Desenvolvimento de métodos assistidos por radiação micro-ondas para a síntese direta e rápida de niobato de lítio (LiNbO3).
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca |
Texto Completo: | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/8764 |
Resumo: | O niobato de lítio (LiNbO3) é um importante material ferroelétrico com aplicações em sensores, transdutores piezoelétricos, catalises e dispositivos ópticos. As suas propriedades e aplicabilidade são influenciadas pelo tamanho das partículas formadas e a composição química em relação ao conteúdo de lítio. Em altas temperaturas de síntese ou processamento (> 600 °C), o lítio pode evaporar e favorecer a formação de fases secundárias. Para reduzir ou evitar este problema o desenvolvimento de métodos de síntese mais brandos deve ser considerado. Dentre estes métodos, o hidrotérmico e o de combustão tem se destacado. Ainda que ofereçam vantagens, uma síntese hidrotérmica bem sucedida pode levar até 4 dias para LiNbO3, enquanto que uma combustão poderá requerer etapas adicionais de tratamento térmico. Ambos os métodos podem ser aprimorados pelo uso de radiação micro-ondas, resultando em economia de tempo e energia e síntese direta do material desejado, com partículas ou estruturas em escala nanométrica e uniformidade. Entretanto, o uso de micro-ondas para tais métodos na síntese de LiNbO3 ainda não são descritos ou carecem de estudos. Assim, métodos hidrotérmico e por combustão assistidos por radiação microondas foram desenvolvidos. O método hidrotérmico desenvolvido permitiu a síntese direta de nanopartículas romboédricas e cúbicas de LiNbO3 com tamanho médio de 41 nm e 52 nm com apenas 2 h ou 3 h de reação, respectivamente, à 260 °C. Comparadas ao material obtido por métodos hidrotérmicos convencionais descritos e Pechini, oferece melhor uniformidade em forma e tamanho e com preparo relativamente simples. O método de combustão desenvolvido é oferece simplicidade tanto em termos de etapas de preparo quanto precursores utilizados, permitindo a síntese direta de LiNbO3 entre 20 - 60 s. Em geral, ambos os métodos permitem a síntese direta de LiNbO3 sem fases secundárias e tempos muito curtos em relação aos respectivos processos convencionais dos quais derivam. |
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2022-11-07T14:37:49Z2022-11-072022-11-07T14:37:49Z2015-10-05Deon, Vinicius Gonçalves, Desenvolvimento de métodos assistidos por radiação micro-ondas para a síntese direta e rápida de niobato de lítio (LiNbO3), 2015, 62 f.. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2015.http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/8764O niobato de lítio (LiNbO3) é um importante material ferroelétrico com aplicações em sensores, transdutores piezoelétricos, catalises e dispositivos ópticos. As suas propriedades e aplicabilidade são influenciadas pelo tamanho das partículas formadas e a composição química em relação ao conteúdo de lítio. Em altas temperaturas de síntese ou processamento (> 600 °C), o lítio pode evaporar e favorecer a formação de fases secundárias. Para reduzir ou evitar este problema o desenvolvimento de métodos de síntese mais brandos deve ser considerado. Dentre estes métodos, o hidrotérmico e o de combustão tem se destacado. Ainda que ofereçam vantagens, uma síntese hidrotérmica bem sucedida pode levar até 4 dias para LiNbO3, enquanto que uma combustão poderá requerer etapas adicionais de tratamento térmico. Ambos os métodos podem ser aprimorados pelo uso de radiação micro-ondas, resultando em economia de tempo e energia e síntese direta do material desejado, com partículas ou estruturas em escala nanométrica e uniformidade. Entretanto, o uso de micro-ondas para tais métodos na síntese de LiNbO3 ainda não são descritos ou carecem de estudos. Assim, métodos hidrotérmico e por combustão assistidos por radiação microondas foram desenvolvidos. O método hidrotérmico desenvolvido permitiu a síntese direta de nanopartículas romboédricas e cúbicas de LiNbO3 com tamanho médio de 41 nm e 52 nm com apenas 2 h ou 3 h de reação, respectivamente, à 260 °C. Comparadas ao material obtido por métodos hidrotérmicos convencionais descritos e Pechini, oferece melhor uniformidade em forma e tamanho e com preparo relativamente simples. O método de combustão desenvolvido é oferece simplicidade tanto em termos de etapas de preparo quanto precursores utilizados, permitindo a síntese direta de LiNbO3 entre 20 - 60 s. Em geral, ambos os métodos permitem a síntese direta de LiNbO3 sem fases secundárias e tempos muito curtos em relação aos respectivos processos convencionais dos quais derivam.Lithium niobate (LiNbO3) is an important ferroelectric material applied in sensorics, piezoelectric transducers, catalysis and optical devices. Its properties and applicability are influenced by the particle size and chemical composition and lithium content. At high synthesis or process temperatures (> 600 °C), lithium can evaporate and favor the formation of secondary phases. To reduce or minimize this problem the development of mild synthesis methods must be consider. Among these methods, the hydrothermal and combustion have been featured. Even if offering advantages, a successful hydrothermal synthesis can take up to 4 days for LiNbO3, while the combustion method can need additional heating processing steps. Both methods can be enhanced through the use of microwaves radiation, which result in time and energy savings and the direct synthesis of the desired material in particles or structures of nanometric scale with good uniformity. However, the use of microwaves applied on this methods for LiNbO3 are either not described or understudied. Thus, microwave-assisted hydrothermal and combustion methods were developed. The hydrothermal method developed allowed the direct synthesis of rhomboedric and cubic nanoparticles of LiNbO3 with average size of 41 nm and 52 nm in only 2 h and 3 h at 260 °C. Compared to the previous studied conventional hydrothermal synthesis and the Pechini methods, it offers better morphology and size homogeneity and is relatively easier to prepare. The combustion method developed offers simplicity, requiring less steps for preparation and use of simpler precursor reactants, resulting in the direct synthesis of LiNbO3 within 20- 60 s. In general, both methods allow the direct synthesis of LiNbO3 with no presence of secondary phases and within very short times compared to the respective conventional methods which they derive.Sem bolsaporUniversidade Federal de PelotasPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPelBrasilCentro de Desenvolvimento TecnológicoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAHidrotérmicoCombustãoMicro-ondasNanopartículasNiobato de lítioHydrothermalCombustionLithium niobateMicrowavesNanoparticlesDesenvolvimento de métodos assistidos por radiação micro-ondas para a síntese direta e rápida de niobato de lítio (LiNbO3).Development of microwave-assisted methods to the direct and fast synthesis of lithium niobate (LiNbO3).info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://lattes.cnpq.br/5177690332327164http://lattes.cnpq.br/4035574249612354Carreño, Neftalí Lenin VillarrealDeon, Vinícius Gonçalvesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPel - Guaiacainstname:Universidade Federal de Pelotas (UFPEL)instacron:UFPELTEXTDissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdf.txtDissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdf.txtExtracted texttext/plain88808http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/8764/6/Dissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdf.txt94b9149c16f3b172fa47c3a5414c69acMD56open accessTHUMBNAILDissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdf.jpgDissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1372http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/8764/7/Dissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdf.jpgcfbeff9f8019e234104c078cf0a8cc01MD57open accessORIGINALDissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdfDissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdfapplication/pdf14148264http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/bitstream/prefix/8764/1/Dissertacao_Vinicius_Goncalves_Deon.pdf319725774277a82b4816097130ac73d1MD51open accessCC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain; 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