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Type: Tese
Title: Estudo das propriedades dielétricas e magnéticas da hexaferrita tipo M (BaxSr1-xFe12O19) para uso em dispositivos eletrônicos
Authors: Pereira, Francisca Maria Martins
Advisor: Sombra, Antônio Sérgio Bezerra
Keywords in Brazilian Portuguese : Hexaferritas;Cerâmicas magnéticas
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Issue Date: 2009
Citation: PEREIRA, Francisca Maria Martins. Estudo das propriedades dielétricas e magnéticas da hexaferrita tipo M (BaxSr1-xFe12O19) para uso em dispositivos eletrônicos. 2009. Tese (Doutorado em Química Inorgânica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009.
Abstract in Brazilian Portuguese: As ferritas são materiais cerâmicos magnéticos, largamente utilizados na fabricação de dispositivos magnéticos, devido à elevada resistividade em altas freqüências, flexibilidade na adequação das propriedades magnéticas, fácil preparação e baixo preço. A substituição de Fe3+ e Ba2+ é um método efetivo de modificar as propriedades magnéticas da hexaferrita de bário. Os objetivos deste trabalho foram sintetizar a hexaferrita tipo M (Ba,Sr1_XFe12O19) e estudar suas propriedades estruturais, dielétricas e magnéticas através da substituição dos ions de Ba+2 pelos íons de Sr+2, e verificar suas aplicações em dispositivos magnetos-eletrônicos na faixa de rádio freqüência (RF) e microondas (MW). Para obtenção da liga na estequiometria desejada utilizou-se a moagem em alta energia e os parâmetros adequados de tempo e temperatura (calcinação a 1000 00/24 h). Para caracterização estrutural da liga obtida, utilizou-se a difração de raios-x, a espectroscopia de infravermelho e espectroscopia Mõssbauer_ Visando a aplicação tecnológica da hexaferrita BaXSr1_,Fe12O19 estudou-se o comportamento elétrico e magnético na faixa de rádio frequência e microondas. Os resultados mostraram que a substituição dos íons de Ba2+ por Sr2+ na estrutura da hexaferrita de bário, modificou suas propriedades dielétricas e magnéticas. A permissividade dielétrica (Er") na faixa de RF diminui acentuadamente, enquanto na faixa MW essa diminuição foi menos intensa. As propriedades dielétricas das amostras foram influenciadas pelos grãos e contornos de grãos, pois apresentou dois processos de relaxação, que podem estar relacionados com a condutividade elétrica das amostras. Os resultados obtidos na curva de histerese sugerem que as amostras tornaram-se um material magnético mais duro (aumento do campo coercitivo (He)) a medida que a concentração de Ba diminui na liga, podendo ser aplicadas em dispositivos na faixa de microondas; os tamanhos de grãos variaram de forma não linear, sendo que o ion de bário teve maior influência na liga da hexaferrita. Os experimentos com a antena ressoadora da hexaferrita (ARHs) apresentaram bons resultados, os coeficientes de temperatura (Tf) foram bastante promissores, podendo ser aplicados em dispositivos de microondas, uma vez que são relativamente simples e fáceis de serem fabricados. Os resultados da largura de banda (BW) demonstraram que estes podem ser utilizados como antenas que operam em banda larga, visto que esse tipo antena é desejável para várias aplicações em comunicações, devido ao crescimento constante de serviços tais como videoconferência, comunicações via satélite e sem fio etc.
Abstract: The ferrites are magnetic ceramic materials widely used in the manufacturing of magnetic devices due to the high resistivity at high frequencies, flexibility in adjusting the magnetic properties, easy preparation and low price. The substitution of Fe 3+ for Ba 2+ ions is an effective method to modify the magnetic properties of barium hexaferrite. The aim of this study was to synthesize the M-type hexaferrite (BaXSr1_ XFe12O19) and study their structural, dielectric and magnetic properties by the replacing of Ba +2 for Sr +2 ions and to verify their applications as magneto-electronics devices in the radio frequency (RF) and microwave (MW) range. To obtain the alloy in the required stoichiometry a high-energy milling ball and the appropriate parameters of time and temperature (calcination at 1000 °C/24 h) were used. To structural characterization of alloys obtained, x-rays diffraction, infrared and Mbssbauer spectroscopy analysis were realized. Aiming at the technological application of hexaferrite BaXSr1_XFe12O19 a study of the electrical and magnetic behavior in the RF and MW range was realized. The results showed that the substitution of Ba 2+ for Sr 2+ ions in the structure of barium hexaferrite, changed its dielectric and magnetic properties. The dielectric permittivity (Er") in the range of RF decreases sharply while in MW range this decrease was less intense. The dielectric properties of the samples were influenced by the grains and grain boundaries, because it showed two relaxation processes, which may be related to the electrical conductivity of the samples. The results obtained in the hysteresis curve suggest that the samples became a harder magnetic material (increase of coercive field - HO when the Ba ion concentration decreases in the alloy, which may be applied on devices in the MW range; the grain sizes varied non-linearly, and the barium ion had a greater influence in the hexaferrite alloys. The studies of the antenna resonator (ARHS) of hexaferrite showed good performance, because the temperature coefficients (TO were very promising and can be applied in MW devices, since that are relatively simple and easy to manufacture. The bandwidth (BW) results of the alloys showed that these can be used as antennas which operate in broadband, since this device is desirable for various applications in communications, due to the rapid growth of services such as videoconferencing, communications via satellite and wireless etc.
Description in Brazilian Portuguese: 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://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77790
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4567080204141998
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/6034251420222926
Access Rights: Acesso Aberto
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