As propriedades físico-químicas da superfície de pós cerâmicos desempenham um papel muito importante na obtenção de produtos cerâmicos de alta qualidade, elevada performance e confiabilidade. Estas propriedades estão relacionadas com as ligações químicas superficiais e suas interações com o meio. As superfícies dos óxidos geralmente contêm grupos hidroxilas adsorvidos e as suas modificações podem ser estudadas por espectroscopia de infravermelho. Neste trabalho, pós à base de SnO2 contendo íons Fe ou Mg foram preparados pela rota química derivada do método de Pechini. Os pós foram caracterizados quanto à sua morfologia e suas propriedades superficiais. Os resultados obtidos mostraram que os aditivos segregam na superfície e modificam as bandas de infravermelho correspondentes aos grupos hidroxilas adsorvidas superficialmente. Estas modificações causaram mudanças em propriedades macroscópicas como o ponto isoelétrico das suspensões aquosas e a área de superfície específica dos pós. Os estudos quanto à sinterização destes materiais foram feitos com pastilhas conformadas por pressão uniaxial e foram submetidas à sinterização por queima rápida, apresentando densificação em tempos muito curtos de tratamento térmico. (<1 min.) Observações microestruturais mostraram que a redução da porosidade neste sistema ocorre congruente com crescimento de grãos. O aumento da área de superfície específica dos pós com a elevação da porcentagem molar dos aditivos, bem como a densificação rápida do óxido de estanho pode estar relacionada com a redução das energias de superfície quando os aditivos estão segregados na superfície dos grãos. / Surface properties of ceramic powders frequently play an important role in producing high-quality, high-performance, and reliable ceramic products. These properties are related to the surface bond types and interactions with the surroundings. Oxide surfaces generally contain adsorbed hydroxyl groups and modifications in the chemical composition of the surface may be studied by infrared spectroscopy. In this work, SnO2 containing Fe or Mg ions were prepared by organic chemical route derived from Pechini’s method. The prepared powders were characterized by means of surface properties and morphology. Results demonstrated that the studied additives segregate onto the oxide surface and modify the hydroxyl IR bands of the adsorbed hydroxyl groups. These surface modifications change some macroscopic properties of the powder such as the isoelectric point (IEP) in aqueous suspensions and the final specific surface area. The sintering behavior of these materials was studied using pellets conformed by uniaxial pressing and the sintering was made by fast firing, showing quick densification with shorts periods of time (<1 min.). A porosity reduction congruent with grain growth is observed during microestructure characterization. Both, increase of the surface area with additive concentration and quick densification are supposedly due to the reduction of surface energy of the powders when additives segregate on the powder surface.

As propriedades físico-químicas da superfície de pós cerâmicos desempenham um papel muito importante na obtenção de produtos cerâmicos de alta qualidade, elevada performance e confiabilidade. Estas propriedades estão relacionadas com as ligações químicas superficiais e suas interações com o meio. As superfícies dos óxidos geralmente contêm grupos hidroxilas adsorvidos e as suas modificações podem ser estudadas por espectroscopia de infravermelho. Neste trabalho, pós à base de SnO2 contendo íons Fe ou Mg foram preparados pela rota química derivada do método de Pechini. Os pós foram caracterizados quanto à sua morfologia e suas propriedades superficiais. Os resultados obtidos mostraram que os aditivos segregam na superfície e modificam as bandas de infravermelho correspondentes aos grupos hidroxilas adsorvidas superficialmente. Estas modificações causaram mudanças em propriedades macroscópicas como o ponto isoelétrico das suspensões aquosas e a área de superfície específica dos pós. Os estudos quanto à sinterização destes materiais foram feitos com pastilhas conformadas por pressão uniaxial e foram submetidas à sinterização por queima rápida, apresentando densificação em tempos muito curtos de tratamento térmico. (<1 min.) Observações microestruturais mostraram que a redução da porosidade neste sistema ocorre congruente com crescimento de grãos. O aumento da área de superfície específica dos pós com a elevação da porcentagem molar dos aditivos, bem como a densificação rápida do óxido de estanho pode estar relacionada com a redução das energias de superfície quando os aditivos estão segregados na superfície dos grãos. / Surface properties of ceramic powders frequently play an important role in producing high-quality, high-performance, and reliable ceramic products. These properties are related to the surface bond types and interactions with the surroundings. Oxide surfaces generally contain adsorbed hydroxyl groups and modifications in the chemical composition of the surface may be studied by infrared spectroscopy. In this work, SnO2 containing Fe or Mg ions were prepared by organic chemical route derived from Pechini’s method. The prepared powders were characterized by means of surface properties and morphology. Results demonstrated that the studied additives segregate onto the oxide surface and modify the hydroxyl IR bands of the adsorbed hydroxyl groups. These surface modifications change some macroscopic properties of the powder such as the isoelectric point (IEP) in aqueous suspensions and the final specific surface area. The sintering behavior of these materials was studied using pellets conformed by uniaxial pressing and the sintering was made by fast firing, showing quick densification with shorts periods of time (<1 min.). A porosity reduction congruent with grain growth is observed during microestructure characterization. Both, increase of the surface area with additive concentration and quick densification are supposedly due to the reduction of surface energy of the powders when additives segregate on the powder surface.

O galato de lantânio contendo substituições parciais de estrôncio e magnésio (La1-xSrxGa1-yMgyO3-&delta;) apresenta estrutura tipo perovsquita e alta condutividade para íons de oxigênio. Outras características desta cerâmica são o extenso domínio eletrolítico e a baixa condutividade eletrônica. É um material promissor para uso como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido que operam em temperaturas intermediárias, devido sua alta condutividade iônica e estabilidade em uma ampla faixa de pressão parcial de oxigênio. Neste trabalho, a composição La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-&delta; foi preparada pelo método convencional de mistura de óxidos a partir de diferentes rotas e pelo método de complexação de cátions. As amostras foram consolidadas pelo método convencional de sinterização e por sinterização rápida. Pelo método de mistura de óxidos foi possível obter a fase ortorrômbica do LSGM, mas não foi possível eliminar as fases SrLaGaO4, La4Ga2O9 e SrLaGa3O7, independente das condições de sinterização utilizadas. Precipitados de óxido de magnésio foram observados nas amostras preparadas pelos dois métodos de síntese empregados identificados apenas por microscopia eletrônica de varredura. As densidades obtidas foram superiores a 97% da densidade teórica em amostras sinterizadas a 1450 °C/4 h, para os materiais preparados por mistura de óxidos. Amostras preparadas por método de complexação de cátions e aquelas consolidadas por sinterização rápida apresentaram menores valores de densidade. Grãos de tamanhos micrométricos foram obtidos para os dois métodos de sinterização. Amostras calcinadas a 1250°C apresentaram maiores densidades e maiores valores de condutividade iônica dos grãos e dos contornos de grãos, quando comparadas com as demais amostras. / Lanthanum gallate with partial substitution on La and Ga sites (La1-xSrxGa1-yMgyO3-&delta;) has perovskite structure and high oxide-ion conductivity. Other properties of this ceramic material comprise a relatively wide electrolytic domain and low electron conductivity. Doped lanthanum gallate is a potential solid electrolyte for intermediate-temperature solid oxide fuel cells due to its high ionic conductivity and stability in a wide range of oxygen partial pressure. In this work, the composition La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-&delta; was prepared by the conventional method of mixing of the starting oxides followed by different processing routes and by the cation complexation method. The ceramic specimens were consolidated by conventional sintering and by fast firing. All specimens prepared by solid state reaction show the characteristic orthorhombic phase of lanthanum gallate and SrLaGaO4, La4Ga2O9 and SrLaGa3O7 secondary phases, independent on the method of sintering. Energy dispersive X-ray spectroscopy coupled to scanning electron microscopy evidenced that all prepared specimens contain MgO grains precipitated along the grain boundaries. High relative densities were obtained for specimens prepared by solid state reaction and consolidated by conventional sintering at 1450 °C/4 h. All specimens exhibit micron sized grains independent on the sintering method. The highest values of relative density and ionic conductivity were obtained for specimens calcined at 1250°C.

O galato de lantânio contendo substituições parciais de estrôncio e magnésio (La1-xSrxGa1-yMgyO3-&delta;) apresenta estrutura tipo perovsquita e alta condutividade para íons de oxigênio. Outras características desta cerâmica são o extenso domínio eletrolítico e a baixa condutividade eletrônica. É um material promissor para uso como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido que operam em temperaturas intermediárias, devido sua alta condutividade iônica e estabilidade em uma ampla faixa de pressão parcial de oxigênio. Neste trabalho, a composição La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-&delta; foi preparada pelo método convencional de mistura de óxidos a partir de diferentes rotas e pelo método de complexação de cátions. As amostras foram consolidadas pelo método convencional de sinterização e por sinterização rápida. Pelo método de mistura de óxidos foi possível obter a fase ortorrômbica do LSGM, mas não foi possível eliminar as fases SrLaGaO4, La4Ga2O9 e SrLaGa3O7, independente das condições de sinterização utilizadas. Precipitados de óxido de magnésio foram observados nas amostras preparadas pelos dois métodos de síntese empregados identificados apenas por microscopia eletrônica de varredura. As densidades obtidas foram superiores a 97% da densidade teórica em amostras sinterizadas a 1450 °C/4 h, para os materiais preparados por mistura de óxidos. Amostras preparadas por método de complexação de cátions e aquelas consolidadas por sinterização rápida apresentaram menores valores de densidade. Grãos de tamanhos micrométricos foram obtidos para os dois métodos de sinterização. Amostras calcinadas a 1250°C apresentaram maiores densidades e maiores valores de condutividade iônica dos grãos e dos contornos de grãos, quando comparadas com as demais amostras. / Lanthanum gallate with partial substitution on La and Ga sites (La1-xSrxGa1-yMgyO3-&delta;) has perovskite structure and high oxide-ion conductivity. Other properties of this ceramic material comprise a relatively wide electrolytic domain and low electron conductivity. Doped lanthanum gallate is a potential solid electrolyte for intermediate-temperature solid oxide fuel cells due to its high ionic conductivity and stability in a wide range of oxygen partial pressure. In this work, the composition La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-&delta; was prepared by the conventional method of mixing of the starting oxides followed by different processing routes and by the cation complexation method. The ceramic specimens were consolidated by conventional sintering and by fast firing. All specimens prepared by solid state reaction show the characteristic orthorhombic phase of lanthanum gallate and SrLaGaO4, La4Ga2O9 and SrLaGa3O7 secondary phases, independent on the method of sintering. Energy dispersive X-ray spectroscopy coupled to scanning electron microscopy evidenced that all prepared specimens contain MgO grains precipitated along the grain boundaries. High relative densities were obtained for specimens prepared by solid state reaction and consolidated by conventional sintering at 1450 °C/4 h. All specimens exhibit micron sized grains independent on the sintering method. The highest values of relative density and ionic conductivity were obtained for specimens calcined at 1250°C.