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Title in Portuguese: Alta estabilidade térmica da matriz Li2TiO3 com adições de Al2O3 nas regiões de radiofrequência e micro-ondas.
Title: High thermal stability of the Li2TiO3 matrix with additions of AL2O3 in the radiofrequency and microwave regions.
Author: Martins, Vitor Carvalho
Advisor(s): Sombra, Antonio Sergio Bezerra
Keywords: Li2TiO3
Micro-ondas
Antenas
Radiofrequência
Al2O3
Issue Date: 2018
Citation: MARTINS, Vitor Carvalho. Alta estabilidade térmica da matriz Li2TiO3 com adições de Al2O3 nas regiões de radiofrequência e micro-ondas. 2018. 75 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: Nos últimos anos, o desenvolvimento tecnológico na área de materiais cerâmicos atraiu a atenção da comunidade científica devido às aplicações em dispositivos de micro-ondas e radiofrequência (RF). Em aplicações de micro-ondas, de forma geral, procura-se materiais com alta permissividade dielétrica (εr), baixa perda dielétrica (tgδ), boa estabilidade térmica e baixo custo. Este trabalho visa caracterizar as cerâmicas de titanato de lítio (Li2TiO3) com adição de 5%; 10%; 15% e 20% em peso de óxido de alumínio (Al2O3) verificando quais modificações acontecem nas propriedades dielétricas do material. As cerâmicas foram produzidas pelo método de reação em estado sólido usando um moinho planetário e calcinação pós-moagem. A caracterização estrutural e morfológica foi realizada utilizando técnicas de Difração de Raios-X (XRD), Espectroscopia Raman e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Experimentos foram realizados para avaliar o comportamento de amostras em RF e micro-ondas. Por fim, o material foi testado como uma Antena Ressoadora Dielétrica (DRA), e os resultados obtidos foram simulados através do programa HFSS. As características do DRA Li2TiO3 são de 3,91 dBi de ganho e 70,58 % de eficiência de irradiação. A DRA formada a partir de 5% de Al2O3 obteve um ganho de 4,26 dBi com eficiência de 74,23 %, e também o coeficiente de temperatura da frequência de ressonância próximo de zero (-0,58 ppm/°C), destacando o potencial deste material para circuitos de micro-ondas que requerem estabilidade térmica.
Abstract: In recent years, technological development in the area of ceramic materials has attracted the attention of the scientific community due to applications in microwave and radiofrequency (RF) devices. In microwave applications, in general, looking for materials with high dielectric permittivity (εr), low dielectric loss (tanδ), good thermic stability and low cost. This work aims to characterize the ceramics of lithium titanate (Li2TiO3) with addition of 5%; 10%; 15% and 20% by weight of aluminum oxide (Al2O3), verifying which modifications occur in the dielectric properties of the material. The ceramics were produced by the solid-state reaction method using a planetary mill and post-grinding calcination. The structural and morphological characterization was performed using X-Ray Diffraction (XRD) techniques, Raman Spectroscopy and Scanning Electron Microscopy (SEM). Experiments were performed to evaluate the behavior of RF and microwave samples. Finally, the material was tested as a Dielectric Resonator Antenna (DRA), and the results obtained were simulated through the HFSS software. The characteristics of DRA Li2TiO3 are 3.91 dBi of gain and 70.58% of irradiation efficiency. The ARD formed from 5% Al2O3 obtained a gain of 4.26 dBi with efficiency of 74.23%, and also the temperature coefficient of the resonance frequency near zero (-0.58 ppm/°C), showing the potential of this material for microwave circuits that require thermal stability.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/34887
metadata.dc.type: Dissertação
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