Submitted by Daniele Amaral (daniee_ni@hotmail.com) on 2016-10-07T19:22:08Z
No. of bitstreams: 1
TeseRRGP.pdf: 3041523 bytes, checksum: f8585bab1f9c1565717516794f4e8831 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:31:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1
TeseRRGP.pdf: 3041523 bytes, checksum: f8585bab1f9c1565717516794f4e8831 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:31:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1
TeseRRGP.pdf: 3041523 bytes, checksum: f8585bab1f9c1565717516794f4e8831 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1
TeseRRGP.pdf: 3041523 bytes, checksum: f8585bab1f9c1565717516794f4e8831 (MD5)
Previous issue date: 2015-09-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / This study analyses the relationships between synthesis routes and physical properties of the composite system 67.5(PbMg1/3Nb2/3O3) +32.5(PbTiO3), or simply PMN-PT, as ferroelectric phase and BaFe12O19, or BaM, as magnetic phase. The choice of phases was based on the exceptional properties that both PMN-PT and BaM possess: solid solutions of the complex perovskite PMN-PT in both monocrystalline and polycrystalline forms, particularly those whose composition lies within the region of morphotropic boundary phases, have the largest known piezoelectric coefficients. BaM, or barium hexaferrite, presents relatively high property anisotropy due to its hexagonal crystal structure (expressed in particles that grow in nonequiaxed format) and easy magnetization along the c-Crystallographic axis. Thus, the main objective of this work was to obtain and characterize magnetoelectric composites (either volumetric or as two-dimensional nanostructures) textured from PMN-PT/BaM, by exploiting the quasi-piezomagnectic characteristics and the microstructural, crystallographic and magnetic anisotropyof the BaM phase. With a molar ratio of 80/20 between the ferroelectric and magnetic phases, different routes of synthesis and processing were used for the production of threedimensional ceramic composites with 0-3 connectivity, or thin films with 0-3 and 2-2
connectivity.The Pechini, sol-gel, co-precipitation,and solid state reaction techniques were applied for the synthesis of powders and/or solutions; the pressure-assisted sintering method was used for the densification of three-dimensional bodies; and the spin-coating technique was employed for the deposition of films. Physical, electrical, magnetic and magnetoelectric characterizations were performed in order to clarify the influence of the BaM phase upon composites of different configurations. In a prospective yet not exhaustive manner, relations were assessed among the experimental parameters of the various synthesis routes (with greater focus on the barium hexaferrite phase) and the production of ceramic composites of PMNPT/ BaM system. It was found that the final characteristics of the prepared materials, particularly the hysteresis behavior of the magnetoelectric coefficient as a function of applied magnetic field, were highly susceptible to variations in the morphology, size and orientation of barium
hexaferrite grains, which, in turn, depended on the synthesis and sintering routes applied. / Realizaram-se estudos de síntese e de caracterização das propriedades físicas do sistema compósito 67,5(PbMg1/3Nb2/3O3) +32,5(PbTiO3), ou simplesmente PMN-PT, como fase ferroelétrica, e da BaFe12O19, ou BaM, como fase magnética. A escolha dessas fases baseou-se nas propriedades excepcionais que ambas apresentam. A perovskita complexa PMN-PT, tanto na forma monocristalina como policristalina, apresenta soluções sólidas com os maiores coeficientes piezoelétricos conhecidos, particularmente as de composição na região do contorno morfotrópico de fases, como é o caso da 32,5%mol de PT. A fase BaM, ou hexaferrita de bário, apresenta relativamente alta anisotropia de propriedades magnéticas devido à sua estrutura cristalográfica hexagonal (refletida em partículas que crescem em formato não equiaxial) e fácil magnetização ao longo do eixo cristalográfico-c. O objetivo principal deste trabalho foi a obtenção e a caracterização de compósitos magnetoelétricos (volumétricos ou como nanoestruturas bidimensionais) texturados de PMN-PT/BaM, explorando-se as características quasi-piezomagnéticas e a anisotropia microestrutural/cristalográfica/magnética da fase BaM. Com uma proporção molar de 80/20 entre a fase ferroelétrica e a magnética, foram utilizadas diferentes rotas de síntese e de processamento de materiais para a produção de compósitos com conectividade 0-3, quando no caso de corpos cerâmicos volumétricos; ou 0-3 e 2-2, quando no caso de filmes finos. Os métodos Pechini, sol-gel, de copreciptação e de reação no estado sólido foram utilizadas na síntese dos pós e/ou soluções; o método de sinterização assistida por pressão, para a densificação dos corpos volumétricos, e a técnica “spin-coating”, para a deposição dos filmes. As caracterizações físicas, elétricas, magnéticas e magnetoelétricas buscaram evidenciar a influência das propriedades da fase BaM nas diferentes configurações de compósitos. De forma prospectiva e ainda não exaustiva, foram avaliadas as relações entre os parâmetros experimentais das diversas rotas de síntese (com maior foco na fase hexaferrita de bário) e a produção de compósitos cerâmicos do sistema PMN-PT/BaM. Encontrou-se que as características finais dos materiais preparados, em especial o comportamento histerético do coeficiente magnetoelétrico em função do campo magnético aplicado, foram altamente susceptíveis às variações da morfologia, tamanho e orientação dos grãos da hexaferrita de bário, que, por sua vez, dependem das rotas de síntese e de sinterização aplicadas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8057 |
| Date | 04 September 2015 |
| Creators | Paranhos, Rafael Rodrigo Garofalo |
| Contributors | Garcia, Ducinei |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Física, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0024 seconds