Estudo das propriedades estruturais e dielétricas da matriz cerâmica BaBiTi4O15 com adições de MgO
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Data de Publicação: | 2016 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/2274 |
Resumo: | The ceramic BaBi4Ti4O15 (BBT) has been widely studied due to its high dielectric permittivity and its potential application in the radiofrequency and microwave. With the addition of ionic substituents such has improved dielectric properties of the matrix. The present work studies the addition of MgO in the matrix to observe the effects on structural and dielectric properties. The synthesis was carried by the conventional solid state reaction, using a homogenization for 6 hours and temperatures of 850 to 950 ° C for calcining and sintering steps, respectively. It was used amounts of 1, 2 and 5% (w/w) of MgO. Structural characterization techniques were used as x-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy, density analysis technique by pycnometry, microstructural study by scanning electron microscopy (SEM), study of the dielectric properties in the area of radio frequency and microwaves, respectively, by impedance spectroscopy and Hakki - Coleman techniques. The XRD patterns showed the formation of a single phase to BBT and with 1% of MgO, with 2 and 5% was found a secondary phase Ba0,93(Ti0,79Mg0,21)O2,97. It was observed an increase in the density of the ceramic with the addition of oxide. The SEM showed a decrease in pore size and holes with increased concentration of MgO. The sample with 2% MgO showed a smaller loss value (1,59x10-2 ) and a high dielectric permittivity (70,10) at room temperature at a frequency xix of 1 kHz. The real and imaginary impedance show temperature dependence and frequency. The values decreased with the concentration of MgO in the matrix and there was also an increase in the temperature of the ferroelectric to paraelectric transition. The sample with 1% showed a smaller loss and 2% showed a smaller temperature coefficient of resonant frequency in the microwave region. All samples showed potential for application as dielectric resonator antenna (DRA). |
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Estudo das propriedades estruturais e dielétricas da matriz cerâmica BaBiTi4O15 com adições de MgO..CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA..The ceramic BaBi4Ti4O15 (BBT) has been widely studied due to its high dielectric permittivity and its potential application in the radiofrequency and microwave. With the addition of ionic substituents such has improved dielectric properties of the matrix. The present work studies the addition of MgO in the matrix to observe the effects on structural and dielectric properties. The synthesis was carried by the conventional solid state reaction, using a homogenization for 6 hours and temperatures of 850 to 950 ° C for calcining and sintering steps, respectively. It was used amounts of 1, 2 and 5% (w/w) of MgO. Structural characterization techniques were used as x-ray diffraction (XRD) and Raman spectroscopy, density analysis technique by pycnometry, microstructural study by scanning electron microscopy (SEM), study of the dielectric properties in the area of radio frequency and microwaves, respectively, by impedance spectroscopy and Hakki - Coleman techniques. The XRD patterns showed the formation of a single phase to BBT and with 1% of MgO, with 2 and 5% was found a secondary phase Ba0,93(Ti0,79Mg0,21)O2,97. It was observed an increase in the density of the ceramic with the addition of oxide. The SEM showed a decrease in pore size and holes with increased concentration of MgO. The sample with 2% MgO showed a smaller loss value (1,59x10-2 ) and a high dielectric permittivity (70,10) at room temperature at a frequency xix of 1 kHz. The real and imaginary impedance show temperature dependence and frequency. The values decreased with the concentration of MgO in the matrix and there was also an increase in the temperature of the ferroelectric to paraelectric transition. The sample with 1% showed a smaller loss and 2% showed a smaller temperature coefficient of resonant frequency in the microwave region. All samples showed potential for application as dielectric resonator antenna (DRA).A cerâmica de BaBi4Ti4O15 (BBT) tem sido amplamente estudada devido a sua elevada permissividade dielétrica e seu potencial de aplicação nas regiões de radiofrequência e micro-ondas e com a adição de substituintes iônicos tem melhorado essas propriedades dielétricas da matriz. O presente trabalho estuda a adição de MgO na matriz para observar os efeitos nas propriedades estruturais e dielétricas. Foram utilizados quantidades de 1, 2 e 5% (m/m) de MgO. A síntese foi realizada pelo método convencional de reação do estado sólido, utilizando uma homogeneização por 6 horas e temperaturas de 850 e 950 °C para as etapas de calcinação e sinterização, respectivamente. Foram utilizadas técnicas de caracterização estrutural como a difração de raio-x (DRX) e espectroscopia Raman, analises da densidade pela técnica de picnometria, estudo microestrutural pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) e estudo das propriedades dielétricas na região de radiofrequência e micro – ondas respectivamente pelas técnicas de espectroscopia de impedância e Hakki – Coleman. Os difratogramas mostraram a formação de uma única fase para o BBT e 1% de MgO, com 2 e 5% foram encontrado uma fase secundária de Ba0,93(Ti0,79Mg0,21)O2,97. Foi observado um aumento da densidade das cerâmicas com a adição do óxido. O MEV xvii mostrou a diminuição dos poros com o aumento da concentração de MgO. A amostra com 2% de MgO mostrou um menor valor de perda (1,59x10-2 ) e uma permissividade dielétrica elevada (70,10) a temperatura ambiente na frequência de 1 kHz. A impedância real e imaginaria mostraram dependência com a temperatura e frequência. Os valores diminuíram com a concentração de MgO na matriz e também houve um aumento na temperatura da transição ferroelétrica para fase paraelétrica. A amostra com 1% mostrou menor perda na região de micro-ondas e a de 2% mostrou menor coeficiente de temperatura da frequência ressonante. Todas as amostras mostraram potencial de aplicação como antena ressoadora dielétrica (ARD).Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em QuímicaFreitas Sobrinho, Renato Garcia dehttp://lattes.cnpq.br/5262842566597142Freitas Sobrinho, Renato Garcia de039.916.786-24http://lattes.cnpq.br/5262842566597142Sombra, Antonio Sergio Bezerra.http://lattes.cnpq.br/6034251420222926039.916.786-24Terezo, Ailton José674.006.399-00http://lattes.cnpq.br/3542217308732577Gozzo, Cipriano Benedito2021-01-19T13:06:27Z2017-03-212021-01-19T13:06:27Z2016-03-04info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisGOZZO, Cipriano Benedito. Estudo das propriedades estruturais e dielétricas da matriz cerâmica BaBiTi4O15 com adições de MgO. 2016. 137 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2016.http://ri.ufmt.br/handle/1/2274porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2021-01-21T06:04:16Zoai:localhost:1/2274Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2021-01-21T06:04:16Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false |
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