3 resultados para Tape casting
em AMS Tesi di Dottorato - Alm@DL - Università di Bologna
Resumo:
Aim of this thesis was the production of porosity-graded piezoelectric ceramics for ultrasonic applications by tape casting and screen printing. The study and optimization of each single step of the tape casting process allowed to produce flat and crack-free multilayers of Pb0.988(Zr0.52Ti0.48)0.976Nb0.024O3 (PZTN) of uniform and graded porosity. The multilayers of thickness ranging between 400 and 800 µm were produced stacking optimized green layers with different amount of pore former. The functionally graded materials showed porosity ranging between 10 and 30% with piezoelectric properties suitable for the specific ultrasonic applications. Screen printing inks of PZTN for deposition onto four different substrates were studied and optimized. Thick films with thickness ranging between 4 and 20 µm were produced tailoring the screen printing parameters and number of depositions.
Resumo:
Lo scopo di questa tesi è stato la produzione di un elettrolizzatore ad ossidi solidi (SOEC) mediante tecniche economiche e facilmente industrializzabili. Fondamentale a questo scopo è stata la realizzazione di una semicella costituita da un anodo poroso a base di La0.8Sr0.2MnO3-Ce0.8Gd0.2O2-δ (LSM-GDC) ed un elettrolita denso a base di Ce0.8Gd0.2O2-δ (GDC). Le tecniche utilizzate per la produzione di questo sistema sono state il colaggio su nastro e la serigrafia. Anche se generalmente, le celle SOEC vengono prodotte catodo supportate, in questo studio, l’elemento supportante scelto è stato l’anodo poiché questo garantisce una migliore stabilità meccanica all’intera cella. Tale substrato è stato ottenuto mediante colaggio su nastro accoppiato con un metodo innovativo di sinterizzazione denominato sinterizzazione reattiva, processo che prevede la formazione della fase di interesse durante un unico trattamento termico di eliminazione degli additivi organici e consolidamento del manufatto finale. La membrana elettrolitica per l’ottenimento del bilayer anodo-elettrolita, è stata prodotta mediante sia serigrafia che colaggio su nastro. L’accurato studio dell’evoluzione di fase della polvere anodica, l’ottimizzazione della sospensione per colaggio su nastro e dei trattamenti termici hanno permesso l’ottenimento di anodi (fino a dimensioni di 10x10 cm2). Lo studio dei profili di sinterizzazione delle polveri anodica ed elettrolitica e dell’influenza della tecnica di formatura sulla sinterabilità dei layer elettrolitici prodotti hanno inoltre permesso l’ottenimento di una semicella planare costituita da un elettrodo poroso ed una membrana elettrolitica densa adatte per applicazioni SOEC.
Resumo:
The first main conclusion drawn from this dissertation concerns the amount of Pt deposited on the asymmetric layer of membrane produced by tape casting porosity shaping method. Three different amounts were investigated (0.15, 1.5 and 4.5 mg cm-2 ). The most optimal performance, based on H2 permeation performances, was attained when 1.5 mg cm-2 of Pt was deposited on the porous layer, resulting in a 0.642 mL min-1 cm-2 permeated H2 when 80% H2 in He was employed as the feed. Pt deposition method is influenced by the concentration of the Pt precursor, which results in different morphology of the catalyst. The second development focused on further optimization on tape casting membranes concerning the solvent employed for the Pt catalyst deposition. The same concentration of Pt was employed, depositing 1.5 mg cm-2 on the porous side of the membrane, but a mixture of acetone and water was employed as solvent. This mixture allowed the suppression of effects leading to poorly dispersed particles. As a result, it was possible to achieve 0.74 mL min-1 cm-2 at 750°C with 50% H2 in He. Lastly, first-ever permeation performance measurements into an innovative ceramic membrane type for hydrogen separation was investigated. In-depth research was done on a group of hierarchically-structured BaCe0.65Zr0.20Y0.15O3-δ(BCZY) - Gd0.2Ce0.8O2-δ(GDC) membranes produced by freeze casting porosity shaping method. Membranes were investigated observing the effect of deposition solvent and the effect of porous layer thickness. Employing a mixture of Acetone and water resulted in better hydrogen permeation at temperatures (T > 650°C), reaching 0.26 mL min-1 cm-2 at 750°C with 50% H2 in He. The reduction of porous layer thickness led to a hydrogen flow of 0.33 mL min-1 cm-2 , at 750°C with 50% H2 in He.