FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Neste trabalho utilizou-se reaÃÃes do estado sÃlido com sucesso na produÃÃo de
matrizes cerÃmicos compositas a base de Cr0,75Fe1,25O3(CRFO100), Fe0,5Cu0,75Ti0,75O3(FCTO100), Pb(Fe0,5Nb0,5O3) (PFN100) e CaTiO3 (CTO), para o estudo de suas propriedades estruturais e elÃtricas visando o seu possivel uso em circuitaria eletrÃnica, de rÃdio-frequencia e microondas. Os procedimentos envolvidos para obtenÃÃo das amostras seguiram a rota de produÃÃo de cerÃmicas, sendo que numa primeira etapa realizou-se a homogeneizaÃÃo dos pÃs com o objetivo de tornar a reaÃÃo mais eficaz, pois a promoÃÃo do contato por igual dos reagentes facilita a formaÃÃo da substÃncia desejada. ApÃs o procedimento de homogeneizaÃÃo, a obtenÃÃo de cada sÃrie de amostras seguiram suas caracterÃsticas operacionais, como por exemplo: tempo e temperatura de reaÃÃo. As duas primeiras sÃries Cr0,75Fe1,25O3(CRFO100)-- Fe0,5Cu0,75Ti0,75O3 (FCTO100), e Pb(Fe0,5Nb0,5O3) (PFN100)--Cr0,75Fe1,25O3 (CRFO100), foram estudadas por raios-X, MEV, EDSX, espectroscopia MÃssbauer, propriedades elÃtricas em funÃÃo da temperatura, caracterizaÃÃes na faixa de micoondas com a tÃcnica Hakki-Coleman e por Ãltimo a caracterizaÃÃo das amostras como antenas ressoadoras dielÃtricas. A Ãltima sÃrie Cr0,75Fe1,25O3 (CRFO100)-- CaTiO3 (CTO) foi estudada por todas as tÃcnicas mencionadas, com exceÃÃo das tÃcnicas MEV, EDSX, espectroscopia MÃssbauer. Este trabalho tem como objetivo sintetizar, caracterizar novas materiais ceramicos compositos para uso em dispositivos eletrÃnicos, microondas e radio-freqÃÃncia. Foram sintetizadas e caracterizadas amostras com as seguintes estequiometrias: Cr0,75Fe1,25O3 (CRFO100), Fe0,5Cu0,75Ti0,75O3 (FCTO100), Pb(Fe0,5Nb0,5O3) (PFN100) e CaTiO3 (CTO). Mediante a sÃntese das amostras anteriomente relatadas procedeu-se a formaÃÃo dos compÃsitos em diferentes concentraÃÃes e consequente formaÃÃo das sÃries na seguinte ordem: (CRFO)x-(FCTO)100-x, com x= 0, 17, 34, 50, 66, 83 e 100% em massa; (PFN)x -(CRFO)100-x, com x = 0, 10, 50, 90 e 100% em massa e xCRFO- (1- x)CTO com x= 0, 10, 50, 90 e 100% em mol.
A identificaÃÃo e o subsequente refinamento dos dados para a primeira sÃrie revelaram uma estrura trigonal para o CRFO100 e uma estutra cÃbica para o FCTO100. no caso da segunda sÃrie o PFN100 apresentou uma estrutura tetragonal e na terceirasÃrie o CTO uma estrutura ortorrÃmbica. Pela espectrosocopia MÃssbauer foram confirmados no caso das duas primeiras sÃries, o estado de oxidaÃÃo do ferro (Fe3+) presente nas amostras analisadas e sua coordenaÃÃo no sÃtio cristalino em funÃÃo da quantidade de ferro presente nos compÃsitos. Com exceÃÃo do PFN100, a morfologia das amostras em geral foi caracterizada pela diversidade de formas e tamanho para todas as amostras das duas primeira sÃries. A anÃlise quÃmica elementar forneceu resultados quantitativos acerca dos elementos presentes nas amostras investigadas. Pelas respostas observadas na faixa de radio-freqÃÃncia, ficou evidenciada uma regiÃo de dispersÃo, caracteristica de processo de polarizaÃÃo dipolar. Experimentos foram realizados com variaÃÃo de temperatura e as propriedades dielÃtricas foram medidas (permissividade e perda dielÃtrica). Foi obtido o TCC (Coeficiente de Temperatura da CapacitÃncia), numa faixa de temperatura de 250C a 1000C, observando que as duas primeiras sÃries apresentaram relaxaÃÃo ativada pela temperatura. Medidas na regiÃo de microondas (300 MHz < f < 30 GHz) foram realizadas, no caso da primeira sÃrie para as amostras CRFO100, CRFO50 e FCTO100. Os resultados apresentados sÃo promissores para aplicaÃÃes como dispositivos em microondas. No caso da segunda sÃrie apenas em duas amostras (CRFO100 e PFN10) foi possÃvel determinar a freqÃÃncia ressonante, permissividade dielÃtrica e a perda dielÃtrica pelo o mÃtodo utilizado neste estudo
(mÃtodo Hakki-Coleman), provalvelmente devido a elevada perda dielÃtrica apresentada pelas amostras. Para a terceira sÃrie, em todas as amostras foi possÃvel a localizaÃÃo da frequencia ressonante, permissividade dielÃtrica e a perda dielÃtrica. Para a serie CRFO-CTO foi observada a possibilidade de obtenÃÃo de um composito com TCC=0. Amostras nas tres series estudadas apresentam permissividades dieletricas altas (10) e algumas com baixas perdas podendo ser usadas na miniaturizaÃÃo em dispositivos de microndas e aplicaÃÃes em telecomunicaÃÃes / In this work the solid state procedure was used, with success, in the production
of ceramic matrix composites based in Cr0,75Fe1,25O3(CRFO100), Fe0,5Cu0,75Ti0,75O3 (FCTO100), Pb(Fe0,5Nb0,5O3) (PFN100) e CaTiO3 (CTO), for the study of the structural and electrical properties of these composites for the possible use in electronic, radio-frequency and microwave circuitry. The first two series Cr0,75Fe1,25O3(CRFO100)--Fe0,5Cu0,75Ti0,75O3 (FCTO100), and Pb(Fe0,5Nb0,5O3) (PFN100)--Cr0,75Fe1,25O3 (CRFO100), were studied by the X-ray, MEV, EDSX, MÃssbauer spectroscopy and electrical properties as a function of temperature . The study of the electrical properties at the microwave region was done using the Hakki-Coleman technique and operating the samples as a dielectric resonator antenna. The series Cr0,75Fe1,25O3 (CRFO100)--CaTiO3 (CTO) was studied by all the mentioned techniques, except for the techniques MEV, EDSX and MÃssbauer
spectroscopy. This work has the objective to synthesize and to characterize new
composite materials for use in electronic, microwave and radio-frequency devices.
After the synthesis of the samples the formation of the composites in the following series: (CRFO)x-(FCTO)100-x, with x = 0, 17, 34, 50, 66, 83 and 100% in mass; (PFN)x - (CRFO)100-x, with x = 0, 10, 50, 90 and 100 in mass % and xCRFO - (1-x)CTO with x = 0, 10, 50, 90 and 100 in mol %. The identification and the subsequent refinement of the data for the first series revealed a trigonal structure for the CRFO100 and a cubic structure for the FCTO100. In the case of the second series, the PFN100 present a tetragonal structure and in the third series, the CTO present an ortorhombic structure. The MÃssbauer spectroscopy confirmed in the case of the first two series, the state of oxidation of the iron (Fe3+) and itÂs coordination in all composites. Except for the PFN100, the morphology of the grains in the samples was characterized by the diversity in the form and size for all the samples of the first two series. The elementary chemical analysis supplied quantitative results concerning of the present elements in the investigated samples. It was observed by the RF measurements a dispersion which is characteristic of the process of dipolar polarization. The dielectric properties with temperature was also studied. The TCC (Temperature Coefficient of Capacitance) and activation energy associated to the modulus formalism was obtained in a temperature interval of 25oC to 100oC. Measurements in the microwave region (300 MHz <f <30 GHz) were accomplished in the case of the first series for the samples CRFO100, CRFO50 and FCTO100. For the CRFO-CTO series, a possibility to obtaina composite with TCC=0 was observed. Samples in the tree series are presenting high value of the dielectric permittivity (10) and low loss, which is necessary to the miniaturization of components to be used in microwave devices, and in telecommunications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:1268 |
| Date | 24 January 2008 |
| Creators | Francisco Nivaldo Aguiar Freire |
| Contributors | AntÃnio SÃrgio Bezerra Sombra, Lindomar Roberto Damasceno da Silva, Luiz Constantino Grombone Vasconcellos, Oswaldo Luiz Alves, Sidney Jose Lima Ribeiro |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em QuÃmica InorgÃnica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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