica a melhor condição de dispersão dos pós, sem a sedimentação diferencial, foi obtida para valores de potencial zeta em pH 8,0, fixando-se a concentração de dispersante em 0,8% em massa. Na síntese por combustão observou-se que para composições pobres em combustível, os produtos finais apresentaram-se amorfos e com alta área superficial (120,2 m2.g-1). Para as composições ricas em combustível, uréia, os pós obtidos apresentaram-se cristalinos sendo que a intensidade das reflexões do padrão de DRX aumenta com o aumento do excesso de combustível, devido ao aumento da temperatura de reação. No estudo de sinterabilidade dos compactados preparados a partir de pós preparados pelos três métodos determinou-se a temperatura ao redor de 1300 ºC para máxima taxa de densificação e porosidade entre 6,0 e 14%. Os resultados da redução em atmosfera de H2 dos compósitos confirmam que a cinética de reação ocorre em duas etapas, sendo que a primeira etapa com comportamento linear é controlada por reação química na superfície. Na segunda etapa a redução passa a ser controlada pela difusão do gás nos micros poros, gerados pela redução do NiO, diminuindo a taxa de redução. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

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Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP