A dissertation submitted in fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science. Department of Chemistry. University of the Witwatersrand. Johannesburg 2016. / The lattice parameters and thermal expansion coefficients for La2Hf2O7, Eu2Hf2O7, Gd2Hf2O7, Y2Hf2O7, Gd2Zr2O7, Y2Zr2O7, Eu2Ti2O7, Gd2Ti2O7, and Y2Ti2O7 were determined relative to temperature over the range of 30°C to 850°C. All materials were determined to be of the pyrochlore phase expect for Y2Hf2O7, which crystallised in the defect fluorite phase. All materials were shown to have positive thermal expansion, which was not consistent over the experimental temperature range. The change in the thermal expansion coefficient was positive for La2Hf2O7, Y2Zr2O7, Eu2Ti2O7 and Y2Ti2O7, of which the largest change was experienced by Y2Zr2O7. The remaining materials experienced a negative change in their thermal expansion coefficients. The largest negative change was experienced by Gd2Ti2O7. It was shown that the x parameter of the 48f oxygen atom increased with increasing temperature. This had the effect of distorting the transition metal octahedral, and creating a more perfect rare-earth cube as the parameter increased. / TG2016

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:33:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Compostos condutores protônicos de zirconato de bário dopado com ítrio, BaZr0,8Y0,2O3-δ, preparados por síntese de estado sólido, foram compactados e sinter izados com ZnO e B2O3 como aditivos. Os corpos cerâmicos sinter izados foram analisados por difração de raios X e espectroscopia de impedância. Superfícies polidas e atacadas termicamente foram observadas em microscópio de varredura por sonda. As medidas de densidade mostraram que a maior densificação foi obtida com óxido de zinco nas proporções de 2 e 5 peso%, atingindo aproximadamente 95% da densidade teórica. As medidas de resistividade elétrica evidenciaram a menor resistividade elétrica do composto cerâmico BaZr0,8Y0,2O3-δ, com 5 peso% de ZnO. Os aditivos de sinter ização, óxido de boro e óxido de zinco, foram eficientes para se obter compostos com menores valores de resistividade elétrica que os obtidos em compostos sinter izados sem aditivos. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Tato práce se zabývá systematickou studií syntézy a zpracováním pokročilých tepelně stabilních aerogelů pro potenciální vysokoteplotní aplikace. V první části dizertační práce jsou podrobně popsány syntetické implikace pro přípravu aerogelů a jejich aplikace spolu s popisem depozičních metod povlaků vytvořených pomocí sol-gel procesu. Experimentální postup je rozdělen do tří částí. První z nich představuje syntetické protokoly k přípravě ZrO2, YSZ, Ln2Zr2O7 (Ln = La3+, Nd3+, Gd3+, and Dy3+) aerogelů, Ln2Zr2O7 prášků a xerogelů. Dále je popsána depoziční metoda, která byla použita pro přípravu povlaků z aerogelů na kovových substrátech. Poté jsou následně specifikovány techniky, jež byly použity pro charakterizaci. Bylo zjištěno, že množství vody a kyseliny dusičné hraje rozhodující roli v přípravě gelů vhodných pro transformaci na aerogely. Po kalcinaci při 500 °C mají ZrO2 a YSZ aerogely velký povrch, a to až do 114 m2 g-1, avšak při 1000 °C dochází k úplnému zhuštění a ztrácí se tak veškerá jejich porézní struktura. Naopak ve srovnání s ZrO2 and YSZ jsou aerogely Ln2Zr2O7 tepelně stabilnější, protože si zachovávají svou porozitu při vyšší kalcinační teplotě (1000 °C), při které dosahují hodnot > 160 m2 g-1. Experimentálně bylo dále zjištěno, že ve studovaném teplotním rozsahu ZrO2 aerogel tvoří tetragonální komplex monoklinický fázový přechod řízený velikostí krystalitů, zatímco YSZ je tvořena jedinou tetragonální fází. Fázové složení zirkoničitanů vzácných zemin je vysoce závislé na způsobu syntézy; všechny Ln2Zr2O7 materiály jsou pyrochlorické nebo fluoritové krystalické fáze. Přímým odléváním aerogelu na kovový substrát dochází k úplnému rozpraskání povlaku z důvodu smršťování, zatímco máčením kovového substrátu v suspenzi je možné vyrobit homogenní, silné a hrubé povlaky z aerogelu. Tyto povlaky neobsahují fázové změny a zůstávají vysoce porézní i po různých tepelných úpravách.