Estudo das propriedades estruturais e de transporte dos compÃsitos magneto-dielÃtricos [(Fe5/8Cr3/8)2O3]x-[(Fe1/4Cu3/8Ti3/8)2O3]100âx

• Autor(a) principal: HÃlio Henrique Barbosa Rocha
• Data de Publicação: 2006
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7065
• topic: Materiais magneticos; Materiais; Propriedades estruturais; Substitutional solid solutions; Magneto-dielectric composites; Materials characterization; Structural and transport properties; ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA

O processamento em escala laboratorial de soluÃÃes sÃlidas, procedentes dos sistemas Fe2O3/CuO/TiO2 e Fe2O3/Cr2O3, dos seus compÃsitos, e o estudo das propriedades estruturais e de transporte estabelecem o tema principal do trabalho. As granadas ferrimagnÃticas despertam manifesto interesse quanto ao seu emprego em dispositivos aplicÃveis a sistemas de telecomunicaÃÃo operantes nas microondas, sobretudo, em funÃÃo das propriedades dielÃtricas e magnÃticas adequadas. Devido à semelhanÃa estequiomÃtrica, e com a finalidade de se obter materiais com propriedades similares, foram elaborados dois meios magneto-dielÃtricos: (Fe1/4Cu3/8Ti3/8)2O3, um titanato de cobre e ferro, e (Fe5/8Cr3/8)2O3, um Ãxido especÃfico de ferro e cromo. Estas soluÃÃes sÃlidas substitucionais foram sintetizadas por reaÃÃo de estado sÃlido. O processamento avanÃou envolvendo tratamentos mecÃnico e tÃrmico. Foram preparados espÃcimes pulverulentos e com configuraÃÃo definida. A estrutura cristalina dos espÃcimes foi identificada por difraÃÃo de raios-X. Os dados de difraÃÃo de raios-X por policristais foram refinados pelo emprego do mÃtodo de Rietveld. Fez-se uso da espectroscopia MÃssbauer para realizar a sondagem do ferro presente na estrutura cristalina. A morfologia dos espÃcimes, dispostos como peÃas cilÃndricas rÃgidas, foi explorada por Microscopia EletrÃnica de Varredura, assistida por microssonda EDX, para anÃlise quÃmica elementar. Por espectroscopia dielÃtrica foram investigadas as propriedades dielÃtricas permissividade dielÃtrica relativa e fator de perda dielÃtrico e a propriedade de transporte condutividade elÃtrica. As propriedades dielÃtricas e de transporte foram analisadas em funÃÃo da freqÃÃncia, a temperatura ambiente, numa faixa compreendida entre 100 Hz e 40 MHz. Dos dados por difraÃÃo de raios-X, alÃm da identificaÃÃo dos materiais avaliados, foram extraÃdas, apÃs refinamento estrutural, informaÃÃes cristalogrÃficas, no caso das soluÃÃes sÃlidas individuais, e sua quantificaÃÃo, no caso dos compÃsitos por elas constituÃdos. Pela espectroscopia MÃssbauer foram confirmados o estado de oxidaÃÃo do ferro presente nos materiais analisados, a geometria do sÃtio cristalino no qual està presente, a natureza magnÃtica das amostras, e seu provÃvel ordenamento, alÃm da quantificaÃÃo realizada em funÃÃo da quantidade de ferro presente nos compÃsitos. A morfologia dos materiais Ã, em geral, caracterizada pela diversidade de formas e tamanhos dos grÃos, bem como sua disposiÃÃo no artefato explorado. A anÃlise quÃmica elementar forneceu resultados quantitativos acerca dos elementos presentes nos meios investigados. Pela resposta observada na faixa de freqÃÃncia percorrida, ficou evidenciada uma regiÃo de dispersÃo, caracterÃstica do processo de polarizaÃÃo dipolar. Os resultados das propriedades dielÃtricas para as fases sintetizadas mostraram-se parcialmente antagÃnicos: a fase IB100 apresentou a maior permissividade dielÃtrica relativa, porÃm, maior fator de perda dielÃtrica em relaÃÃo à fase IC100, que por sua vez apresentou a menor permissividade dielÃtrica relativa entre todos os materiais investigados. Para os compÃsitos, formados pela mistura aleatÃria de quantidades especÃficas das duas fases sintetizadas, foi evidenciado um comportamento nÃo linear, de forma que estes nÃo representam apenas o reflexo das respostas observadas para as fases individualmente. A fase IB100, em virtude da constante dielÃtrica observada, à o material com maior potencial para aplicaÃÃes em altas freqÃÃncias.