Synthesis and characterization of magnetoelectric/multiferroic ceramics

• Autor(a) principal: Medeiros, Marco Sílvio Assamo
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/11728
• topic: Engenharia de materiais; Compósitos com matriz cerâmica - Propriedades electromagnéticas

Materiais magnetoelétricos e multiferróicos que exibem simultaneamente propriedades ferroelétricas e ferromagnéticas, têm suscitado um crescente interesse na comunidade científica para o desenvolvimento de materiais multifuncionais. Neste trabalho pretendeu-se fabricar materiais cerâmicos multiferroicos e realizar um estudo do acoplamento entre propriedades magnéticas e as propriedades piezoelétricas/ferroelétricas dos compósitos. Assim, foram realizados estudos sobre a síntese das hexaferrites (BaFe12O19, SrFe12O19, Ba3Co2Fe24O41 e Sr3Co2Fe24O41), com diferentes temperaturas de reacção e diferentes métodos de preparação: reação de estado sólido, co-precipitação, sol-gel e combustão de citratos. De seguida, foram preparados compósitos de hexaferrites e piezoelétricos, nomeadamente BaTiO3 e K0.5Na0.5NbO3 (KNN), foram realizadas as prensagens: uniaxial e isostática a frio. A densidade relativa obtida após a sinterização foi 85% da densidade teórica nos compósitos com BaTiO3 e 81% nos compósitos com KNN. Foram efetuadas medições magnéticas, nomeadamente por microscópia de força magnética e magnetometria por vibração de amostra, e medições piezoelétricas, por microscópia de força piezoelétrica. Em alguns compósitos foi detetada a inter-difusão de átomos do bário e estrôncio produzindo várias fases secundárias diminuindo o efeito piezoelétrico. As medições magnéticas mostraram que os compósitos com ferrites duras (BaFe12O19 e SrFe12O19) formaram um ciclo de histerese com maior área do que os compósitos com ferrites macias (Ba3Co2Fe24O41 e Sr3Co2Fe24O41). Alguns compósitos demonstram acoplamento magnetoelétrico significativo.