Microestructura y propiedades mecánicas de conductores protónicos de alta temperatura crecidos por fusión de zona flotante

Se han estudiado conductores protónicos de alta temperatura (CPAT) fabricados por fusión de zona flotante asistida por láser (SrCe0.9Y0.1O3-δ , SrCe0.8Y0.2O3-δ , SrZr0.9Y0.1O3-δ , SrZr0.8Y0.2O3-δ , Sr3 (Ca1.18Nb1.82)O9-δ y SrTi0.95Sc0.05O3-δ ). La caracterización microestructural se ha realizado mediante Microscopía Electrónica de Barrido y Transmisión (MEB, MET). Los materiales tienen una estructura celular, con células de anchuras entre 10-50 µm y regiones intercelulares superiores a 1 µm de espesor. El análisis de difracción indica que las células son cristalinas y que la región intercelular es amorfa. La MET revela que las células presentan múltiples defectos planares, separadas por regiones rotadas con la misma estructura cristalográfica. Las propiedades mecánicas a altas temperaturas fueron estudiadas a partir de ensayos de compresión bajo velocidad de deformación y carga constantes. Nuestros materiales resisten tensiones de 500 MPa a 700 ºC, 400 MPa a 1100 ºC y 370 MPa a 1300 ºC, observándose deformación plástica a 1100 ºC y 1300 ºC. El mejor comportamiento mecánico fue obtenido para los sistemas Sr3 (Ca1.18Nb1.82)O9- δ _ y SrZr0.9Y0.1O3-δ . Las tensiones y resistencias en fluencia de estos sistemas son mejores que las de las cerámicas policristalinas CPAT de similar estructura y composición. Después de los ensayos mecánicos, las muestras fueron estudiadas por MEB y MET. La fractura comenzó a propagarse siguiendo las regiones intercelulares. En las muestras deformadas plásticamente se detecta la actividad de dislocaciones.