The main goal of this study was to develop a methodology for the production of Bismuth Titanate ceramics in the phase Bi4Ti3O12, based on sol-gel route and using polyvinyl alcohol (PVA) as polymerizing agent. Bi4Ti3O12 is a ferroelectric material with great technological appeal due to its potential application in capacitors and memory devices. Moreover, the sol-gel route with PVA, besides enabling particle size control and low contamination during the synthesis, has the advantage of using less expensive reagents than those used in conventional route. The results indicated that ceramic bodies with single phase and relative density of 70% can be obtained after calcination at 800º C and sintering at 1000º C for 2h. These ceramic bodies had microstructure with sub-micrometric rounded grains that assume platelet morphology when reach micrometric dimensions. The impedance diagram of sintered ceramics presented two characteristic semicircles, thermally activated conductivity and dielectric permittivity
characterized by a dispersion at low frequencies due to charge carriers movement in the material. The activation energy for the conductive processes was determined by the low frequency dependence of electric conductivity and modulus on the temperature. In both cases, it was
observed an Arrhenius-type behavior with energies around 0.7 eV. Similar values were obtained for the conductive processes in intra-grain region, at high frequencies. In this case, the energies were obtained only by analyzing the electrical module. The results obtained point out to the
success of the technique to obtain material with good crystallographic quality through a route that is simplified and cost reduced. In the specific case of the material being studied in this work, additional efforts will be required to achieve ceramics with relative density higher than 90%. / O principal objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma metodologia para a produção de cerâmicas de Titanado de Bismuto na fase Bi4Ti3O12, baseada na rota de sol-gel e utilizando polivinil álcool (PVA) como agente polimerizante. O Bi4Ti3O12 é um material ferroelétrico com grande apelo tecnológico devido ao seu potencial de aplicação em capacitores e elementos de memória. Por outro lado, a rota de sol-gel com PVA, além de possibilitar o controle de tamanhos
de partícula e reduzir riscos de contaminação durante a síntese, apresenta a vantagem de utilizar reagentes de custo menor do que os que são utilizados na rota convencional. Os resultados
obtidos indicaram que corpos cerâmicos com fase cristalina única e densidade relativa de 70 % podem ser obtidos após calcinação em 800º C e sinterização a 1000º C por 2h. Estes corpos cerâmicos apresentaram microestrutura com grãos sub-micrométricos arredondados, evoluindo para grãos em forma de plaquetas ao atingir dimensões micrométricas. O diagrama de
impedância das cerâmicas sinterizadas apresentou dois semicírculos característicos, condutividade termicamente ativada e permissividade marcada por dispersão a baixas
frequências devido ao movimento de portadores de carga no material. A energia de ativação para os processos condutivos foi determinada a baixas frequências através da dependência da
condutividade e do módulo elétrico com a temperatura. Em ambos os casos, observou-se um comportamento do tipo Arrhenius, com energias em torno de 0.7 eV. Valores semelhantes foram obtidas para os processos condutivos na região intra-grão, em altas frequências. Neste caso, as
energias foram obtidas somente pela análise do módulo elétrico. O conjunto de resultados obtidos aponta para o sucesso da técnica para obter materiais de boa qualidade cristalográfica
através de uma metologia simplificada e com custo reduzido. No caso específico do material em estudo no presente trabalho, esforços adicionais serão necessários para se obter cerâmicas com densidade relativa superior a 90 %.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/5308 |
| Date | 01 March 2013 |
| Creators | Ferreira, Rudson da Conceição |
| Contributors | Macedo, Zélia Soares |
| Publisher | Pós-Graduação em Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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