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

• Processo: 18/19370-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2019
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Lilian Menezes de Jesus
• Beneficiário: Lilian Menezes de Jesus
• Pesquisador Anfitrião: Rishi Raj
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Colorado Boulder, Estados Unidos
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Eletrocerâmicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: eletrocerâmicas | (Micro)estrutura | Processamento assistido por campo elétrico | resposta dielétrica | Cerâmicos

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.

Publicações científicas

(8)

(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)

AVILA, VIVIANA; YOON, BOLA; GHOSE, SANJIT; RAJ, RISHI; JESUS, LILIAN M.. Phase evolution during reactive flash sintering of Li6.25Al0.25La3Zr2O12 starting from a chemically prepared powder. Journal of the European Ceramic Society, v. 41, n. 8, p. 4552-4557, JUL 2021. (18/19370-6)

YOON, BOLA; AVILA, VIVIANA; KATHIRIA, RUSHI; JESUS, LILIAN M.. Effects of powder dispersion on reactive flash sintering of 8 mol% yttria-stabilized zirconia and MgAl2O4 composites. SCRIPTA MATERIALIA, v. 189, p. 5-pg., 2020-12-01. (18/19370-6)

YOON, BOLA; AVILA, VIVIANA; RAJ, RISHI; JESUS, LILIAN M.. Reactive flash sintering of the entropy-stabilized oxide Mg0.2Ni0.2Co0.2Cu0.2Zn0.2O. SCRIPTA MATERIALIA, v. 181, p. 48-52, MAY 2020. (18/19370-6)

JESUS, L. M.; SILVA, R. S.; RAJ, R.; M'PEKO, J-C. Electric field-assisted flash sintering of Bi2/3Cu3Ti4O12 starting from a multi-phase precursor powder. Journal of the European Ceramic Society, v. 40, n. 12, p. 4004-4009, SEP 2020. (18/19370-6)

AVILA, VIVIANA; YOON, BOLA; INGRACI NETO, RUBENS R.; SILVA, RONALDO S.; GHOSE, SANJIT; RAJ, RISHI; JESUS, LILIAN M.. Reactive flash sintering of the complex oxide Li0.5La0.5TiO3 starting from an amorphous precursor powder. SCRIPTA MATERIALIA, v. 176, p. 78-82, FEB 2020. (18/19370-6)

JESUS, L. M.; BARBOSA, L. B.; ARDILA, D. R.; SILVA, R. S.; M'PEKO, J. -C.. Electrical microstructure evolution of CaCu3Ti4O12 (CCTO) ceramics: From resistive and core shell-like to semiconducting grains. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 49, n. 15, p. 8-pg., 2023-06-14. (18/19370-6)

LAVAGNINI, ISABELA R.; CAMPOS, JOAO, V; JESUS, LILIAN M.; PALLONE, ELIRIA M. J. A.. Influence of forming methods on the microstructure of 3YSZ flash-sintered ceramics. MATERIALIA, v. 22, p. 6-pg., 2022-04-19. (18/19370-6, 18/04331-5, 21/06509-9)

YOON, BOLA; AVILA, VIVIANA; LAVAGNINI, ISABELA R.; CAMPOS, JOAO V.; JESUS, LILIAN M.. Reactive Flash Sintering of Ceramics: A Review. ADVANCED ENGINEERING MATERIALS, v. N/A, p. 19-pg., 2022-09-14. (18/19370-6, 19/03786-1, 21/06509-9)