Síntese e caracterização estrutural de cerâmicas de BaTiO3 modificadas com íons Gd+3

  • Marco Aurélio Oliveira Universidade Federal de Uberlândia
  • Jean Claude M' Peko Instituto de Física de São Carlos (IFSC)
  • Antônio Carlos Hernandes Instituto de Física de São Carlos (IFSC)
  • Yanela Mendez González
  • José de los Santos Guerra Universidade Federal de Uberlândia

Abstract

Síntese e caracterização estrutural em cerâmicas BaTiO3 modificadas com os íons de gadolínio (Gd3+)serão usados como modificadores da estrutura perovskita em substituição dos íons de bário (Ba2+)  no sítios A considerando as fórmulas química Ba1-xGdxTiO3(sendo x = 0.001, 0.002, 0.003, 0.004 e 0.005). As propriedades estruturais foram investigadas através da técnica de DRX e análise pelo método de Reitveld à temperatura ambiente, Os materiais foram obtidos a partir do método de Pechini (ou Método dos Precursores Poliméricos). Os resultados obtidos através da técnica de difração de raio-x confirma a formação da fase ferroelétrica para todas as composições estudadas com a presença de fase secundaria de carbonato para as amostras calcinadas, que são eliminadas durante o processo de sinterização. Os resultados obtidos pela técnica de refinamento Reitveld revela um decréscimo do volume com o aumento da concentração de Gadolínio que está associado à diferença dos raios iônicos dos íons (Gd3+ e Ba2+), quando o íon dopante substitui o sítio da estrutura perovskita.

DOI: http://dx.doi.org/10.30609/JETI.2018-6296

Author Biographies

Marco Aurélio Oliveira, Universidade Federal de Uberlândia
Departamento de Física
Jean Claude M' Peko, Instituto de Física de São Carlos (IFSC)
Grupo de Nanomateriais e Cerâmicas Avançada
Antônio Carlos Hernandes, Instituto de Física de São Carlos (IFSC)
Grupo de Nanomateriais e Cerâmicas Avançada

References

XU, Y. Ferroeletric Materials and their Applications. Nethelands: Elsevier Science Publisher, 1991.

Petrović MMV, Bobić JD, Stojanović BD: History and Challenges of Barium Titanate: Part I. Science of Sintering 2008;40: 155–165.

Sayer M, Sreenivas K: Ceramic Thin Films: Fabrication and Applications. Science 1990;247: 1056–1060.

Cohen RE: Origin of ferroelectricity in perovskite oxides. Nature 1992;358: 136–138.

Pechini MP: Method of preparing lead alkaline earth titanetes and niobats and coating method using the sameto form a capacitor. U.S patent. 3.330.697, July 1967.

Villiers JPRD: Crystal Structures of Aragonite, Strontianite, and Witherite. The American Mineralogist 1971;56: 758–767.

BUTTNER, R. H.; MASLEN, E. N. Structural Parameters and Electron Difference Density in BaTiO3. Acta Crystallographica , v. B48, p. 764 –769, May 1992

Fang TT; Tsay JD: Effect of pH on the Chemistry of the Barium Titanium Citrate Gel and Its Thermal Decomposition Behavior. J Am Ceram Soc. 2001;84: 2475–2478.

Brito SLM; Gouvêa D: Obtenção de BaTiO3 livre de resíduos de carbonato de bário pelo método dos precursores poliméricos. Cerâmica 2011;57: 338 –347

Prado LR, Resende NS, Silva RS, Egues SMS, Salazar-Banda GR: Influência do método de síntese para prepração de nanopartículas de titanato de Bário. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 (Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2). São Paulo: Blucher, 2015: 13902–13909.

Pechini MP: Method of preparing lead alkaline earth titanetes and niobats and coating method using the sameto form a capacitor. U.S patent. 3.330.697, July 1967.

Villiers JPRD: Crystal Structures of Aragonite, Strontianite, and Witherite. The American Mineralogist 1971;56: 758–767.

Tomaszewski PE: Structual phase transition in crystals I. Database. Phase Transitions 1992;38: 127–220.

Ben L, Sinclair DC: Anomalous Curie temperature behavior of A-site Gd-doped BaTiO3 ceramics: The influence of strain. Appl Phys Lett. 2011;98: 092907.

Buscaglia MT, Viviani M, Buscaglia V, Bottino C: Incorporation of Er3+ into BaTiO3. J Am Ceram Soc. 2002;85: 1569 –1575

Shannon RD: Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Crystallographic. A 1976;32: 751–762

Tsur Y, Dunbar TD, Randall CA: Crystal and Defect Chemistry of Rare Earth Cations in BaTiO3. J Electroceram. 2001;7: 25–34

Denton AR, Ashcroft NW: Vegard‟s law. Phys Rev. A 1991;43: 3161–3164.

Published
2018-10-18
Section
Artigos