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Cerâmicas de PZT modificadas com terras raras sintetizadas usando o método dos complexos oxidantes de peróxido (OPM) e sinterizadas por microondas

Processo: 11/14641-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2012
Vigência (Término): 31 de julho de 2013
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química
Pesquisador responsável:Emerson Rodrigues de Camargo
Beneficiário:Liliam Kaori Yamada
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Materiais ferroelétricos   Química de materiais   Química verde

Resumo

Esta Proposta de Pesquisa Científica foi elaborada para ser executada em 24 meses como parte do curso de Mestrado Acadêmico de Liliam Kaori Yamada no Programa de Pós-graduação em Química da UFSCar (PPGQ/UFSCar), avaliado pela CAPES com nível 6. Uma nova rota de síntese por via úmida, conhecida como "the oxidant peroxo method (OPM)", foi recentemente desenvolvida para obtenção de óxidos ferroelétricos baseados em chumbo que será utilizada neste projeto para a síntese de novas composições de PZT modificado com terras raras. Esta técnica baseia-se na reação de óxi-redução entre íons Pb(II) e certos peróxo-complexos inorgânicos de titânio e terras raras em solução aquosa, o que resulta na formação de um precipitado amorfo, de partículas nanométricas, com composição controlada e que cristaliza-se na fase perovskita desejada após um tratamento térmico em baixa temperatura (geralmente menores do que 600 ºC). Duas das principais vantagens dessa nova técnica seriam a obtenção de nanopartículas uniformes e completamente livres de carbono (um contaminante normalmente encontrado em óxidos sintetizados por outros métodos por via úmida) e o uso exclusivo de água como solvente. Como a determinação estrutural destes nanomateriais, tanto em seu estado amorfo quanto em seu estado cristalino, é fundamental para a compreensão das suas propriedades físicas e químicas, propõe-se utilizar técnicas espectroscópicas (espalhamento Raman e absorção na região do infravermelho) de modo complementar e integrado às técnicas tradicionais de difração de raios X. Espera-se determinar a estrutura local dos precursores amorfos e os mecanismos de cristalização que ocorrem nesta nova técnica de síntese e determinar as condições ótimas de síntese de pós obtidos, das condições de sinterização por microondas dos corpos cerâmicos e das propriedades dielétricas e ferroelétricas destes materiais. Espera-se formar um profissional que possa planejar e executar um projeto de pesquisa empregando técnicas de planejamento fatorial e intensivo uso de ferramentas quimiométricas e esteja plenamente capacidado para operar os equipamentos e analisar dados de difração de raios-X de pós, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura e transmissão