Síntese e caracterização elétrica do composto ferroelétrico PZT 52/48 dopado com érbio

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dc.contributor.advisor1Passos, Carlos Augusto Cardoso
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0001-9627-7941
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2528679879816545
dc.contributor.authorCaceres, Jaime Alberto Sanchez
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-9553-1776
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2773300928152977
dc.contributor.referee1Franco Junior, Adonias Ribeiro
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6677652514776940
dc.contributor.referee2Aguiar, Jose Albino Oliveira de
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-2040-2301
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5602764549201959
dc.contributor.referee3Orlando, Marcos Tadeu D Azeredo
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000000283876504
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3562894103432242
dc.contributor.referee4Passamai Junior, Jose Luis
dc.contributor.referee5Vieira, Estefano Aparecido
dc.date.accessioned2024-05-30T00:48:40Z
dc.date.available2024-05-30T00:48:40Z
dc.date.issued2019-12-12
dc.description.abstractIn this work, erbium-doped PZT 52/48 ceramics at sites A and B were prepared by the Pechini method for the purpose of studying their dielectric properties. Specifically, the dielectric anomalies of interfacial origin in these ferroelectrics were investigated. To determine the best sintering/densification temperature of ceramic samples, dilatometry tests were performed. These results of the tests showed that the ceramic samples presented relative densities above 95%. The samples were characterized by X-ray diffraction. The results indicated that all samples are single phase and the peaks are indexed to the tetragonal crystal structure. According to these results, there was also an increase of the parameter “a” and a reduction of the parameter “c” in relation to the undoped DZT sample. Through scanning electron microscopy, it was observed that average grain size decreased with increasing erbium content. All samples were subjected to electrical measurement analysis. The dielectric response of the grains showed characteristics of materials that follow Curie-Weiss law, typical of ferroelectrics. On the other hand, the dielectric anomaly phenomenon was observed for the responses of these materials at high temperatures and low frequencies. Impedance spectroscopy analyzes by equivalent circuit (brick-layer model) revealed a predominance of dielectric properties of intergranular interfaces as the cause of this anomaly. It was considered the layer model (grain and grain boundary) in series. The electrical characterization of our ceramics showed a peculiar ferroelectric-paraelectric phase transition around 390 °C. In addition, measurements of ferroelectric hysteresis for doped samples at sites A and B revealed that remnant polarization and coercive field values depend on erbium concentration and PbO losses. The undoped sample showed higher values of permittivity compared to erbium doped samples at both sites A and B.
dc.description.resumoNeste trabalho, cerâmicas de PZT 52/48 dopadas com érbio nos sítios A e B foram preparadas pelo método de Pechini com o propósito de estudar as suas propriedades dielétricas. De modo específico, foram investigadas as anomalias dielétricas de origem interfacial nestes ferroelétricos. Para determinar a melhor temperatura de interização/densificação das amostras cerâmicas, foram realizados testes de dilatometria. Os resultados dos testes mostraram que as amostras cerâmicas apresentaram densidades relativas acima de 95%. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X. Os resultados indicaram que todas as amostras são monofásicas e os picos são indexados à estrutura cristalina tetragonal. De acordo com esses resultados, também houve um incremento do parâmetro “a” e uma redução do parâmetro “c” em relação à amostra PZT não dopada. Através de microscopia eletrônica de varredura, foi observado que tamanho médio dos grãos diminuiu com o incremento do teor de érbio. Todas as amostras foram submetidas à análise de medidas elétricas. A resposta dielétrica dos grãos evidenciou características de materiais que seguem lei de Curie-Weiss, típica de ferroelétricos. Por outro lado, o fenômeno de anomalia dielétrica foi observado para as respostas destes materiais em altas temperaturas e baixas frequências. As análises de espectroscopia de impedância via circuito equivalente (modelo brick-layer) revelaram predominância das propriedades dielétricas das interfaces intergranulares como a causa desta anomalia. Foi considerado o modelo de camadas (grãos e contornos de grãos) em série. A caracterização elétrica de nossas cerâmicas mostrou uma transição de fase peculiar ferroelétrica para elétrica em torno de 390 °C. Além disto, medidas de histerese ferroelétrica para amostras dopadas nos sítios A e B revelaram que valores de polarização remanescente e campo coercitivo dependem da concentração de érbio e das perdas de PbO. A amostra não dopada apresentou valores maiores de permissividade quando comparada com as amostras dopadas com érbio tanto nos sítio A e B.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13827
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectMateriais ferroelétricos
dc.subjectTitanato zirconato de chumbo
dc.subjectPZT
dc.subjectEspectroscopia de impedância
dc.subjectPropriedades dielétricas
dc.subjectAnomalias dielétricas
dc.subjectFerroelectric materials
dc.subjectLead zirconate titanate
dc.subjectImpedance spectroscopy
dc.subjectDielectric properties
dc.subjectDielectric anomalies
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleSíntese e caracterização elétrica do composto ferroelétrico PZT 52/48 dopado com érbio
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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