ROMEU. M. C. Estudo dos efeitos da adição de TiO2 e V2O5 nas propriedades dielétricas da matriz cerâmica Na2Nb4O11 (NN00) e suas aplicações em ressoadores dielétricos. 2014. 182 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T16:26:59Z
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Previous issue date: 2014-02-12 / In this study were investigated the structural and dielectric properties of the ferroelectric
ceramic monoclinic phase
Na
2
Nb
4
O
11
with the addition of titanium dioxide (TiO
2
) and
vanadium pentoxide (V
2
O
5
) in proportions of 2, 5 and 10% by weight . The
Na
2
Nb
4
O
11
powders were produced by the co
nventional solid state reaction. After calcination
,
the samples were pressed into
cylindrical pellets and then sintered. The study of the structure
and composition of the samples was done by X
-
ray diffract
ion and refinement Rieteveld and
the
morphology study was performed
by Scanning Electron Microscopy . The density
measurements we
re obtained by pycnometry. The dielectric characterization
was performed in
the range of
frequencies radio and microwave . In both cases , a study
was performed of the
properties with
temperature variation for possible application in devices that oper
ate in
Frequency Radio and Microwave . The main objective of this work was to obtain ceramic
dielectric resonators with high dielectric permittivity, low dielec
tric loss and thermal stability
,
because these properties are required for applications in diele
ctric filters and antennas. In the
measurements performed at room temperature of 25 ° C,
was
obtained a high value of the
dielectric permittivity (
ε'r = 129.29 ) with NN2V ( 2 % V2O5 ) and a value of loss tangent ,
relatively low (tan δ = 3.25x10
-
2 ) at 1 MHz. At the temperature of 400 ° C and a fixed
frequency of 1 MHz was obtained a high value of the dielectric permittivity with ε'
r
= 358.23
and
a value of dielectric loss around 3.49 x10
-
1 for sample NN2Ti. The measurement of
temperature coefficient of resonance frequency (
τ
f
) revealed the possibility of achieving the
thermal stability (
τ
f
=0) with increasing level of addition of V
2
O
5
. For NN00 s
ample, obtained
a
τ
f
=
-
3378.42 ppm / ° C. With the addition of V2O5, this value gets closer to zero and
reaches
τ
f
=
-
1348.618 ppm / ° C for NN10V. The measurements in the microwave range was
obtained using the Hakki
-
Coleman method. A numerical simulation
was performed with each
sample, checking for reciprocity with the experimental data. In this study was obtained a
ceramic NN10V, useful for application in low
-
gain omnidirectional antennas devices / Neste trabalho, foram investigadas as propriedades estruturais e dielétricas da fase monoclínica da cerâmica ferroelétrica Na2Nb4O11 com adição de dióxido de titânio (TiO2) e Pentóxido de vanádio (V2O5) nas proporções de 2, 5 e 10% em massa. Os pós Na2Nb4O11 foram produzidos pelo método convencional de reação em estado sólido. Após a calcinação, as amostras foram prensadas na forma de pastilhas cilíndricas e, em seguida, sinterizadas. O estudo da estrutura e da composição das amostras foi feito através de difração de raios-X e Refinamento Rieteveld e um estudo da morfologia foi realizado através de Microscopia Eletrônica de Varredura. As medidas de densidade foram obtidas através da picnometria. A caracterização dielétrica foi realizada na faixa de radiofrequências e de micro-ondas. Em ambos os casos, foram realizados um estudo das propriedades em relação à variação da temperatura para possível aplicação em dispositivos que atuam em Radiofrequência e Microondas. O objetivo principal desse trabalho foi obter ressoadores dielétricos cerâmicos com permissividade dielétrica alta, baixas perdas dielétricas e estabilidade térmica, pois essas propriedades são necessárias para as aplicações em filtros e antenas dielétricas. Nas medidas realizadas em temperatura ambiente de 25°C obtivemos um alto valor da permissividade dielétrica (ε’r = 129.29 ) com o NN2V ( 2% de V2O5) e um valor da tangente de perda, relativamente baixo ( tanδ = 3.25x10-2 ) em 1 MHz. Na temperatura de 400°C e numa frequência fixa de 1 MHz, foi obtido um alto valor da permissividade dielétrica com ε’r= 358.23 e um valor de perda dielétrica em torno de 3,49 x10-1 para amostra NN2Ti. A medida do coeficiente de temperatura da frequência de ressonância (τf) mostrou a possibilidade de atingir a estabilidade térmica (τf = 0) com o aumento do nível de adição de V2O5. Para a amostra NN00, obtivemos um τf= -3378,42 ppm/°C. Com a adição do V2O5, este valor vai se aproximando do zero e atinge τf = -1348,618ppm/°C para o NN10V. As medidas na faixa de micro-ondas foram obtidas utilizando-se o método Hakki-Coleman. Uma simulação numérica foi realizada com cada amostra, verificando-se a reciprocidade com os dados experimentais. Neste estudo obtivemos uma cerâmica NN10V, útil para a aplicação em dispositivos de antenas omnidirecionais de baixo ganho.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufc.br:riufc/10866 |
| Date | 12 February 2014 |
| Creators | Romeu, Mairton Cavalcante |
| Contributors | Sombra, Antônio Sérgio Bezerra |
| 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 UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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