Síntese e caracterizações de BaTi(1-x)Fe(x)O3 obtido pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas

• Autor(a) principal: Silva, Everton Fernando Reis da
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30237
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Alteração hidrotermal; Microondas; Medidas magnéticas; Hydrothermal alteration; Microwaves; Magnetic measurements; Engenharia Mecânica

O presente trabalho visa a síntese de BaTi(1-x)Fe(x)O3 (x = 0,00; 0,01; 0,05; e 0,15), através do método hidrotérmico assistido por micro-ondas. O BaTiO3 é uma perovskita do tipo ABX3, de estrutura tetragonal em temperatura ambiente e é também conhecido por suas excelentes propriedades dielétricas, ferroelétricas e piezoelétricas, sendo utilizado em capacitores dielétricos, sensores, atuadores e detectores de som. A adição de Fe na rede acarreta a substituição de íons Ti4+ pelos de Fe3+ levando a diminuição na temperatura de Curie, redução da constante dielétrica, redução da energia de band gap e favorece propriedades ferromagnéticas. Soluções aquosas foram inseridas em um equipamento de síntese hidrotérmica assistida por micro- ondas. As amostras foram caracterizadas por difratometria de raios X, espectroscopia micro-Raman e espectroscopia na região do ultravioleta-visível. Os difratogramas e espectros de micro-Raman revelam a coexistência das fases com (1) simetria cúbica e tetragonal, de grupo espacial Pm-3m e P4mm em x = 0,00 e 0,01 e (2) simetria cúbica e grupo espacial Pm-3m em x = 0,05 e 0,15, sendo todas elas sem a formação de fases secundárias. Foram estimados valores de parâmetro de rede "a" e é observado um aumento do parâmetro de rede entre a amostra pura e de 1% de Fe. Constata-se posteriormente uma redução linear do parâmetro de rede "a" em função do acréscimo de Fe. O tamanho médio de cristalito apresentou valores estimados de 46 nm para amostras em 0,00 ≥ x ≥ 0,05 e de 56 nm em x = 0,15; representando um aumento de 20% em relação a amostra pura. Os valores de band gap também apresentaram redução em função do acréscimo de Fe que está relacionada a substituição de íons Ti4+ pelos de Fe3+ que ocasionou a criação de vacâncias de oxigênios para compensação estequiométrica em virtude da quebra das ligações Ti- O. Foram observados paramagnetismo nas amostras de BaTi(1-x)Fe(x)O3, em 0,00 ≥ x ≥ 0,05 enquanto a x = 0,15 exibe ferromagnetismo fraco com baixa coercitividade e pequena remanescência, apresentando valores máximos de magnetização de saturação Ms ~ 1,29 emu/g, remanescência Mr~ 0,14 emu/g e coercitividade Hc - 0,13 kOe.