Microestructura y comportamiento plástico de perovsquitas conductoras protónicas de alta temperatura

Abstract

Se ha estudiado el comportamiento en fluencia de perovsquitas conductoras protónicas de alta temperatura fabricadas por fusión láser, en particular los sistemas SrCe0.9Y0.1O3-δ y Sr3Ca1.18Nb1.82O9-δ. Se ha estudiado la microestructura antes y después de los ensayos mecánicos mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Difracción de Electrones Retrodispersados (Electron BackScattering Diffraction, EBSD), con el objetivo de correlacionar el comportamiento plástico de estos materiales con su evolución microestructural. Los materiales analizados tienen una estructura celular de granos alargados, separados por una fase amorfa, y presentan una fuerte textura cristalográfica bi-axial. Se han realizado ensayos de deformación a carga constante (fluencia) a diversas tensiones y temperaturas, en atmósfera inerte de Ar y en aire. Tras los ensayos, la fase intercelular fluye hacia el exterior de la muestra y se ha comprobado mediante EBSD que los granos rotan de forma rígida. El comportamiento en fluencia de estos materiales es independiente de la atmósfera de trabajo y se corresponde con un mecanismo de flujo viscoso de las células en la matriz amorfa, controlada por difusión en volumen.

The creep behaviour of high temperature proton conducting perovskites SrCe0.9Y0.1O3-δ and Sr3 Ca1.18Nb1.82O9-δ fabricated by laser fusion has been studied. Their microstructure has been studied both in the as-received and crept samples by means of Scanning Electron Microscopy (SEM) and Electron BackScattering Diffraction (EBSD), to correlate plastic behaviour with the evolution of the microstructure. The materials show a cellular structure consisting of elongated grains embedded in an amorphous phase and a strong bi-axial crystallographic texture. Deformation tests at constant stress (creep tests) have been performed both in Ar atmosphere and in air. Rigid grain rotation has been observed in the crept samples by EBSD. The amorphous phase flows outside the sample during creep. Plastic behaviour of these materials is independent of the environmental atmosphere and is consistent with a mechanism of viscous flow of the amorphous phase controlled by diffusion.