Caracterização morfológica e estrutural do cobalato de cálcio dopado com molibdênio
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2036 |
Resumo: | Desde a década de 90, os materiais cerâmicos demonstram todo o seu potencial na geração de energia elétrica, mediante a aplicação de um gradiente de temperatura. Visto por apresentarem, de modo geral, boa estabilidade química e dimensional, tais materiais despertaram o interesse da literatura como possíveis candidatos à substituição dos materiais termoelétricos clássicos, a base de ligas metálicas, uma vez que, o comportamentos termoelétricos em faixas superiores de temperatura (500ºC ou mais), não é uma característica bem estabelecida nos termoelétricos clássicos, contrário ao que os materiais cerâmicos podem oferecer. Em face disso, o presente trabalho propôs-se a investigar a influência da estrutura e morfologia da cerâmica termoelétrica cobalato de cálcio, além da adição de dopante (molibdênio), nas propriedades de condutividade térmica e elétrica do material, a temperatura ambiente. Dessa forma, pós cerâmicos de Ca3Co4(1x)MoxO9 foram obtidos pelo método tradicional da mistura de óxidos, pelo qual, concentrações de 0,5, 1, 2 e 2,5% de molibdênio foram adicionados ao material em substituição ao cobalto. A termogravimetria revelou uma ligeira termoestabilidade entre 800 e 900ºC, definindo-as como as de calcinação do material. A análise de difração de raios X demonstrou ordenamento estrutural do Ca3Co4(1-x)MoxO9 a longo alcance, sendo identificada a fase desejada (Ca3Co4O9) e a presença de fases secundárias (CaO e Co3O4), nas temperaturas de 800 e 900ºC. Além disso, sugere-se a incorporação do molibdênio a estrutura do material devido a detecção de um leve deslocamento angular à esquerda dos picos de difração. A espectroscopia na região do infravermelho revelou organização estrutural do material a curto alcance, pelo qual, foram identificados os modos vibracionais de estiramento pertencentes ao Ca3Co4O9 e os modos vibracionais pertencentes às segundas fases. Os resultados da dilatometria sugeriram a sinterização das pastilhas de Ca3Co4(1-x)MoxO9 nas temperaturas de 1050 e 1250ºC e, após serem submetidas a análise de densidade à verde e densidade pelo princípio de Arquimedes, os resultados demonstraram elevada densificação nas amostras tratadas a 1250ºC (97%), enquanto as amostras tratadas a 1050ºC, as amostras alcançaram densificações intermediárias (70%). As imagens obtidas via microscopia eletrônica de varredura evidenciaram a presença de grãos mais definidos e homogêneos, além de tamanho médio de grãos maiores comparados as amostras tratadas a 1250ºC, que por sua vez, apresentaram grãos com aspecto heterogêneo. Os valores de condutividade elétrica foram superiores nas amostras sinterizadas a 1050ºC e de forma geral, inferiores com o aumento da concentração de molibdênio. Por fim, os valores obtidos nas condutividades térmicas revelaram ser superiores nas pastilhas tratadas a 1250ºC comparadas as amostras tratadas a 1050ºC. Palavras-chave: Termoeletricidade, condutividade térmica, condutividade elétrica, cobalato de cálcio. |
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2019-06-212019-11-13T18:28:08Z2019-11-13T18:28:08ZFERREIRA. Everson Junio da Cruz. Caracterização morfológica e estrutural do cobalato de cálcio dopado com molibdênio . 2019. 78 f. Dissertação (Mestrado em Materiais para Engenharia) - Universidade Federal de Itajubá, Itabira, 2019.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2036Desde a década de 90, os materiais cerâmicos demonstram todo o seu potencial na geração de energia elétrica, mediante a aplicação de um gradiente de temperatura. Visto por apresentarem, de modo geral, boa estabilidade química e dimensional, tais materiais despertaram o interesse da literatura como possíveis candidatos à substituição dos materiais termoelétricos clássicos, a base de ligas metálicas, uma vez que, o comportamentos termoelétricos em faixas superiores de temperatura (500ºC ou mais), não é uma característica bem estabelecida nos termoelétricos clássicos, contrário ao que os materiais cerâmicos podem oferecer. Em face disso, o presente trabalho propôs-se a investigar a influência da estrutura e morfologia da cerâmica termoelétrica cobalato de cálcio, além da adição de dopante (molibdênio), nas propriedades de condutividade térmica e elétrica do material, a temperatura ambiente. Dessa forma, pós cerâmicos de Ca3Co4(1x)MoxO9 foram obtidos pelo método tradicional da mistura de óxidos, pelo qual, concentrações de 0,5, 1, 2 e 2,5% de molibdênio foram adicionados ao material em substituição ao cobalto. A termogravimetria revelou uma ligeira termoestabilidade entre 800 e 900ºC, definindo-as como as de calcinação do material. A análise de difração de raios X demonstrou ordenamento estrutural do Ca3Co4(1-x)MoxO9 a longo alcance, sendo identificada a fase desejada (Ca3Co4O9) e a presença de fases secundárias (CaO e Co3O4), nas temperaturas de 800 e 900ºC. Além disso, sugere-se a incorporação do molibdênio a estrutura do material devido a detecção de um leve deslocamento angular à esquerda dos picos de difração. A espectroscopia na região do infravermelho revelou organização estrutural do material a curto alcance, pelo qual, foram identificados os modos vibracionais de estiramento pertencentes ao Ca3Co4O9 e os modos vibracionais pertencentes às segundas fases. Os resultados da dilatometria sugeriram a sinterização das pastilhas de Ca3Co4(1-x)MoxO9 nas temperaturas de 1050 e 1250ºC e, após serem submetidas a análise de densidade à verde e densidade pelo princípio de Arquimedes, os resultados demonstraram elevada densificação nas amostras tratadas a 1250ºC (97%), enquanto as amostras tratadas a 1050ºC, as amostras alcançaram densificações intermediárias (70%). As imagens obtidas via microscopia eletrônica de varredura evidenciaram a presença de grãos mais definidos e homogêneos, além de tamanho médio de grãos maiores comparados as amostras tratadas a 1250ºC, que por sua vez, apresentaram grãos com aspecto heterogêneo. Os valores de condutividade elétrica foram superiores nas amostras sinterizadas a 1050ºC e de forma geral, inferiores com o aumento da concentração de molibdênio. Por fim, os valores obtidos nas condutividades térmicas revelaram ser superiores nas pastilhas tratadas a 1250ºC comparadas as amostras tratadas a 1050ºC. Palavras-chave: Termoeletricidade, condutividade térmica, condutividade elétrica, cobalato de cálcio.Caracterização morfológica e estrutural do cobalato de cálcio dopado com molibdênioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisItabiraUNIFEI - Universidade Federal de Itajubá78 p.TermoeletricidadeCondutividade térmicaCondutividade elétricaCobalato de cálcioThermoelectricityThermal conductivityElectrical conductivityCalcium cobalateMOURA FILHO, FranciscoMateriais para EngenhariaCNPQ:: Engenharias - Não MetaisNão MetaisFERREIRA, Everson Junio da CruzPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Materiais para EngenhariaIFQ - Instituto de Física e Químicaporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALdissertação_2019128.pdfdissertação_2019128.pdfapplication/pdf2352872https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2036/1/disserta%c3%a7%c3%a3o_2019128.pdf15f05e1af0486813ae49e87c29918812MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/2036/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/20362024-04-03 14:49:54.439oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-04-03T17:49:54Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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