Sinterização e caracterização de cerâmicas dielétricas de alta permissividade do tipo BZT-BaTiZrO3 e BST - BaTiSrO3 para aplicações em linhas de transmissões não lineares

• Processo: 20/04395-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de setembro de 2020 - 28 de fevereiro de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Materiais Elétricos
• Pesquisador responsável: Lauro Paulo da Silva Neto
• Beneficiário: Lauro Paulo da Silva Neto
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Arlindo Flávio da Conceição ; Eduardo Antonelli ; Elizete Gonçalves Lopes Rangel ; Joaquim José Barroso de Castro ; José Osvaldo Rossi ; Sérgio Ronaldo Barros dos Santos
• Assunto(s): Cerâmicas dielétricas Sinterização Linhas de transmissão não lineares Titanatos Bário Estrôncio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: BaTiSrO3- Titanato de Bário dopado com Estrôncio | BaTiZrO3- Titanato de Bário dopado com Zircônia | Cerâmica dielétrica não linear | efeito não linear | Linhas de Transmissões não lineares | Permissividade não linear | Engenharia Elétrica

Resumo

Linhas de Transmissões Não Lineares (LTNLs) é uma área de pesquisa que tem sido investigada para geração de sinais de RF com aplicações em radares, plataformas móveis de defesa e satélites. Seu funcionamento baseia-se no comportamento não linear de seus componentes eletrônicos em função da tensão (capacitores) e/ou corrente elétrica aplicada (indutores). As linhas não lineares podem ser utilizadas para geração de sólitons ou compressão do pulso, dependendo das características de construção da linha e também do pulso de entrada. Uma promissora área de pesquisa são as cerâmicas dielétricas de alta permissividade e alta taxa de não linearidade apresentada por estes materiais quando submetido a uma variação de tensão elétrica, isso é essencial para a construção das LTNLs. A frequência de oscilação produzida na linha depende diretamente do nível de tensão de entrada e da taxa de não linearidade do capacitor e/ou indutor, partindo de alguns MHz e podendo chegar até algumas dezenas de GHz. Outro parâmetro positivo para o emprego das cerâmicas dielétricas é a alta rigidez dielétrica podendo chegar a várias dezenas de kV/mm, permitindo a geração de sinais de alta potência, resultando em alcances maiores para o sinal de RF. Neste projeto, a proposta consiste em sintetizar cerâmicas dielétrica utilizando a composição BaTiZrO3 - BZT e BaTiSrO3 - BST ambas são capazes de apresentar alta permissividade elétrica - µ >10000 associada à uma alta rigidez dielétrica > 5kV/mm, dependo da concentração dos elementos dopantes e das condições em que o material é sintetizado. A caracterização destes materiais cerâmicos consiste em realizar medidas da capacitância em função da tensão CxV, da frequência Cxf e na medida da rigidez dielétrica através de ensaios de ruptura do dielétrico. As cerâmicas dielétricas produzidas neste projeto de pesquisa serão empregadas futuramente em outro projeto na construção de linhas de transmissões não lineares capacitivas- LTNC de alta tensão ou linhas de transmissões não lineares híbridas - LTNH de alta tensão, ambas com aplicações nas áreas de radiodifusão, militar e espacial. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

AREDES, RANGEL G. G.; ANTONELLI, EDUARDO; SILVA NETO, LAURO P.; ROSSI, JOSE O. O.; LIMA, GUSTAVO N. N.; BARROSO, JOAQUIM J. J.; RANGEL, ELIZETE G. L.; SCHAMILOGLU, EDL. Development of Tunable Ferroelectric Ceramic Capacitors. IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL, v. 70, n. 8, p. 8-pg., 2023-08-01. (18/26086-2, 20/04395-3)

AREDES, RANGEL GRAUDISTON; ANTONELLI, EDUARDO; SILVA NETO, LAURO P.; ROSSI, JOSE O.; SCHAMILOGLU, EDL. Tunability Behavior of (Ba, Ca)(Zr, Ti)O-3 Ceramic Capacitors Powered by Thermally Induced Phase Transitions With Applications to Nonlinear Transmission Lines. IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, v. N/A, p. 8-pg., 2022-05-12. (18/26086-2, 20/04395-3)