Estudo das propriedades estruturais, morfológicas e elétricas de cerâmicas de Titanato de Bário (BaTiO3) otimizadas com Óxido de Zinco (ZnO)

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dc.contributor.advisor1Silva, Hermínia Veridiana dos Santos Pessoni e
dc.contributor.referee1Silva, Hermínia Veridiana dos Santos Pessoni e
dc.contributor.referee1Alves, Thiago Eduardo Pereira
dc.contributor.referee1Franco Júnior, Adolfo
dc.creatorAlves, Luiz Henrique Borges
dc.date.accessioned2025-02-05T12:10:19Z
dc.date.available2025-02-05T12:10:19Z
dc.date.issued2024-02-02
dc.description.abstractIn this work, two sets of ceramic samples of Barium Titanate were produced and studied, one produced from commercially available powder and the other from the precursors Barium Carbonate (BaCO3) and Titanium Dioxide (TiO2) through Solid State Reaction. Zinc Oxide (ZnO) was added as a sintering additive to obtain ceramic pellets, with a sintering temperature (1200 °C) lower than usual (≥ 1350 °C). The samples were studied using the Archimedes method, X-ray Diffraction, Rietveld Refinement, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy and Dielectric Permittivity Spectroscopy. The determination of density using the Archimedes method demonstrated a relationship between the increase in densification of the pellets with the increase in the concentration of ZnO, observing an increase of at least 6% in densification with the addition of ZnO. X-ray Diffraction allowed the verification of the formation of the BaTiO3 phase for all samples without the formation of spurious phases, as well as obtaining the lattice parameters for the samples through Rietveld refinement. Fourier Transform Infrared Spectroscopy allowed us to observe how the addition of ZnO impacts the characteristic bands of the T i − O bond, with a slight shift of the band bottom to regions of lower wave numbers as the concentration of the additive increases. Scanning Electron Microscopy made it possible to observe the reduction in porosity in the samples as the additive concentration was increased, as well as the comparison of grain sizes between samples. Dielectric Permittivity Spectroscopy made it possible to observe the dielectric permittivity of the samples, with values of the order of εr = 10³ being observed in a wide frequency range for the sample with more optimized electrical properties with the addition of additive. With these results, the obtaining of Barium Titanate ceramics with structural, morphological and electrical properties of interest was optimized among the different routes studied.
dc.description.resumoNeste trabalho foram produzidos e estudados dois conjuntos de amostras cerâmicas de Titanato de Bário, um produzido a partir do pó comercialmente disponível e o outro a partir dos precursores carbonato de bário (BaCO3 ) e dióxido de titânio (TiO2) através de Reação de Estado Sólido. Foi adicionado óxido de zinco (ZnO) como aditivo de sinterização para obtenção de pastilhas cerâmicas com temperatura de sinterização (1200 °C) mais baixa que o usual (≥ 1350 °C). As amostras foram estudadas através do método de Arquimedes, Difração de Raios X, Refinamento Rietveld, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia de Permissividade Dielétrica. A determinação da densidade pelo método de Arquimedes demonstrou uma relação entre o aumento da densificação das pastilhas com o aumento da concentração de ZnO, observando um aumento de no mínimo 6% de densificação com o acréscimo de ZnO. A Difração de Raios X permitiu a verificação de formação da fase BaTiO3 para todas as amostras sem a formação de fases espúrias, bem como a obtenção dos parâmetros de rede para as amostras através do refinamento de Rietveld. A Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier permitiu observar como a adição de ZnO impacta as bandas características da ligação T i − O, com leve deslocamento do fundo de banda para regiões de menores números de onda conforme se aumenta a concentração do aditivo. A Microscopia eletrônica de Varredura permitiu observar a redução de porosidade nas amostras conforme foi aumentada a concentração de aditivo, bem como a comparação de tamanho dos grãos entre as amostras. A Espectroscopia de Permissividade Dielétrica permitiu observar a permissividade dielétrica das amostras, sendo observados valores da ordem de εr = 10³ em uma ampla faixa de frequência para a amostra com propriedades elétricas mais otimizadas com adição de aditivo. Com estes resultados, foi otimizada a obtenção de cerâmicas de Titanato de Bário com propriedades estruturais, morfológicas e elétricas de interesse dentre as diferentes rotas estudadas.
dc.identifier.citationALVES, Luiz Henrique Borges. Estudo das propriedades estruturais, morfológicas e elétricas de cerâmicas de Titanato de Bário (BaTiO3) otimizadas com Óxido de Zinco (ZnO). 2024. 58 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) - Instituto de Física, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/26567
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.courseFísica (RMG)
dc.publisher.departmentInstituto de Física - IF (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectTitanato de bário
dc.subjectÓxido de zinco
dc.subjectSíntese
dc.subjectSinterização
dc.subjectPropriedades elétricas
dc.subjectBarium titanate
dc.subjectZinc oxide
dc.subjectSynthesis
dc.subjectSintering
dc.subjectElectrical properties
dc.titleEstudo das propriedades estruturais, morfológicas e elétricas de cerâmicas de Titanato de Bário (BaTiO3) otimizadas com Óxido de Zinco (ZnO)
dc.typeTrabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG)

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