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dc.contributor.advisorSombra, Antonio Sergio Bezerra-
dc.contributor.authorColares, Diego da Mota-
dc.date.accessioned2025-09-18T19:04:51Z-
dc.date.available2025-09-18T19:04:51Z-
dc.date.issued2025-
dc.identifier.citationCOLARES, Diego da Mota. The influence of SrTiO₃ addition on the dielectric properties of Ba₂TiSi₂O₈ for high frequency microwave components. 2025. 100 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufc.br/handle/riufc/82613-
dc.description.abstractThis thesis investigated the structural, morphological, and dielectric properties of Ba₂TiSi₂O₈ (BTS) with SrTiO₃ (STO) additions (0, 5, 10, 15, and 20 wt%) across both radio frequency (RF, f < 300 MHz) and microwave (MW, 300 MHz < f < 300 GHz) ranges. The ceramic composites were synthesized via the solid-state reaction method, uniaxially pressed at 15.2 MPa into cylindrical disks, and sintered at 1200°C for 4 hours. Morphological analysis via Scanning Electron Microscopy (SEM) revealed distinct microstructural evolution with STO incorporation. X-ray diffraction studies were conducted for phase identification and structural refinement. Complex Impedance Spectroscopy (CIS) analysis correlated dielectric properties with microstructural features, where the Maxwell-Wagner-Sillars model best explained the observed behavior. The ceramic composites exhibited activation energies (Ea) ranging from 1.76 to 1.92 eV. Thermal capacitance coefficients (TCC) for 10-15% STO-added compositions fell within ±1500 ppm·°C⁻¹. Nyquist plots analyzed dielectric behavior, with grain and grain boundary effects modeled using equivalent circuits (CPE). For MW-range analysis, the temperature coefficient of resonant frequency (τf) obtained via the Silva-Fernandes-Sombra (SFS) method indicated optimal thermal stability for 3% STO addition (τf = +9.23 ppm·°C⁻¹), making it ideal for antenna applications. Hakki-Coleman measurements showed improved quality factors (53.64 ≤ Q ≤ 110.50), reduced loss tangents (tan δ), and permittivity (εᵣ) values. Numerical simulations demonstrated >96% electromagnetic efficiency when the composites functioned as antennas.pt_BR
dc.language.isoenpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.titleThe influence of SrTiO₃ addition on the dielectric properties of Ba₂TiSi₂O₈ for high frequency microwave componentspt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.description.abstract-ptbrEsta tese investigou as propriedades estruturais, morfológicas e dielétricas de Ba₂TiSi₂O₈ (BTS) com adições de SrTiO₃ (STO) em proporções de 0, 5, 10, 15 e 20% em peso, abrangendo as faixas de radiofrequência (RF, f < 300 MHz) e micro-ondas (MW, 300 MHz < f < 300 GHz). Os compósitos cerâmicos foram sintetizados por meio do método de reação em estado sólido, prensados uniaxialmente a 15,2 MPa em discos cilíndricos e sinterizados a 1200 °C por 4 horas. A análise morfológica, realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), revelou uma evolução microestrutural distinta com a incorporação de STO. Estudos de difração de raios X foram conduzidos para identificação de fases e refinamento estrutural. A análise por Espectroscopia de Impedância Complexa (CIS) correlacionou as propriedades dielétricas com as características microestruturais, sendo que o modelo de Maxwell-Wagner-Sillars foi o que melhor explicou o comportamento observado. Os compósitos cerâmicos apresentaram energias de ativação (Ea) variando entre 1,76 e 1,92 eV. Os coeficientes de capacitância térmica (TCC) para composições com 10–15% de STO ficaram dentro de ±1500 ppm·°C⁻¹. Diagramas de Nyquist foram usados para analisar o comportamento dielétrico, modelando os efeitos do grão e das fronteiras de grão por meio de circuitos equivalentes com elementos de fase constante (CPE). Para a análise na faixa de micro-ondas, o coeficiente de temperatura da frequência ressonante (τf), obtido pelo método Silva-Fernandes-Sombra (SFS), indicou estabilidade térmica ideal para adição de 3% de STO (τf = +9,23 ppm·°C⁻¹), tornando-o adequado para aplicações em antenas. As medições de Hakki-Coleman mostraram fatores de qualidade aprimorados (53,64 ≤ Q ≤ 110,50), tangentes de perdas (tan δ) reduzidas e valores de permissividade (εᵣ) adequados. Simulações numéricas demonstraram eficiência eletromagnética superior a 96% quando os compósitos funcionaram como antenas.pt_BR
dc.title.enThe influence of SrTiO₃ addition on the dielectric properties of Ba₂TiSi₂O₈ for high frequency microwave componentspt_BR
dc.subject.ptbrMateriais compósitospt_BR
dc.subject.ptbrCapacitadorespt_BR
dc.subject.ptbrAntenas (Eletrônica)pt_BR
dc.subject.enComposite materialspt_BR
dc.subject.enCapacitorspt_BR
dc.subject.enAntennas (Eletronics)pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.description.ptbrEste 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.pt_BR
local.author.latteshttp://lattes.cnpq.br/6588883765527259pt_BR
local.advisor.latteshttp://lattes.cnpq.br/6034251420222926pt_BR
local.date.available2025-06-25-
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