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Preparação e estudo de propriedades ferroelétricas e dielétricas em materiais nanoestruturados de Ba(ZrxTi1-x)O3 (x=0.05 e x=0,30) sinterizados via radiação laser

Processo: 08/57188-3
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2009
Vigência (Término): 10 de novembro de 2009
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Antônio Carlos Hernandes
Beneficiário:Eduardo Antonelli
Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:98/14324-0 - Multidisciplinary Center for Development of Ceramic Materials, AP.CEPID
Assunto(s):Dielétricos   Materiais cerâmicos   Materiais nanoestruturados   Materiais ferroelétricos

Resumo

Nesse projeto, três abordagens inovadoras estão sendo propostas: 1) a produção de filmes espessos nanoestruturados ferroelétricos de Ba (ZrxTi1-x)O3 (0 = 0,05 e x = 0,30) utilizando a técnica de deposição por eletroforese; 2) o estudo e utilização das características térmicas da sinterização por varredura a laser para densificação dos filmes espessos minimizando o crescimento de grãos; 3) o estudo das propriedades ferroelétricas e dielétricas em função dos parâmetros experimentais, particularmente o tamanho de grão. As características únicas de materiais nanoestruturados, essencialmente grãos ultrafinos e alta densidade de defeitos na rede cristalina, faz com que fenômenos associados ao tamanho e contornos de grão sejam evidenciados. Portanto, o estudo das propriedades físicas desses materiais é de fundamental importância científica. A motivação está centrada na tendência de miniaturização dos dispositivos eletrônicos e no grande espectro de aplicações tecnológicas: de um capacitor a até sistemas micro-eletro-mecânicos (MEMS). Em sintonia com esta tendência, materiais ferroelétricos produzidos na forma de filmes espessos (>10 μm de espessura) têm sido utilizados em transformadores de impedância, micro-atuadores, sensores piezelétricos e no desenvolvimento dos MEMS, devido a sua alta sensibilidade e amplo intervalo de freqüência de trabalho quando comparados aos filmes finos. O estudo de materiais a base do BaTiO3 (BTO) é de interesse porque a sua estrutura cristalina é simples e suas propriedades podem ser controladas pela substituição de elementos na sub-rede catiônica. As características associadas ao processo de produção, como cristalinidade e tamanho de partícula, por exemplo, são dependentes da técnica utilizada para a obtenção dos nanopós. Além disso, a obtenção de materiais cerâmicos a base de BTO (corpos cerâmicos ou filmes espessos) com tamanho de grão nanométrico somente tem sido conseguida com poucas técnicas de sinterização. A sinterização por varredura a laser tem potencialidade para esta finalidade. (AU)