Estudo de fenômenos intergranulares em materiais cerâmicos

Resumo

Serão feitas análises de interfaces cerâmicas, por meio da técnica de espectroscopia de impedância, em ampla faixa de freqüência (1 Hz - 110 MHz), de temperatura (78 K - 1600 K) e de pressão parcial de oxigênio (10 ppm - 1 atm) , em vários óxidos cerâmicos importantes para o desenvolvimento de dispositivos eletrocerâmicos, sintetizados por técnicas químicas e sinterizados por meio de diferentes procedimentos experimentais. A análise dos pós cerâmicos pré-sinterização será feita por picnometria de hélio, adsorção gasosa (BET), difração de raios X (DRX), e espectrofotometria da região do infravermelho (FTIR). A técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) será complementada por análises de di fração de raios X, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura para análise microestrutural dos materiais sinterizados na forma de corpos espessos (0,5 - 5 mm) e de filmes (0,1 - 100 um). As modificações nas interfaces serão feitas por meio de tratamentos térmicos de sinterização segundo diferentes proposições: sinterização sob atmosfera controlada, sinterização por queima rápida, sinterização por duas etapas e sinterização por fase líquida. Serão realizados experimentos nos seguintes óxidos: condutores iônicos à base de zircônia e de céria, condutores protônicos à base de ceratos de bário e de estrôncio, e condutores eletrônicos à base de manganitas de terras raras. Todos estes materiais têm aplicação na construção de dispositivos sensores de espécies químicas e em dispositivos para a separação eletroquímica de oxigênio ou de hidrogênio. A análise intergranular, por meio da determinação de fatores de bloqueio, de freqüência e de capacitância, e de larguras de barreiras de potencial, fornecerá subsídios para a elaboração de roteiros de preparação de materiais condutores iônicos, protônicos e eletrônicos com características físicas otimizadas para uso em dispositivos. Os laboratórios envolvidos no projeto participarão com suas infra-estruturas e domínio de conhecimento para síntese de pós, análise microestrutural e espectros copia de impedância (grupo do IPEN) , para síntese de pós e análise física e química de superfícies de pós cerâmicos (grupo da EPUSP), e para síntese de pós e análise de propriedades de transporte em óxidos policristalinos (grupo do IFUSP). (AU)