Preparation and characterization of strontium and magnesium doped lanthanum gallate/strontium gallate composites

Neste trabalho foram preparados compósitos cerâmicos à base de galato de lantânio dopado com estrôncio e magnésio (LSGM) e galato de estrôncio (SG) pelo método convencional de reação em estado sólido. Os compostos LSGM e SG, bem como os compósitos LSGM-xSG (x = 0,5; 0,75; 1,0; 1,5 e 2,0% mol) foram caracterizados por técnicas como difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de impedância. O principal objetivo foi verificar o efeito da fase minoritária (SG) nestas propriedades. Duas composições foram estudadas:La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-δ (LSGM10) e La0,85Sr0,15Ga0,8Mg0,2O3-δ (LSGM15). Os resultados de estudo de sinterização revelaram que a temperatura ideal de sinterização é de 1400 ºC permitindo obter compósitos com densidades relativas elevadas (> 92%). Medidas de retração linear evidenciaram que o SG retarda a densificação do LSGM. A microestrutura dos compósitos é heterogênea, assim como a dos compostos de base (LSGM10 e LSGM15). A formação de compósitos foi evidenciada por espectroscopia de energia dispersiva acoplada à microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de medidas de condutividade elétrica por espectroscopia de impedância revelaram que a adição da fase minoritária SG promove aumento da condutividade de volume. Esse aumento é maior para o LSGM10 e para a concentração de SG de 1% mol.Ceramic composites based on strontium- and magnesium-doped lanthanum gallate (LSGM), and strontium gallate (SG) were prepared by the conventional solid-state synthesis method. The LSGM and SG compounds as well as the LSGM-xSG (x=05, 0.75, 1.0, 1.5 and 2.0% mol) composites were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and impedance spectroscopy techniques. The main purpose of this work was to verify the effects of the minor phase (SG) on those properties. The base compounds investigated were La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ (LSGM10) and La0.85Sr0.15Ga0.8Mg0.2O3-δ (LSGM15). Sintering experiments allowed for determining an ideal sintering temperature of 1400 ºC resulting in compacts with high relative densities (> 92%). Linear shrinkage measurements evidenced that the SG phase slows down the LSGM densification. The microstructure of the base compounds (LSGM10 and LSGM15) along with that of composites is heterogenous, Dispersive energy spectroscopy coupled to scanning electron microscopy evidenced obtaining the composites. Results of electrical conductivity determined by impedance spectroscopy revealed that SG addition to LSGM10 and LSGM15 promoted increase of the bulk conductivity. This increase was higher for LSGM10 containing 1 mol% SG