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Caracterização elétrica e microestrutural de cerâmicas policristalinas a base de CaCu3Ti4O12

Processo: 07/51837-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2007
Vigência (Término): 07 de agosto de 2011
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:José Arana Varela
Beneficiário:Miguel Ángel Ramírez Gil
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Araraquara. Araraquara , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:98/14324-0 - Multidisciplinary Center for Development of Ceramic Materials, AP.CEPID
Assunto(s):Dielétricos   Varistores

Resumo

CaCu3Ti4O12 (CCTO) têm despertado grande interesse científico após a descoberta da constante dielétrica (ε) gigante por Subramanian et al [1] e da propriedade não-ôhmica por Chung et al. [2]. Entretanto, a origem de ambas as propriedades, ainda desperta grande polêmica na literatura. Na primeira etapa deste projeto serão preparadas cerâmicas à base de CCTO para analisar o comportamento dielétrico e não-ôhmico mediante espectroscopia dielétrica e medidas de corrente- tensão. Em uma segunda etapa, serão escolhidas as composições com melhor comportamento dielétrico e não-ôhmico para estudos mais específicos como efeito do tratamento térmico posterior em atmosfera controlada (argônio e oxigênio) e taxa de resfriamento rápida nas propriedades elétricas e microestruturais. Nestes sistemas serão estudados detalhadamente a morfologia de domínios, defeitos tipo: twins, contornos antifase e dislocações, análise de contorno de grão e das regiões difusas, pontos triplos, precipitados e segregados utilizando microscopia eletrônica de varredura com canhão de emissão de campo (MEV-FE), transmissão (MET), alta resolução (HRTEM) e técnicas conexas (WBDF, weak-beam dark-field) e sua correlação com as propriedades elétricas. A microquímica será estudada com difração de elétrons de áreas selecionadas DEAS e microdifração e mediante a utilização de detectores adequados como EDS, EELS (para elemento oxigênio) e HAADF (high-angle-annular-dark-field) em contraste Z. Estas medidas serão correlacionadas com a morfologia em escala nanométrica obtida com microscopia de força atômica (MFA). Microscopia de força eletrostática (MFE) será utilizada para determinar o potencial de carga superficial e com isto a porcentagem de barreiras de potencial efetivas nos contornos de grão e ao interior dos grãos. Será medido o valor médio da altura da barreira de potencial utilizando MFE e o conceito de energia potencial capacitivo. (AU)