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Title in Portuguese: Estudo das propriedades estruturais, dielétricas e magnéticas do compósito cerâmico (BaFe12O19)x – (BiFeO3)1-x e sua aplicação em dispositivos de radiofrequência e microondas
Author: Rodrigues, Herbert de Oliveira
Advisor(s): Sombra, Antônio Sérgio Bezerra
Keywords: Teleinformática
Antenas
Eletromagnetismo
Sistemas de comunicação sem fio
Issue Date: 10-Nov-2014
Citation: RODRIGUES, H. O. Estudo das propriedades estruturais, dielétricas e magnéticas do compósito cerâmico (BaFe12O19)x – (BiFeO3)1-x e sua aplicação em dispositivos de radiofrequência e microondas. 2014. 169 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Abstract in Portuguese: A demanda por materiais cerâmicos compósitos para o desenvolvimento dos sistemas de telecomunicações tem sido um forte motivador para a pesquisa acadêmica. Tecnologias já existentes podem ser aprimoradas a partir destas pesquisas, sendo posteriormente absorvidas pela indústria e pelo mercado consumidor. As cerâmicas magnéticas e dielétricas têm sido empregadas em diversos dispositivos eletrônicos, devido à possibilidade de serem projetadas atendendo a determinadas características físicas e pelo seu baixo custo de produção. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterização de um compósito cerâmico tendo como base a perovskita BiFeO3 (BFO) e a hexaferrita de bário BaFe12O19 (BaM). O primeiro material é conhecido por suas propriedades multiferróicas, enquanto o segundo é uma hexaferrita tipo-M largamente utilizada em diversas aplicações. O material compósito [(BaFe12O19)x − (BiFeO3)1-x] foi produzido a partir de reação de estado sólido com a utilização de moagem mecânica de alta energia e tratamento térmico. No processo de síntese, foram consideradas algumas porcentagens em mol das matrizes BFO e BaM. A caracterização estrutural foi realizada por meio de Difração de Raios-X com Refinamento de Rietveld. Foram realizados experimentos para avaliação do comportamento magnético e dielétrico das amostras, na faixa de Radiofrequência e Microondas, bem como simulação das antenas ressoadoras cilíndricas em software HFSS®. Foram realizados estudos do coeficiente de variação da capacitância com a temperatura (TCC) e medidas do coeficiente de variação da frequência de ressonância em microondas com a temperatura (tf). A composição com x ~ 0,45 apresentou a melhor estabilidade térmica (tf ~ 0). O compósito investigado tem potencial para aplicação em sistemas de comunicação sem fio.
Abstract: The demand for ceramic composite materials for the development of telecommunications systems has been a strong motivator for academic research. Existing technologies can be improved from these researches, and subsequently absorbed by industry and the consumer market. The magnetic and dielectric ceramics have been used in many electronic devices due to the possibility of being designed taking into account certain physical characteristics and its low production cost. The aim of this work consists on the development and characterization of a ceramic composite based on the BiFeO3 (BFO) perovskite and on the BaFe12O19 barium hexaferrite (BaM). The first one is known for its multiferroics properties, while the second is a M-type hexaferrite widely used in various applications. The composite material [(BaFe12O19)x − (BiFeO3)1-x] was produced by the solid state reaction with the use of highenergy mechanical milling and heat treatment. In the synthesis process, it was considered some mole percentages of BFO and BaM. Structural characterization was performed by X-ray Diffraction and Rietveld refinement. Experiments to evaluate the magnetic and dielectric behavior of the samples in the range of Radio Frequency and Microwave as well as simulations of resonators cylindrical antennas by HFSS® software were performed. Studies of the temperature coefficient of capacitance (TCC) and temperature coefficient of resonant frequency (tf) were realized. The composition with x ~ 0.45 showed the best thermal stability (tf ~ 0). The composite material has potential for application in wireless communication systems.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/10595
metadata.dc.type: Tese
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