Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Com o desenvolvimento da tecnologia sem fio, muitos dispositivos eletrÃnicos exigem alta integraÃÃo e que possuam propriedades multifuncionais. Em tal caso, compÃsitos magneto-dielÃtricos tÃm atraÃdo muita atenÃÃo devido as suas propriedades. Nesse sentido, a pesquisa sobre compÃsitos à empregada para a busca de novos materiais. O titanato de cÃlcio (CaTiO3 - CTO) e a granada de Ãtrio e ferro (Y3Fe5O12 - YIG) possuem excelentes propriedades dielÃtricas e ferrimagnÃticas, respectivamente. Este trabalho apresenta a obtenÃÃo do compÃsito ferrimagnÃtico, constituÃdo pelas fases YIG e CTO, atravÃs da rota sintÃtica no estado sÃlido com a utilizaÃÃo de moagem mecÃnica de alta energia. As fases das cerÃmicas foram sinterizadas a 1200ÂC/5h. A DifraÃÃo de Raios-X, a Espectroscopia Raman e MÃssbauer foram essenciais para caracterizaÃÃo estrutural dos compÃsitos. A morfologia das amostras foi elucidada pela Microscopia EletrÃnica de Varredura e auxiliada pela Picnometria a fim de avaliar a densificaÃÃo do material. Adicionalmente, foram realizados experimentos para se avaliar o comportamento elÃtrico e magnÃtico dos compÃsitos na faixa de radiofrequÃncia e de micro-ondas, para depois sugerir uma aplicaÃÃo tecnolÃgica cabÃvel. Os resultados obtidos pela DifraÃÃo de Raio X e da Espectroscopia Raman confirmaram que a sÃntese das fases foi realizada de forma satisfatÃria. As anÃlises qualitativas dos espectros MÃssbauer mostraram boa concordÃncia com os resultados apresentados pela DifraÃÃo de raios-x. Os compÃsitos apresentaram permissividade dielÃtrica praticamente constante na faixa de 50 MHz a 1,5 GHz. Ao analisar o aumento e a diminuiÃÃo da concentraÃÃo em massa de CTO e YIG, respectivamente, foi percebido que os valores de εr aumentaram. A partir dos valores obtidos, pode-se sugerir que o compÃsito sintetizado possui potencial para ser utilizado em dispositivos de micro-ondas, tais como para antenas monopolo. / With the development of wireless technology, many electronic devices require high integration and materials with multifunctional properties. In such a case, magneto-dielectric composites have attracted much attention because they have both magnetic and dielectric properties. In this sense, research on composites is employed to search for new materials. The calcium titanate and yttrium iron garnet possess excellent dielectric properties and ferrimagnetic, respectively. This paper presents the preparation of ferrimagnetic composite, comprising the steps Y3Fe5O12 (YIG) and CaTiO3 (CTO) by the solid state synthetic route with the use of high energy mechanical grinding. The phases of the ceramics were sintered at 1200  C for 5 h. The X-ray diffraction, Raman and MÃssbauer Spectroscopy were used to elucidade structural properties of the composites. The morphological characteristics of the samples were elucidated by Scanning Electron Microscopy and supported by Pycnometry to analyze the densification of the material. Furthermore, experiments to evaluate the electrical and magnetic behavior of composites in the range of radiofrequency and microwave were performed and finally an appropriate technological application was suggested. The results obtained by X-Ray Diffraction and Raman spectroscopy confirm that the synthesis of YIG was successfully obtained. The structural characterization of pure and composite samples was performed successfully and the formation of ionic phase in composites YIG-CTO was found, being in the same family of oxide in which the CTO is inserted. Qualitative analysis of the MÃssbauer spectra showed good agreement with the results reported by x-ray diffraction. The dielectric permittivity composites showed almost constant in the range of 50 MHz to 1.5 GHz. Evaluating the increasing and decreasing in mass concentration of CTO and YIG, respectively and it was realized that the values of εr increased. Two profiles was noticed in the compositional series, it can be inferred that the possibility of the reaction of YIG and CTO products may be interfering with the proper measurements.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A relaxaÃÃo de Cole-Cole à amplamente utilizada da descriÃÃo de diversos sistemas, principalmente na relaxaÃÃo dielÃtrica. A descriÃÃo à feita atravÃs de uma equaÃÃo demonstrada empiricamente, a equaÃÃo da funÃÃo dielÃtrica. Neste trabalho foi feita uma demonstraÃÃo semi-empÃrica da equaÃÃo da funÃÃo dielÃtrica na relaxaÃÃo de Cole-Cole, atravÃs das relaÃÃes de Kramers-Kroning e de um estudo da funÃÃo distribuiÃÃo de tempos de relaxaÃÃo. Foi proposto tambÃm um outro circuito que descreve a relaxaÃÃo de Cole-Cole, onde todos os seus elementos sÃo reais, permitindo assim uma melhor compreensÃo da distribuiÃÃo e da relaxaÃÃo de Cole-Cole. Este circuito foi aplicado no estudo da relaxaÃÃo capacitiva em um biopolÃmero (Quitosana). Neste trabalho foi desenvolvido uma metodologia que foi utilizada na obtenÃÃo da funÃÃo dielÃtrica em funÃÃo da freqÃÃncia e da temperatura. Esta metodologia foi aplicada no estudo da relaxaÃÃo dielÃtrica de um biopolÃmero (quitosana) e uma cerÃmica (CaCu3Ti4O12) , em funÃÃo da freqÃÃncia e da temperatura.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / O campo da comunicaÃÃo sem fio vem passando por um crescimento revolucionÃrio nas Ãltimas dÃcadas. Isto à atribuÃdo à invenÃÃo de telefones celulares portÃteis. O sucesso da segunda geraÃÃo (2G) dos serviÃos de comunicaÃÃo de telefonia celular, motiva o desenvolvimento de banda larga de terceira geraÃÃo (3G) de telefones celulares e outros produtos e serviÃos sem fio, como por exemplo, o Bluetooth. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterizaÃÃo de dois sistemas cerÃmicos tendo como base uma matriz de titanato de cÃlcio (CaTiO3) com substituiÃÃo de Ãons titÃnio por Ãons de niÃbio associados com bismuto (Ca (Nb1/2Bi1/2)xTi1-xO3; x=0.7 e 0.8), visando a adiÃÃo de B2O3 para diminuiÃÃo da temperatura de sinterizaÃÃo e melhorar a densificaÃÃo, e posteriormente, verificar as modificaÃÃes ocorridas nas propriedades do material, como por exemplo, o coeficiente de temperatura da frequÃncia ressonante (τf). As sÃries cerÃmicas foram produzidas a partir da reaÃÃo no estado sÃlido, com a utilizaÃÃo de moagem mecÃnica de alta energia e tratamento tÃrmico. A caracterizaÃÃo estrutural foi feita atravÃs de Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV) e Picnometria. Foram realizados experimentos para avaliaÃÃo do comportamento elÃtrico e dielÃtrico das amostras, na faixa de Microondas e RÃdio-FrequÃncia (temperatura ambiente e com variaÃÃo de temperatura). Por fim, o material foi testado como uma antena ressoadora dielÃtrica, e posteriormente os resultados obtidos foram simulados atravÃs do programa HFSS (Ansoft High Frequency Structure Simulator). Os materiais cerÃmicos produzidos tiveram suas propriedades elÃtricas, dielÃtricas e como antena bastante afetadas com a adiÃÃo do B2O3. / The field of wireless communication has undergone a revolutionary growth in recent decades. This is attributed to the invention of wireless mobile phones. The success of second generation (2G) services of cellular communication, motivates the development of broadband third generation (3G) mobile phones and other wireless products and services, such as Bluetooth. This work describes the development and characterization of two ceramic systems based on a matrix of calcium titanate (CaTiO3) with substitution of titanium ions by niobium ions associated with bismuth (Ca (Nb1/2Bi1/2) xTi1-xO3, x = 0.7 and 0.8), aiming the addition of B2O3 to reduce the sintering temperature and to improve densification, and thus verify the modifications on material properties, such as the temperature coefficient τf. The ceramic series are produced from solid state reaction with the use of high energy mechanical milling and heat treatment. The structural characterization was performed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Pycnometry. Experiments were done to evaluate the dielectric behavior of samples in the range of Microwave and Radio Frequency (room temperature and with temperature variation). Finally the material was tested as a dielectric resonator antenna, and posteriorly the results were simulated using HFSS program (Ansoft High Frequency Structure Simulator). The produced ceramics have had their electrical, dielectric and antenna properties quite affected with the addition of B2O3.

Neste trabalho, as propriedades estruturais e dielÃtricas da fase triclÃnica () de BiNbO4 com adiÃÃo de Ãxidos (BNO:Y, Y=0,3,5,10% em peso de PbO, Bi2O3) foram investigadas em funÃÃo da frequÃncia e da temperatura para uso em ressoadores dielÃtricos e aplicaÃÃes em dispositivos de rÃdio frequÃncia e microondas. Nosso interesse foi obter dielÃtricos cerÃmicos com uma permissividade dielÃtrica alta combinada com baixas perdas dielÃtricas e estabilidade tÃrmica. Nas medidas realizadas em temperatura ambiente de 25ÂC obtivemos um alto valor da permissividade dielÃtrica (εâr = 78,44) com o BNO5Pb (5% de PbO) em 100kHz e um baixo valor da tangente de perda (tan  = 2,19 x 10-4) com o BNO3Pb (3% de PbO) em 33,69MHz. Com variaÃÃo de temperatura e uma frequÃncia fixa de 100kHz, obtivemos um alto valor da permissividade dielÃtrica com εâr =76,4 a 200ÂC com o BNO5Pb e um baixo valor de perda dielÃtrica a 80ÂC com o BNO3Bi (3% de Bi2O3), com valor de tg  = 5,4 x 10-3. A medida do coeficiente de temperatura da capacitÃncia (TCC) mostrou que a estabilidade tÃrmica capacitiva pode ser alcanÃada, em 1MHz com o aumento do nÃvel de adiÃÃo de Bi ou Pb atà obtermos o TCC=0 ppm/oC. Para o BNO obtivemos um TCC=-55,06 ppm/oC que dopado com 3% de Bi passou para TCC=+86,74 ppm/oC e dopado com 3% de Pb passou para TCC=+208,87 ppm/oC. As medidas na faixa de microondas de 4-6 GHz foram obtidas utilizando-se o mÃtodo Hakki-Coleman. Com o BNO sinterizado a 1025ÂC por 3h, obtivemos um produto do fator de qualidade pela frequÃncia de ressonÃncia (Qxf) igual a 1470,75 GHz e uma permissividade dielÃtrica ( ) igual a 31,38. Neste estudo obtivemos uma cerÃmica BNO Ãtil para o desenvolvimento de capacitores cerÃmicos, aplicaÃÃes em dispositivos de rÃdio frequÃncia, dispositivos de microondas e desenvolvimento de ressoadores dielÃtricos.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Uma forte demanda por materiais mais compactados, de baixo custo e de fÃcil fabricaÃÃo sÃo necessÃrios para diversas aplicaÃÃes tecnolÃgicas, neste sentido diversos materiais cerÃmicos sÃo candidatos por suas propriedades dielÃtricas e Ãpticas. Neste presente trabalho, foram investigadas as propriedades estruturais, dielÃtricas e Ãpticas da fase ortorrÃmbica da matriz cerÃmica ferroelÃtrica CaBi4Ti4O15, uma pseudo-perosviskita de estrutura de camada de bismuto (BLSFs) do grupo espacial A21am da famÃlia aurivillius, preparada pelo mÃtodo do estado sÃlido e sinterizada em baixas temperaturas. A preparaÃÃo das amostras para anÃlise estrutural e dielÃtrica, tiveram a adiÃÃo de pentÃxido de vanÃdio (V2O5) à fase CaBi4Ti4O15 calcinada, em proporÃÃes de 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 e 5.0 % em massa. Para obtenÃÃo das propriedades Ãpticas, a matriz cerÃmica pura foi dopada com os Ãons terras raras Ãrbio III (Er2O3) e Ãxido de itÃrbio III (Yb2O3). O estudo da estrutura e composiÃÃo das amostras foi feito atravÃs de difraÃÃo de raios-X e a confirmaÃÃo da fase Ãnica foi feita pelo Refinamento Rietveld. A caracterizaÃÃo vibracional foi obtida atravÃs da Espectroscopia Raman (SR). O estudo da morfologia, para anÃlise de grÃo e contorno de grÃo, foi realizado atravÃs de Microscopia EletrÃnica de Varredura. A caracterizaÃÃo dielÃtrica em radio freqÃÃncia foi realizada por Espectroscopia em ImpedÃncia a qual se verificou dois mecanismos de condutividade para todas as amostras analisadas, um em baixa freqÃÃncia e outro em alta freqÃÃncia. Os modelos de relaxaÃÃo dielÃtrica se aproximam do modelo do tipo Cole-Cole. As medidas na faixa de microondas foram obtidas utilizando-se o mÃtodo hakki-coleman e monopolo, chegou-se a um coeficiente de temperatura da frequÃncia de ressonÃncia (tAU f) prÃximo de zero com adiÃÃo de V2O5. As medidas de permissividade dielÃtrica em radiofreqÃÃncia e microondas, realizadas em temperatura ambiente, tiveram um alto valor constante (εr ≈ 150) com a adiÃÃo de 1% de V2O5, e um valor da tangente de perda relativamente baixa em relaÃÃo à famÃlia de Aurivillus (tan[δ] ≈10-2 ) em 2 GHz.. Uma simulaÃÃo numÃrica foi realizada com cada amostra verificando-se aproximaÃÃo com os dados experimentais. Nas amostras dopadas com terras raras foi verificado o fenÃmeno de conversÃo ascendente de energia com a presenÃa de bandas intensas amostras de emissÃo de luz visÃvel na regiÃo do verde e de bandas de menor intensidade na regiÃo do vermelho. O Material investigado tem potencial para aplicaÃÃo em memÃrias volÃteis, filtros capacitivos e componentes Ãpticos, como sensores, cÃlulas fotoelÃtricas e leds. / A strong demand for compressed materials, low cost and easy to manufacture are needed for various technological applications, in this sense many ceramics are candidates for its dielectric and optical properties .In this work, structural, dielectric and optical phase of the orthorhombic ferroelectric ceramic matrixCaBi4Ti4O15were investigated, one pseudo-perovskite bismuth layer structure (BLSFs) of space group A21am of the aurivillius family, prepared by the solid state method and sintered in low temperatures. Sample preparation for structural analysis and dielectric, had the addition of vanadium pentÃxido (V2O5) to the phase CaBi4Ti4O15 calcined in ratios of 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 5.0% by mass. To obtain optical properties of the ceramic matrix doped with rare earth ions erbiumIII (Er2O3) and III ytterbium oxide (Yb2O3). The study of the structure and composition of the samples was done by X-ray diffraction and confirmation was made by single stage rietveld refinement. The vibrational characteristics was obtained by Raman spectroscopy (RS). The morphology study off or analysis of grain and grain boundary, was performed by scanning electron microscopy. The dielectric characterization of radio frequency spectroscopy was performed in impedance which occurred two conductivity mechanisms for all samples, one at low frequency and the on the rat high frequency. Models of dielectric relaxation approach the Cole-Cole type model. Measures in the microwave range were obtained using the hakki-coleman method and monopole, which gave a temperature coefficient of resonant frequency (f) close to zero with the addition of V2O5. The dielectric permittivity measurements in radiofrequency and microwave, performe dat room temperature, had a high constant value (εr≈150) with the addition of 1%V2O5, and a value of relatively low loss tangent for family aurivillus (tan[δ]≈10-2) at 2 GHz. A numerical simulation was performed with each sample verifying approach with the experimental data. In rare earth doped samples was checked energy up-conversion phenomenon with the presence of intense bands samples of visible light emission in the green region and a less intense bands in thered region.The investigated material has potential for application in volatile memories, capacitive filters and optical components such as sensors, solar cells and LEDs.

nÃo hà / à crescente o interesse mundial pelo desenvolvimento de tecnologias chamadas âverdesâ que possibilitem o uso de produtos com menor impacto ao meio ambiente, assim como tambÃm se fortalecem as polÃticas de incentivo ao aproveitamento mÃximo e sustentÃvel dos recursos naturais. O principal objetivo desse estudo foi desenvolver nanobiocompÃsitos superparamagnÃticos para aplicaÃÃo como antenas ressoadoras dielÃtricas. Para tal, um plÃstico termorrÃgido biobaseado foi preparado utilizando o cardanol em alternativa aos fenÃis petroquÃmicos. Esse plÃstico termorrÃgido foi utilizado como matriz para o preparo de biocompÃsitos, utilizando 15% em massa de fibra de bucha bruta e tambÃm modificada por tratamento quÃmico (NaOH 5, 10 e 15% e NaClO 1%) como fase dispersa. Para o preparo dos nanobiocompÃsitos, alÃm da fibra de bucha, nanopartÃculas de magnetita, sintetizadas pelo mÃtodo da coprecipitaÃÃo, foram impregnadas no plÃstico termorrÃgido em diferentes teores de 1, 5 e 10% em massa. TÃcnicas de Termogravimetria (TG), Calorimetria exploratÃria diferencial (DSC), AnÃlise dinÃmico-mecÃnica (DMA), Microscopia eletrÃnica de varredura (MEV), Microscopia Ãptica, Microscopia eletrÃnica de transmissÃo (MET), DifraÃÃo de raios X (DRX), Espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia MÃssbauer, Ensaios de resistÃncia à traÃÃo, Medidas dielÃtricas, Magnetometria de amostra vibrante (VSM) e BiodegradaÃÃo em solo simulado foram utilizadas para caracterizaÃÃo. Os resultados mostraram que o tratamento alcalino melhorou a estabilidade tÃrmica e o Ãndice de cristalinidade da fibra de bucha. O agente reticulador utilizado (DETA) mostrou-se eficiente, possibilitando a cura completa dos materiais. Os biocompÃsitos com fibra tratada apresentaram maior estabilidade tÃrmica, resistÃncia à traÃÃo superior e melhor Ãndice de biodegradaÃÃo em relaÃÃo ao biocompÃsito com fibra natural. A magnetita sintetizada exibiu tamanho nanomÃtrico, alÃm de alta pureza, alta cristalinidade e carÃter superparamagnÃtico. Todos os nanobiocompÃsitos exibiram superparamagnetismo e mostraram excelente estabilidade tÃrmica, boas taxas de biodegradaÃÃo e melhor resistÃncia mecÃnica para o material com 10% de magnetita. Todas as antenas ressoadoras dielÃtricas preparadas apresentaram perda de retorno satisfatÃria e, portanto, adequaÃÃo para fins comerciais e tecnolÃgicos, com maior potencial para atuaÃÃo em banda larga. / There is a growing global interest for the development of green technologies that allow the use of products with less damage to environment, as well as for maximum and sustainable use of natural resources. The main aim of this study was to develop superparamagnetic nanobiocomposites for application as dielectric resonator antennas. For this purpose, a biobased thermoset plastic was prepared by using cardanol as an alternative to petrochemical phenol. This thermoset plastic was used as a polymer matrix and biocomposites were prepared by using 15 wt% of untreated and modified sponge gourd fibers by chemical treatment (NaOH 5, 10, and 15 wt% and NaClO 1 wt%) as dispersed phase. For the nanobiocomposites preparation, besides the sponge gourd fibers insertion, the thermoset plastic were also impregnated with magnetite nanoparticles in different contents (1, 5, and 10 wt%). Techniques of Thermogravimetry (TG), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Dynamic Mechanical Analysis (DMA), Scanning Electron Microscopy (SEM), Optical Microscopy, Transmission Electron Microscopy (TEM), X-ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), MÃssbauer Spectroscopy, Tensile testing, Dielectric measurements, Vibrating Sample Magnetometry (VSM) and Biodegradation in simulated soil were performed for characterization. The results showed that alkaline treatment improved the thermal stability and the crystallinity index of the sponge gourd fiber. The crosslinking agent used (Diethylenetriamine) was efficient and enabled complete cure for all materials. The biocomposites reinforced by treated fiber showed better thermal stability, superior performance in Tensile testing and greater biodegradation rates, when compared to the biocomposite reinforced by raw fiber. The magnetite particles exhibited nanometric size, high purity and crystallinity, and superparamagnetic character. All nanobiocomposites showed superparamagnetic behavior, excellent thermal stability, good biodegradation rates, and better mechanical strength for the material with magnetite 10 wt%. All dielectric resonators antennas exhibited satisfactory return loss and suitability for commercial and technological applications, especially for performance in broadband.