Influência do excesso de chumbo na estabilidade da fase ferroelétrica em cerâmicas e filmes finos

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Data

2017-08-16

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Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

O presente trabalho tem como objetivo investigar a influência do excesso de PbO na estabilização da fase ferroelétrica do sistema titanato zirconato de chumbo modificado com lantânio, o Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), bem como, a influência nas propriedades estruturais e suas correlações com as propriedades microestruturais, dielétricas e ferroelétricas. Cerâmicas e filmes finos de PLZT foram obtidos considerando diferentes composições com simetrias romboédrica e tetragonal, com grupo espacial (R3m) e (P4mm), respectivamente. As composições nominais Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,6895Ti0,2955)O3 e Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,52205Ti0,46295)O3, foram obtidas sem excesso de PbO e com os excessos 0,02; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 em mols. Os pós-precursores foram preparados por mistura convencional de óxidos, e utilizados para conformação das cerâmicas e para obter a resina precursora utilizada na síntese dos filmes finos. Para o estudo das propriedades estruturais e microestruturais, foram utilizadas as técnicas de difração de raios X (DRX), Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Dispersão de Energia (EDX). As propriedades ferroelétricas e dielétricas foram investigadas a partir da dependência da polarização com o campo elétrico e resposta dielétrica com temperatura, respectivamente. Os refinamentos da estrutura foram obtidos pelo método Rietveld e auxiliaram na obtenção dos parâmetros de estruturais e na determinação da quantidade percentual de cada fase presente no composto em função do excesso de PbO. As propriedades dielétricas e ferroelétricas dos corpos cerâmicos foram alteradas para os diferentes excessos de PbO. Os filmes finos foram preparados através de um método químico. O estudo da temperatura de pirólise foi realizado, com os diferentes pós-obtidos, os resultados revelaram que a temperatura de 300ºC e com 20% de PbO contribuí para formação de filmes monofásicos. Os resultados obtidos foram discutidos e comparados de acordo com as teorias descritas na literatura atual.
The objective of the present work is to investigate the influence of excess PbO on the stabilization of the ferroelectric phase of the lanthanum-modified lead zirconate titanate system, Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), as well as the influence on the structural properties and its correlations with microstructural, dielectric and ferroelectric properties. PLZT ceramics and thin films were obtained considering different compositions with rhombohedral and tetragonal structures, with spatial group (R3m) and (P4mm), respectively. The nominal compositions Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,6895Ti0,2955)O3 and Pb(0,94)La(0,06)(Zr0,52205Ti0,46295)O3, were obtained with no excess of PbO and with excesses in mols 0,02; 0,05; 0,10; 0,15; 0,2. The precursor powders were prepared by conventional mixing of oxides, and used for conformation of the ceramics and to obtain the precursor resin used in the synthesis of the thin films. For the study of the structural and microstructural properties, X-ray diffraction (XRD), Raman Spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) were used. The ferroelectric and dielectric properties were investigated from the dependence of the polarization with the electric field and dielectric response with temperature, respectively. The structure refinements were obtained by the Rietveld method and the structural parameters and used to evaluate the percentage amount of each phase present in the compound as a function of excess PbO. The dielectric and ferroelectric properties of the ceramic bodies were altered for the different PbO excesses. The thin films were prepared by a chemical method. The study of the pyrolysis temperature was performed, with the different powders obtained, the results revealed that the temperature of 300ºC and with 20% of PbO contribute to the formation of monophasic films. The obtained results have been discussed and compared according to the theories described in the current literature.

Descrição

Palavras-chave

Síntese, PLZT, Cerâmicas, Filmes finos, PbO, Synthesis, Ceramics, Thin films

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