Processamento Assistido por Campo Elétrico de Eletrocerâmicas: características (micro)estruturais e propriedades dielétricas

Resumo

A sinterização ultrarrápida assistida por campo elétrico (flash sintering) foi introduzida na literatura em 2010 pelo grupo do Prof. R. Raj. Com esta técnica, materiais cerâmicos diversos vêm sendo produzidos em temperaturas relativamente baixas e em apenas alguns segundos (efeito flash), sendo desse modo economicamente viável e energeticamente eficiente. Mais recentemente, em 2016, demonstramos que também é possível a verificação de síntese ultrarrápida de óxidos cerâmicos com o auxílio de campo elétrico, o que chamamos de flash synthesis. Estes fenômenos são um tópico na fronteira do conhecimento relacionado ao processamento de materiais cerâmicos, apresentando ainda várias incógnitas sobre a fenomenologia física envolvida. Uma das grandes questões a ser respondida é: qual a origem física em nível microestrutural deste efeito flash? Neste sentido, propõe-se uma abordagem avançada do problema, considerando tanto a experiência da pesquisadora proponente no tema quanto do próprio Prof. R. Raj, inventor da técnica de flash sintering. O projeto será desenvolvido em materiais diversos, escolhidos por suas potenciais aplicações em dispositivos da indústria eletroeletrônica, i.e., varistores (ZnO), dielétricos para capacitores (ACu3Ti4O12 (A = Ca, Bi2/3)) e eletrólitos sólidos para baterias de Li (Li3xLa2/3xTiO3). O estudo combinará várias técnicas como: espectroscopia de impedância; características corrente-voltagem (I-V); microanálise química; avaliação do desenvolvimento de fases por meio de difração de raios X, etc. Finalmente, a proposta é contribuir substancialmente para o entendimento dos fenômenos por trás destes efeitos flash.