Diffusion of Ce in yttria-stabilized zirconia and in titania-doped yttria-stabilized zirconia

• Autorzy: Kowalski K.

Warianty tytułu

PL

Dyfuzja Ce w tlenku cyrkonu stabilizowanym itrem i w tlenku cyrkonu stabilizowanym itrem i domieszkowanym tytanem

• Konferencja: Advanced Materials and Technologies, AMT 2007 : XVIII Physical Metallurgy and Materials Science Conference (XVIII; 18-21.06.2007; Warszawa-Jachranka, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Bulk and grain boundary diffusion of Ce4+ cations in yttria-stabilized zirconia (YSZ: 8 mol% Y203 - 92 mol% Zr02) and in titania-doped yttria-stabilized zirconia (Ti-YSZ: 5 %mol Ti02 -8 %mol Y203 - 87 %mol Zr02) was studied in the air atmosphere in the temperature range from 1100 to 1300°C. Experiments were performed in the B-type kinetic region. Cerium diffusion profiles were determined using the secondary ion mass spectrometry (SIMS). There were calculated the temperature dependencies of the bulk diffusion coefficient D and the grain boundary diffusion parameter D'5s for both materials. The activation energies of the Ce4+ transport processes in YSZ amounts to 307 and 173 kJmol"1, respectively and 644 and 944 kJ-mol"1 in Ti-YSZ. The results were compared to the diffusion data of other cations previously obtained for the same material.

PL

Przeprowadzono badania dyfuzji Ce4+ w objętości i wzdłuż granic ziaren dla tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem (YSZ: 8mol% Y203 - 92 mol% Zr02) oraz dla tlenku cyrkonu stabilizowanego itrem i domieszkowanego tytanem (Ti-YSZ: 5 %mol Ti02 - 8 %mol Y203 -87 %mol Zr02) w atmosferze powietrza w zakresie temperatur od 1100 do 1300°C. Eksperymenty zostały przeprowadzone w przedziale kinetycznym typu B. Profile dyfuzyjne ceru zostały wyznaczone przy użyciu spektrometrii mas jonów wtórnych (SIMS). Wyliczono temperaturową zależność współczynnika dyfuzji w objętości D i parametru dyfuzyjnego wzdłuż granic ziaren D'8s. Energie aktywacji procesów transportu Ce4+ w YSZ wynoszą 307 i 173 kJ-mol"1, odpowiednio oraz 644 i 944 kJ-mol"1 dla Ti-YSZ. Otrzymane wyniki zostały porównane z danymi dyfuzyjnymi innych kationów otrzymanymi wcześniej dla tego samego materiału.

Słowa kluczowe

PL

dyfuzja Ce; tlenek cyrkonu; tlenek cyrkonu stabilizowany itrem; tlenek cyrkonu stabilizowany itrem i domieszkowywany tytanem

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28, nr 3-4
• Strony: 407--410
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kowalski K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Zakład Inżynierii i Analiz Materiałów, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Kowalski K., Bernasik A., Sadowski A.: Bulk and grain boundary diffusion of titanium in yttria stabilized zirconia, J. Europ. Ceram. Soc., Vol. 20 (2000) 951-958
• [2] Kowalski K., Bernasik A., Sadowski, A.: Diffusion of calcium in yttria fully stabilized zirconia ceramics, J. Europ. Ceram. Soc. Vol. 20 (2000) 2095-2100
• [3] Kowalski K., Bernasik A., Sadowski A., Jedliński J.: “Application of secondary ion mass spectrometry in the investigation of diffusion in ceramics”. Mass and Charge Transport in Inorganic Materials. Fundamentals to Devices, Venice - Jesolo Lido – Italy, May 28 – June 2, 2000, P. Vincenzini and V. Buscaglia (Eds.), Techna Srl, 2000, pp. 573- 580
• [4] Kowalski K., Bernasik A., Radecka M., Camra, J., Jedliński J.: Diffusion of niobium in yttria stabilized zirconia and in titaniadoped yttria-stabilized zirconia polycrystalline materials, J. Europ. Ceram. Soc. Vol. 26 (2006) 3139-3143
• [5] Kaur, I. and Gust, W.: Fundamentals of grain and interface boundary diffusion. Ziegler Press, Stuttgart, 1988
• [6] Bernasik, A., Kowalski, K., Sadowski, A.: Surface segregation in yttria stabilized zirconia by means of angle resolved X-ray photoelectron spectroscopy, J. Phys. Chem. Solids Vol. 62 (2002) 233-239
• [7] Kilo, M., Jackson, R. A., Borchardt, G.: Computer modeling of ion migration in zirconia, Phil. Mag. Vol. 83 (2003) 3309-3325
• [8] Stevens R.: Zirconia and zirconia ceramics. Magnesium Elektron, Department of Ceramics, University of Leeds 1986