Síntese e caracterização de compósitos magnetoelétricos particulados de ferritas de Co e Ni e ferroelétricos no CFM

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Atualmente, a otimização do acoplamento magnetoelétrico em materiais compósitos particulados baseia-se na busca por técnicas de processamento que favoreçam uma interface íntegra entre as fases, e por novas combinações composicionais de fases ferroelétricas e magnéticas. Nesse contexto, este trabalho propõe a síntese e caracterização de compósitos magnetoelétricos particulados de diferentes sistemas ferroelétricos, com composições na região de contorno de fase morfotrópico (CFM) por apresentarem maximização dos coeficientes piezoelétricos nessa região combinados com ferritas de níquel ou cobalto por apresentarem relativamente altos coeficientes magnetostrictivos entre as ferritas. Para as fases ferroelétricas, as composições escolhidas foram o titanato zirconato de chumbo, ou Pb(Zr0,53Tio,47)O3 (estrutura perovskita simples), o niobato de magnésio modificado com titanato de chumbo, ou 0,675Pb(Mg1/3Nb2/3)-0,325PbTiO3 (perovskita complexa) e o niobato de bário e chumbo, ou Pb0,61Ba0,39Nb2O6 (estrutura tungstênio bronze). Compósitos dos sistemas ferroelétrico/ferrita foram obtidos na razão molar de 80/20, utilizando o método convencional de mistura de óxidos. Para densificação dos corpos cerâmicos, em diferentes condições de temperatura/tempo, foram utilizadas as técnicas de sinterização convencional e sinterização assistida por pressão (ou no caso, prensagem uniaxial a quente). A relação entre tipo/combinação de fases, técnicas de sinterização, e parâmetros de processamento, com o grau de densificação e de integridade entre as fases foi determinada a partir da caracterização estrutural, microestrutural, física e elétrica dos corpos cerâmicos compósitos (particularmente para aqueles com ferrita de níquel). Como resultado, foi determinado pela primeira vez, um protocolo de processamento (validado apenas para a sinterização assistida por pressão, já que a convencional gerou corpos cerâmicos condutivos) que, independentemente das fases constituintes, possibilita a obtenção de compósitos adequados para investigação e aplicação como multiferróicos magnetoelétricos. Tal protocolo foi testado e bem sucedido para o caso dos compósitos com ferrita de cobalto. Para todos os casos de condições de processamento otimizadas, foram realizadas a caracterização dielétrica, magnética e magnetoelétrica, para a investigação da influência da fase ferroelétrica e/ou magnética nas propriedades multiferróicas. Os valores de coeficiente magnetoelétrico (xME) encontrados foram próximos ou superiores aqueles da maioria dos compósitos particulados já conhecidos, com a combinação PMN-PT/NFO, apresentando a maior razão dxME /dH entre os compósitos estudados. Um quadro geral da dependência da resposta magnetoelétrica em função dos principais parâmetros utilizados para a investigação, neste trabalho, é apresentado comprovando a estreita relação entre alta densidade e integridade de fases com a maximização do acoplamento magnetoelétrico.

ASSUNTO(S)

magnetoelétrico prensagem uniaxial a quente piezoeletricidade magnetoestricção fisica

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