Caracterização dielétrica da cerâmica ferroelétrica Ti0.4Fe0.3Nb0.3O2 (TFNO) com adição de Bi2O3

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Djalma Gomes de
Data de Publicação: 2013
Outros Autores: Silva Filho, José Miranda da, Sales, Juscelino Chaves, Silva, Marcelo Antonio Santos da, Sales, Antônio Jefferson Mangueira, Nascimento, João Paulo Costa do, Rodrigues Junior, Cauby Amorim, Sombra, Antônio Sérgio Bezerra
Tipo de documento: Artigo de conferência
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/55919
Resumo: From of the powder oxides, Fe2O3 (Sigma-Aldrich, 99.0%), Nb2O5 (Sigma-Aldrich, 99.99%) and TiO2 (Vetec, 99.8%), was done synthesis, by solid state reaction method of the Ti0.4Fe0.3Nb0.3O2 (TFNO) ceramic. Following the stoichiometric proportions the mixed oxides were ball milled for 7h and calcined at 1075°C for 4h. TFNO phase was confirmed from X-ray diffraction technique (XRD) and Rietveld refinement. Then, were made additions of 4% wt Bi2O3 to the calcined powder. Thence forward 0,86 grams of the TFNO calcined samples and a same amount with 4% wt Bi2O3 were shaped at a pressure of 200MPa which resulted in two discs of ~17,69 mm of diameter and ~0,93 mm of thickness. The samples were sintering at 1125°C for five hours. After sintering her were submitted at analysis by XRD and impedance spectroscopy study. The X-ray diffraction technique confirmed a rutiletype structure [TiO2 (tP6)] to calcined powder and to presence of two phases, Ti0.4Fe0.3Nb0.3O2 (TFNO tetragonal rutile P 42/m n m(136)) and Bi1.721Fe1.056Nb1.134O7(BFNO cubic F d -3 m Z(227)), for sample sintered with 4% wt Bi2O3. Conductivity analysis has been carried out and showed a low-frequency constant conductivity and a high-frequency nearly Debye-like transition which is associated with the fact that the transport processes are strongly perturbed in a grain and grain boundary, i.e., variation in frequency can be understood by the existence of ionic conduction. High conductivity values observed may be related to oxygen vacancies which can cause valence floating of iron ions (+3 state to the +2 state).
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The samples were sintering at 1125°C for five hours. After sintering her were submitted at analysis by XRD and impedance spectroscopy study. The X-ray diffraction technique confirmed a rutiletype structure [TiO2 (tP6)] to calcined powder and to presence of two phases, Ti0.4Fe0.3Nb0.3O2 (TFNO tetragonal rutile P 42/m n m(136)) and Bi1.721Fe1.056Nb1.134O7(BFNO cubic F d -3 m Z(227)), for sample sintered with 4% wt Bi2O3. Conductivity analysis has been carried out and showed a low-frequency constant conductivity and a high-frequency nearly Debye-like transition which is associated with the fact that the transport processes are strongly perturbed in a grain and grain boundary, i.e., variation in frequency can be understood by the existence of ionic conduction. High conductivity values observed may be related to oxygen vacancies which can cause valence floating of iron ions (+3 state to the +2 state).A partir dos óxidos em pó, Fe2O3 (Sigma-Aldrich, 99,0%), Nb2O5 (Sigma- Aldrich, 99,99%) e TiO2 (Vetec, 99,75%), foi feita a síntese, através método de reação em estado sólido da cerâmica Ti0.4Fe0.3Nb0.3O2 (TFNO). Seguindo as proporções estequiométricas os óxidos foram misturados e moídos por 7h e calcinados por 4h a 1075°C. Por meio da técnica de difração Raios-X (DRX) e refinamento Rietveld foi confirmada a fase TFNO. Em seguida foi realizada uma adição de 4% wt Bi2O3 ao pó calcinado. A partir de então 0,86 gramas da amostra calcinada TFNO e uma mesma quantidade de amostra calcinada TFNO com 4% wt Bi2O3 foram conformadas a uma pressão de 200 MPa que resultou em dois discos de ~17,69 mm de diâmetro e ~0,93 mm de altura. A amostra calcinada TFNO e a amostra com adição 4% wt Bi2O3 foram sinterizadas a 1125°C por 5h. Após a sinterização as amostras foram submetidas à análise por DRX e estudo de espectroscopia de impedância. A técnica de difração de Raios-X confirmou uma estrutura do tipo rutilo [TiO2 (tP6) ] para o pó calcinado e a presença de duas fases, Ti0.4Fe0.3Nb0.3O2 (TFNO tetragonal–rutilo P 42/m n m(136)) e Bi1.721Fe1.056Nb1.134O7 (BFNO cúbico F d -3 m Z(227)), para a amostra sinterizada com adição 4% wt Bi2O3. A análise da condutividade na faixa de Rádio-frequência (RF) mostrou um comportamento de condutividade constante em baixas frequências, já em altas frequências foi observada uma transição do tipo quase Debye que está associado ao fato de que os processos de transporte são fortemente perturbados em uma fronteira de grão, ou seja, a variação na frequência pode ser explicada por existência de condução iônica. Também foram observados altos valores de condutividade que indicam possíveis vacâncias de oxigênio que pode levar a flutuações de valência de íons de Fe (do estado +3 para o estado +2).2021-01-05T12:11:05Z2021-01-05T12:11:05Z2013info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/conferenceObjectapplication/pdfSOUSA, Djalma Gomes de; SILVA FILHO, José Miranda da; SALES, Juscelino Chaves; SILVA, Marcelo Antonio Santos da; SALES, Antônio Jefferson Mangueira; NASCIMENTO, João Paulo Costa do; RODRIGUES JUNIOR, Cauby Amorim; SOMBRA, Antônio Sérgio Bezerra. Caracterização dielétrica da cerâmica ferroelétrica Ti0.4Fe0.3Nb0.3O2 (TFNO) com adição de Bi2O3. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 57º.; CONGRESSO IBEROAMERICANO DE CERÂMICA, 5º.,19 a 22 maio 2013, Natal, Rio Grande do Norte, Brasil. 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