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Síntese e caracterização estrutural e dielétrica de compostos ferroelétricos 'PB IND.1-X''R IND.X''ZR IND.0,40''TI IND.0,60''O IND.3' (R = La, Ba) (2011)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: MESQUITA, ALEXANDRE - ENG DE MATERIAI
  • USP Schools: ENG DE MATERIAI
  • Sigla do Departamento: FCM
  • Subjects: FERROELETRICIDADE; MATERIAIS CERÂMICOS; DIFRAÇÃO POR RAIOS X
  • Language: Português
  • Abstract: O titanato e zirconato de chumbo 'PB'('ZR'1-y'TI'y)'O IND.3' é um material ferroelétrico de estrutura perovskita que tem sido aplicado como transdutores, amplificadores, sensores piezoelétricos, piroelétricos e memórias ferroelétricas. É bem estabelecido que a incorporação de íons de 'LA POT.3+' ou 'BA POT.2+' nos sítios ocupados pelo 'PB' no sistema 'PB'('ZR'1-y'TI'y)'O' (PZT), formando os sistemas 'PB'1-x'LA'x'ZR'1-y'TI'y'O IND.3' (PLZT) e 'PB'1-x'BA'x'ZR'1-y'TI'y'O IND.3' (PBZT), provoca mudanças significativas nas suas propriedades. No entanto, poucos trabalhos tem sido dedicados a esses sistemas contendo altas concentrações de 'TI', principalmente no que se refere à estrutura desses materiais. Assim, este trabalho teve por objetivo analisar as propriedades estruturais e suas correlações com as propriedades dielétricas dos sistemas 'PB'1-x'LA'x'ZR'0,40'TI'0,60'O IND.3' (PLZT100x) e 'PB'1-x'BA'x'ZR'0,40'TI'0,60'O IND.3' (PBZT100x) em função da composição e da temperatura. Foram preparadas amostras cerâmicas por meio de sinterização convencional com x variando entre 0,05 e 0,21 para o sistema PLZT e entre 0,10 e 0,50 para o sistema PBZT. Em relação à estrutura a longa distância, medidas de difração de raios X mostraram uma diminuição no grau de tetragonalidade com o aumento da concentração dos cátions substituintes, que foi atribuída à formação de vacâncias no sítio A (caso do 'LA') e diferença entre o raio iônico (caso do 'BA'). Estas alterações estruturais em função da composição foram também responsáveis peloaumento do grau de difusidade das curvas de permissividade dielétrica e pela observação de um estado ferroelétrico relaxor nas amostras contendo altas concentrações de 'LA' e 'BA'. Em relação à estrutural local, os resultados obtidos através da técnica de espectroscopia de absorção de raios X (XAS) nas bordas 'K' do 'TI' e LIII do 'PB' mostraram que a incorporação de átomos de'LA' ou 'BA' à estrutura do PZT leva a uma redução no deslocamento do átomo de 'TI' em relação ao centro do octaedro 'TI'O IND.6' e mudanças na ordem local do átomo de 'PB'. No que tange as composições contendo 21% at. de 'LA' e 50% at. de 'BA', diferentemente dos resultados de DRX que mostraram uma simetria cúbica, a técnica de XAS mostrou uma simetria local tetragonal. Em bom acordo com os resultados obtidos pela técnica de espectroscopia Raman, espectros EXAFS medidos em altas temperaturas mostraram também que a estrutura local não é compatível com uma estrutura de simetria cúbica. Espectros XANES medidos na borda 'K' do oxigênio revelaram uma redução no grau de hibridização entre os estados 2p do 'O' com 6sp do 'PB' à medida que a concentração de 'LA' ou 'BA' aumenta, que estaria relacionada com o surgimento de comportamento relaxor. Amostras cerâmicas densas nanoestruturadas de composição PZT, PLZT11 e PBZT10 foram preparadas pelo método de spark plasma sintering (SPS) a fim de analisar a influência do tamanho de grão. Foi verificado que as amostras sinterizadas por SPS apresentam tamanho de grão em torno de 60 nm. A caracterização dielétrica destas amostras mostra que a redução do tamanho de grão causa uma redução no valor de máximo da permissividade dielétrica e características difusas da permissividade em função da temperatura devido ao aumento das regiões de contorno de grão
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 15.03.2011
  • Acesso online ao documento

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    Exemplares físicos disponíveis nas Bibliotecas da USP
    BibliotecaCód. de barrasNúm. de chamada
    EESC31100113807TESE 7929
    How to cite
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    • ABNT

      MESQUITA, Alexandre; MASTELARO, Valmor Roberto; MICHALOWICZ, Alain. Síntese e caracterização estrutural e dielétrica de compostos ferroelétricos 'PB IND.1-X''R IND.X''ZR IND.0,40''TI IND.0,60''O IND.3' (R = La, Ba). 2011.Universidade de São Paulo, São Carlos, 2011. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-19042011-172117/pt-br.php >.
    • APA

      Mesquita, A., Mastelaro, V. R., & Michalowicz, A. (2011). Síntese e caracterização estrutural e dielétrica de compostos ferroelétricos 'PB IND.1-X''R IND.X''ZR IND.0,40''TI IND.0,60''O IND.3' (R = La, Ba). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-19042011-172117/pt-br.php
    • NLM

      Mesquita A, Mastelaro VR, Michalowicz A. Síntese e caracterização estrutural e dielétrica de compostos ferroelétricos 'PB IND.1-X''R IND.X''ZR IND.0,40''TI IND.0,60''O IND.3' (R = La, Ba) [Internet]. 2011 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-19042011-172117/pt-br.php
    • Vancouver

      Mesquita A, Mastelaro VR, Michalowicz A. Síntese e caracterização estrutural e dielétrica de compostos ferroelétricos 'PB IND.1-X''R IND.X''ZR IND.0,40''TI IND.0,60''O IND.3' (R = La, Ba) [Internet]. 2011 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/88/88131/tde-19042011-172117/pt-br.php