Resum |
O BaTiO3 é um dos materiais ferroelétricos mais
estudados por apresentar grande potencial de aplicação tecnológica.
Sua característica ferroelétrica se relaciona com o deslocamento
dos íons de Ti no interior da cela unitária (na fase tetragonal).
Materiais com essa característica apresentam uma polarização
espontânea remanescente mesmo na ausência do campo elétrico
externo. A técnica por meio da moagem de alta energia com moinho de
bolas planetário foi uma das sínteses empregadas neste trabalho
para obtenção de nanopartículas de BaTiO3. Nessa
síntese os precursores BaCO3 e o TiO2 foram
previamente moídos separadamente e, após a mistura, foram novamente
moídos a velocidade de 400 rpm durante 1 h. Em seguida, o pó obtido
foi calcinado em diferentes patamares de temperatura, variando de 900
a 1100 °C/1 h. O material calcinado a 1100 °C/1 h, por apresentar
os melhores resultados conforme será mostrado ao longo deste
trabalho, foi escolhido para ser remoído por diversas fases de
moagem, variando-se o tempo de moagem de 1 a 24 h. Outra síntese
utilizada para a obtenção de nanopartículas de BT foi a dos
precursores poliméricos, utilizando como precursores os citratos de
Titânio e Bário. Os pós obtidos das soluções de citratos foram
calcinados em temperaturas que variaram entre 500 e 700 °C/10 h.
Após a calcinação, os nanopós de BaTiO3 foram
analisados por difração de raios X, Microscopia Eletrônica de
Varredura e Microscopia Eletrônica de Transmissão. Posteriormente,
os pós que apresentavam o menor tamanho de partícula foram
sinterizados utilizando técnicas que proporcionam, devido ao tempo
de tratamento, reduzido crescimento de grãos: sinterização rápida
(FS) e sinterização por plasma (SPS). As propriedades
ferróicas do material foram medidas por meio da obtenção da curva
de histerese ferroelétrica (com polarização remanescente, à
temperatura ambiente, de 4,4 µC/cm² para a
cerâmica de BaTiO3
sinterizada via FS e 20 µC/cm² para àquela sinterizada por SPS).
Já as propriedades dielétricas foram efetuadas usando uma ponte RLC
acoplada a um criostato, variando a frequência de 100 Hz a 2 MHz
(obtendo valores em torno de 3000 para a permissividade dielétrica
medida temperatura ambiente). Os resultados apresentados neste
trabalho demonstram-se satisfatórios, e muitas vezes melhores, aos
relatados na literatura. A densidade das cerâmicas foi medida pelo
método de Arquimedes e apresentaram alto grau de densificação
(superiores a 90 % para as sinterizadas por FS e superiores a 97 %
àquelas sinterizadas por SPS). Além disso, apresentaram tamanho
médio de grãos na escala nanométrica (da ordem de 30-50 nanômetros
para os pós).
Palavras chaves: Titanato de Bário; Nanopartículas; Métodos dos precursores poliméricos.
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