Calcinação por micro-ondas de precursores poliméricos de materiais piezoelétricos nanoestruturados livres de chumbo do sistema BCZT

• Processo: 19/25921-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2021
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Rodolfo Foster Klein-Gunnewiek
• Beneficiário: Beatriz de Goes Foschiani
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/13769-1 - Materiais multiferróicos e ferroelétricos para conversores de energia: síntese, propriedades, fenomenologia e aplicações, AP.TEM
• Assunto(s): Materiais cerâmicos Materiais ferroelétricos Cerâmica piezoelétrica Micro-ondas Sensores piezoelétricos Estequiometria Método dos precursores poliméricos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bczt | Calcinação | livre de chumbo | Micro-ondas | piezoelétrico | precursores poliméricos | Materiais cerâmicos

Resumo

Há muito já se sabe da importância de materiais ferroelétricos com propriedades piezoelétricas para o desenvolvimento tecnológico mundial. Dentre tais materiais, o mais bem estudado e aplicado para ta função é o titanato-zirconato de chumbo. Entretanto, por conter um metal pesado e tóxico (Pb), seu uso tem sido cada mais vez mais restringido. Para suprir a demanda, materiais livres de chumbo tem sido pesquisados. Entretanto é um grande desafio encontrar um sistema que não contenha chumbo e que apresente todas as características essenciais à aplicação, desde a facilidade até as propriedades conseguidas. Dentre os materiais livres de chumbo, os titanatos-zirconatos de bário e cálcio tem sido reportados como um possível candidato à substituição dos sistemas contendo chumbo. Entretanto, os sistemas obtidos apresentam particulado muito grosseiro ou são mais difíceis de sintetizar e sinterizar. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo sintetizar o BCZT em diferentes estequioemetrias (BZT-xBCT, com x variando de 0,2 a 0,8) por método baseado em precursores poliméricos, assistido por micro-ondas. As micro-ondas serão empregadas na etapa de secagem da resina e, de forma muito controlada e criteriosa, na etapa de calcinação, objetivo principal deste trabalho. Os resultados serão analisados segundo as condições de síntese para a obtenção da fase desejada, visando futuras aplicações do material em dispositivos piezoelétricos. Para tanto, a bolsista terá contato com a síntese e as diversas técnicas básicas para a caracterização de pós-cerâmicos, tais como: ATD/TG, DRX, BET, MEV, MET e dilatometria, além da possibilidade de análise do efeito da estequiometria na síntese de BCZT.