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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/72470| Type: | Tese |
| Title: | Propriedades estruturais elétricas e ópticas de CaCu Ti O (CCTO) e seu compósito BaTiO (BTO)-CaCu Ti O (CCTO) para uso em dispositivos de microondas e média-freqüência |
| Authors: | Almeida, Ana Fabíola Leite |
| Advisor: | Sombra, Antônio Sérgio Bezerra |
| Keywords: | Aquecimento por microondas;Cerâmicas magnéticas;Capacitadores;Química inorgânica |
| Issue Date: | 2004 |
| Citation: | ALMEIDA, Ana Fabíola Leite. Propriedades estruturais elétricas e ópticas de CaCu Ti O (CCTO) e seu compósito BaTiO (BTO)-CaCu Ti O (CCTO) para uso em dispositivos de microondas e média-freqüência. 2004. Tese (Doutorado em Química Inorgânica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2004. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | A moagem mecânica foi usada com sucesso para produzir pós nanocristalinos de CaCu3Ti4O12 (CCTO). O CCTO moído foi estudado por difração de raios-x, espectroscopia infravermelho e espalhamento Raman. Para dois procedimentos de moagem diferentes, CCTO foi obtido depois de algumas horas de moagem (em média de 30 horas de moagem, dependendo do procedimento da reação). Depois de 100 horas de moagem a formação do CCTO foi confirmada por difração de raios-x em ambos os casos, com boa estabilidade. A cerâmica CCTO também foi preparada usando o procedimento tradicional descrito na literatura, para comparar com a cerâmica moída. Este processo de moagem apresenta a vantagem de que a fusão não é necessária. O material, pode ser compactado e transformado em amostra cerâmica sólida ou usado em outros procedimentos de preparação de filmes. Estudou-se ainda o efeito da mistura de CCTO (CaCu3Ti4O12) e titanato de bário (BTO-BaTiO3) nas propriedades dielétricas de filmes espessos. Estes filmes foram preparados em duas camadas geométricas usando a técnica de "screen printing" em substratos de Al2O3. A moagem mecânica seguida pelo procedimento do estado sólido foi usada com sucesso para produzir pós de CCTO (CaCu3Ti4O12) usado nos filmes. As amostras foram estudadas usando difração de Raios-x, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia Infravermelho e Raman, medidas de perda e constante dielétrica. Foi feito um estudo da permissividade e perda dielétrica dos filmes no alcance de médiafreqüência (100Hz-1OMHz). O papel desempenhado pelo processo de queima na preparação dos filmes e o tamanho do cristalito do CCTO e BTO nas constantes dielétricas e propriedades estruturais dos filmes foram discutidas. O procedimento cerâmico tradicional (procedimento do estado sólido) foi usado para produzir substratos cerâmicos ("bulks") de BTO (BaTiO3), CCTO (CaCu3Ti4O12) e (BTO)o 5:(CCTO)o.5 que foram estudadas no alcance de média freqüência e microondas. O compósito cerâmico (BTO)o.5:(CCTO)o.5 apresenta uma tendência de diminuir a perda com a freqüência, que parece ser um efeito da mistura das duas fases. Pode-se dizer que a cerâmica compósito está apresentando comportamento bastante distinto quando comparamos as regiões de baixa freqüência e microondas dos espectros. Na região de média freqüência a mistura BTO-CCTO aumenta a constante dielétrica (até 1 kHz de freqüência). Porém na região de microondas tem-se o comportamento oposto. A mistura das duas fases diminui o valor de K e o fator de perda. Considerando o tratamento clássico aplicado para duas ou mais fases presentes em um dielétrico, e a regra logarítmica empírica para a constante dielétrica (K) e as constantes dielétricas (K1) das fases individuais observa-se que na regido de microondas dos espectros o valor da constante dielétrica está em bom acordo com a regra. Porém na região de média freqüência dos espectros, o desvio é bastante forte. As medidas em temperaturas baixas mostram que, na faixa de freqüência estudada, K é fortemente dependente da temperatura e freqüência. O "bulk" do compósito apresenta o mesmo comportamento do BTO100 e CCTO100, que é de diminuir K com o aumento da freqüência e diminuição da temperatura. Medidas do desempenho de uma antena planar confirmam o uso potencial de tais materiais para antenas planares de constante dielétrica alta (HDA). Estes materiais também são muito promissores para aplicações como capacitores e certamente para microeletrônica, dispositivos de microondas (telefones celulares, por exemplo), onde a miniaturização dos dispositivos é crucial. |
| Abstract: | The solid state procedure was used to produce bulk ceramics of CCTO (CaCu3Ti4O12). The samples of the CCTO ceramic were studied by x-ray powder diffraction, infrared and Raman scattering spectroscopy. The infrared and Raman scattering spectroscopy confirm the formation of the CCTO phase as seen by x-ray diffraction analysis. For one experimental procedure one uses an organic binder in the process of shaping the samples. In the second procedure the samples were prepared without the presence of the organic phase. For the second situation we had higher dielectric constant (sr =7370) with higher loss (D=0.22) at 1KHz. For the first procedure one has the lower dielectric constant (Cr =1530) and lower loss (D=0.11) at 1 KHz. Simple rectangular antenna prototypes were also designed on substrate samples (C1, C2, P1 and P2). For the antennas (with P2, C 1 and C2 as substrates), the bandwidth (BW) is 90MHz (around 8%). The antenna with PI substrate presented a surprisingly high BW of 270MHz that corresponds to a 9.9% bandwidth. In the microwave range one observe that higher values of the sr in the range of 3GHz antennas is also presented by the P1 sample (Cr = 41.6), and the lowest one was presented by P2 (Cr =33.7). Sample P1 also presents the highest value for the loss (Q I) which is around 0.099 compared to the other samples which is around 0.03. Therefore, these measurements confirm the potential use for small high dielectric planar antennas (HDA). These materials are also attractive for capacitor applications and certainly for microelectronics, microwave devices (cell mobile phones for example), where the. miniaturization of the devices is crucial. |
| Description: | Este documento está disponível online com base na Portaria nº 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/72470 |
| Appears in Collections: | DQOI - Teses defendidas na UFC |
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