Efecto de temperatura en creep ferroelástico de (La0,6Sr0,4)0,95Co0,2Fe0,8O3−δ)

Abstract

En materiales cerámicos con forma de perovskita los fenómenos de creep y ferroelasticidad se presentan de manera simultánea, dando paso al comportamiento de creep ferroelástico. En estos materiales, tanto el creep como la ferroelasticidad, corresponden a fenómenos cuya relación de esfuerzo deformación presenta un comportamiento no lineal. El creep ferroelástico en perovskitas ocurre hasta un esfuerzo límite crítico o de saturación, existiendo creep incluso a temperatura ambiente. Entre los materiales ferroelásticos estudiados a día de hoy se encuentran perovskitas basadas en LaCoO_3, tal como lo es el (La_(0,6)Sr_(0,4))_(0,95)Co_(0,2)Fe_(0,8)O_(3-δ) (LSCF), por sus aplicaciones como buen candidato a cátodo en celdas sólidas de combustión, debido a su capacidad de cumplir la función a altas temperaturas, aumentando la eficiencia del proceso. El propósito del presente trabajo es medir y analizar los efectos de la temperatura en el creep ferroelástico de LSCF. Para lo cual, se fabrican muestras de LSCF capaces de ser sometidas a ensayos de compresión con la intención de obtener curvas de esfuerzo deformación y creep a temperaturas que comprenden entre la temperatura ambiente y 800 °C y cargas constantes de 25 y 50 [MPa]. La metodología del trabajo corresponde a la fabricación de muestras, realización de ensayos de creep bajo las condiciones de esfuerzo y temperatura mencionadas, para lo cual se utiliza un sistema de correlación de imágenes digitales (DIC) para la medición de la deformación de las muestras, además de un procesamiento de datos en MatLab para la obtención de curvas de creep y esfuerzo deformación para su posterior análisis. Se obtienen curvas de expansión térmica, creep y esfuerzo deformación de más de 20 ensayos, los cuales son comparados entre sí, tomando en cuenta fuentes de error asociados al proceso de medición, como a la calidad y estructura de muestras. A partir del análisis realizado se concluye que, al aumentar la temperatura del material disminuye el esfuerzo crítico en el cual se satura el cambio de dominios, dando paso a un comportamiento de creep convencional con deformación casi lineal, provocando menor deformación en comparación a temperaturas bajas. El material a bajas temperaturas experimenta creep ferroelástico en gran medida, dada la presencia de alta cantidad de dominios ferroelásticos precursores de un comportamiento de esfuerzo deformación no lineal.