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Título: Desenvolvimento do compósito magneto-dielétrico de Y3Fe5O12/CaTiO3 para uso em dispositivos que operem micro-ondas
Título em inglês: Development of a magneto-dieletric composite based on Y3FE5O12/CATIO3 for microwaves devices
Autor(es): Paiva, Denis Valony Martins
Orientador(es): Fechine, Pierre Basílio Almeida
Palavras-chave: Química
Dielétricos
Material cerâmico
Dielectrics
Ceramic material
Materiais compostos
Data do documento: 2014
Citação: PAIVA, D. V. M. (2014)
Resumo: Com o desenvolvimento da tecnologia sem fio, muitos dispositivos eletrônicos exigem alta integração e que possuam propriedades multifuncionais. Em tal caso, compósitos magneto-dielétricos têm atraído muita atenção devido as suas propriedades. Nesse sentido, a pesquisa sobre compósitos é empregada para a busca de novos materiais. O titanato de cálcio (CaTiO3 - CTO) e a granada de ítrio e ferro (Y3Fe5O12 - YIG) possuem excelentes propriedades dielétricas e ferrimagnéticas, respectivamente. Este trabalho apresenta a obtenção do compósito ferrimagnético, constituído pelas fases YIG e CTO, através da rota sintética no estado sólido com a utilização de moagem mecânica de alta energia. As fases das cerâmicas foram sinterizadas a 1200ºC/5h. A Difração de Raios-X, a Espectroscopia Raman e Mössbauer foram essenciais para caracterização estrutural dos compósitos. A morfologia das amostras foi elucidada pela Microscopia Eletrônica de Varredura e auxiliada pela Picnometria a fim de avaliar a densificação do material. Adicionalmente, foram realizados experimentos para se avaliar o comportamento elétrico e magnético dos compósitos na faixa de radiofrequência e de micro-ondas, para depois sugerir uma aplicação tecnológica cabível. Os resultados obtidos pela Difração de Raio X e da Espectroscopia Raman confirmaram que a síntese das fases foi realizada de forma satisfatória. As análises qualitativas dos espectros Mössbauer mostraram boa concordância com os resultados apresentados pela Difração de raios-x. Os compósitos apresentaram permissividade dielétrica praticamente constante na faixa de 50 MHz a 1,5 GHz. Ao analisar o aumento e a diminuição da concentração em massa de CTO e YIG, respectivamente, foi percebido que os valores de εr aumentaram. A partir dos valores obtidos, pode-se sugerir que o compósito sintetizado possui potencial para ser utilizado em dispositivos de micro-ondas, tais como para antenas monopolo.
Abstract: With the development of wireless technology, many electronic devices require high integration and materials with multifunctional properties. In such a case, magneto-dielectric composites have attracted much attention because they have both magnetic and dielectric properties. In this sense, research on composites is employed to search for new materials. The calcium titanate and yttrium iron garnet possess excellent dielectric properties and ferrimagnetic, respectively. This paper presents the preparation of ferrimagnetic composite, comprising the steps Y3Fe5O12 (YIG) and CaTiO3 (CTO) by the solid state synthetic route with the use of high energy mechanical grinding. The phases of the ceramics were sintered at 1200 ° C for 5 h. The X-ray diffraction, Raman and Mössbauer Spectroscopy were used to elucidade structural properties of the composites. The morphological characteristics of the samples were elucidated by Scanning Electron Microscopy and supported by Pycnometry to analyze the densification of the material. Furthermore, experiments to evaluate the electrical and magnetic behavior of composites in the range of radiofrequency and microwave were performed and finally an appropriate technological application was suggested. The results obtained by X-Ray Diffraction and Raman spectroscopy confirm that the synthesis of YIG was successfully obtained. The structural characterization of pure and composite samples was performed successfully and the formation of ionic phase in composites YIG-CTO was found, being in the same family of oxide in which the CTO is inserted. Qualitative analysis of the Mössbauer spectra showed good agreement with the results reported by x-ray diffraction. The dielectric permittivity composites showed almost constant in the range of 50 MHz to 1.5 GHz. Evaluating the increasing and decreasing in mass concentration of CTO and YIG, respectively and it was realized that the values of εr increased. Two profiles was noticed in the compositional series, it can be inferred that the possibility of the reaction of YIG and CTO products may be interfering with the proper measurements.
Descrição: PAIVA, Denis Valony Martins. Desenvolvimento do compósito magneto-dielétrico de Y3Fe5O12/CaTiO3 para uso em dispositivos que operem micro-ondas. 2014. 66 f. Dissertação (Mestrado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/20078
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