Propiedades mecánicas a escala nanométrica de YSZ y GDC usados como electrolitos en pilas de combustible de óxido sólido

Abstract

El objetivo del presente trabajo es evaluar y comparar las propiedades mecánicas de los electrolitos basados en la circona estabilizada con itria (“yttria stabilized zirconia”, YSZ) y ceria dopada con gadolinia (“gadolinia doped ceria”, GDC), para pilas de combustible de óxido sólido (SOFCs). Ambos materiales, de 200 μm de espesor, se conformaron mediante prensado uniaxial y sinterizaron a 1350ºC. La dureza (H), módulo de Young (E) y tenacidad a fractura (KIC) de los mismos se determinaron mediante la técnica de nanoindentación instrumentada, usando una punta Berkovich de diamante, para diferentes cargas aplicadas: 5, 10, 30, 100, 500 y 650 mN. Las huellas residuales de las indentaciones han sido observadas mediante microscopia electrónica de alta resolución (FE-SEM). Los resultados de H, E y KIC del GDC fueron aproximadamente un 20% inferiores respecto a los del YSZ.