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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.88.2007.tde-12092007-163646
Document
Author
Full name
Alexandre Mesquita
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2007
Supervisor
Committee
Mastelaro, Valmor Roberto (President)
MPeko, Jean Claude
Pontes, Fenelon Martinho Lima
Title in Portuguese
Preparação e caracterização de materiais ferroelétricos de composição Pb1-xLaxTiO3 em escala nanométrica
Keywords in Portuguese
Cerâmicas ferroelétricas
Nanomateriais
Titanato de chumbo e lantanio
Abstract in Portuguese
Esse trabalho de dissertação de mestrado teve como principal objetivo obter amostras do sistema Pb1-xLaxTiO3(PLT) com x = 0,10, 0,15 e 0,20 e, a partir desse material, produzir amostras cerâmicas e filmes finos nanoestruturados e caracterizar suas propriedades estruturais e elétricas. As nanopartículas para a produção das cerâmicas e a solução para a deposição de filmes finos foram obtidas através do método dos precursores poliméricos. As amostras cerâmicas foram sinterizadas através do método convencional e do método de prensagem e aquecimento simultâneo. A caracterização estrutural foi realizada através das técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman e espectroscopia de absorção de raios X. Através das técnicas de DRX e espectroscopia Raman foi possível observar os processos de transição de fase estrutural em função da quantidade de lantânio e do tamanho de partícula. Amostras calcinadas a 400°C, que foram caracterizadas como amorfas, apresentam um espectro de absorção de raios X diferente das demais amostras caracterizadas como cristalinas. As amostras cerâmicas sinterizadas em alta temperatura e a pressão atmosférica apresentaram um comportamento microestrutural (grãos micrométricos) e elétrico (ferroelétrico normal) semelhante ao das amostras preparadas através do método de reação do estado sólido. Por outro lado, a amostra cerâmica com x = 0,20 preparada em alta pressão (7,4 GPa) e a temperatura ambiente apresentou somente grãos nanométricos. A manutenção dos grãos em uma escala nanométrica fez com que essa amostra cerâmica apresentasse um comportamento característico de um material ferroelétrico relaxor ao passo que a mesma amostra preparada através do método de síntese convencional (grãos micrométricos) apresentou um comportamento típico de um material ferroelétrico normal.
Title in English
Preparation and characterization of ferroelectric materials of Pb1-xLaxTiO3 (PLT) composition in nanometer scale
Keywords in English
Ferroelectric ceramics
Lead lanthanium titanate
Nanomaterials
Abstract in English
The main objective of this work was to obtain ferroelectric materials of Pb1-xLaxTiO3 (PLT) composition, with x = 0.10, 0.15 and 0.20, in nanometer scale in order to prepare nanostructure ceramic and thin films and characterize their structural and electric properties. The nanoparticles used to prepared ceramic samples and the solution used to prepared thin films was obtained using the conventional high temperature sintering method and by using high pressure and high temperature simultaneously. The structural modification due to particle size and lanthanum amount was followed by X-Ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and X-Ray absorption techniques. The transition process was followed from XRD pattern and from the Raman spectra. Samples calcined at 400 oC that were characterized as amorphous present different X-ray absorption spectra. The ceramic samples sinterized at high temperature and ambient pressure presented a microstructure (microsized grains) and electrical properties (normal ferroelectric) similar to that observed in the same samples obtained from the solid-state reaction method. On the other hand, the ceramic sample with x = 0.20 prepared at high pressure and at room temperature formed only by nanoparticles present a behavior characteristic of a relaxor ferroelectric material showing the influence of the grain size on the electrical properties of these samples.
 
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AlexandreMesquita.pdf (6.21 Mbytes)
Publishing Date
2007-09-14
 
WARNING: The material described below relates to works resulting from this thesis or dissertation. The contents of these works are the author's responsibility.
  • MESQUITA, A., et al. Synthesis and characterization of Pb1–xLaxTiO3 nanocrystalline powders [doi:10.1007/s10973-006-7760-6]. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry [online], 2007, vol. 87, n. 3, p. 747-751.
  • MESQUITA, Alexandre, et al. Nanograined Ferroelectric Ceramics Prepared by High-Pressure Densification Technique [doi:10.1111/j.1551-2916.2009.03083.x]. Journal of the American Ceramic Society [online], 2009, vol. 92, n. 8, p. 1679-1683.
  • MESQUITA, A., et al. íntese e caracterização de cerâmicas nanométricas Pb1-xLaxTiO3. In V congresso Brasileiro de análise térmica e calorimetria, Poços de Caldas, 2006. Resumos do V congresso Brasileiro de análise térmica e calorimetria., 2006. Resumo.
  • MESQUITA, A., et al. Synthesis and characterization of Pb1-xLaxTiO3 nanocrystalline powders [doi:10.1007/s10973-006-7760-6]. In 5th Brazilian Congress on Thermal Analysis and Calorimetry (V CBRATEC), Pocos de Caldas, BRAZIL, 2005. Proceedings of the 14th ICTAC - International Congress on Thermal Analysis and Calorimetry. : SPRINGER, VAN GODEWIJCKSTRAAT 30, 3311 GZ DORDRECHT, NETHERLANDS, 2007.
  • MESQUITA, A., BERNARDI, Maria Ines, e MASTELARO, VR. Ferroeletric behaviour of nanocrystalline Pb0.80La0.20TiO3 sample prepared by polymeric precursor method. In 2nd International Symposium on Advanced Materials and Nanostructures, São Carlos, 2007. Proceedings of the 2nd International Symposium on Advanced Materials and Nanostructures., 2007. Resumo.
  • MESQUITA, A., MASTELARO, VR, e BERNARDI, Maria Ines. Estudo estrutural de cerâmicas nanométricas de Pb1-xLaxTiO3 obtidas através do metodo de precursores polimericos. In Latin American Workshop on Applications of Powder Diffraction, campinas, 2007. Resumos do Latin American Workshop on Applications of Powder Diffraction. : LNLS, 2007. Resumo.
  • MESQUITA, Alexandre, et al. Sintese e Caracterização de Cerâmicas nanométricas Pb1-xLaxTiO3. In V Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria, Poços de caldas, 2006. Livro de resumos do V Congresso Brasileiro de Análise Térmica e Calorimetria., 2006. Resumo.
  • MESQUITA, Alexandre, BERNARDI, Maria Ines, e MASTELARO, VR. Análise estrutural de cerâmicas nanométricas Pb1-xLaxTiO3 obtidas através do método Pechini. In 9o SICEM - Simposioem Ciência e Engenharia de Materiais, São Carlos, 2006. Anais do 9o SICEM - Simposioem Ciência e Engenharia de Materiais.São Carlos : PPGCM, 2006. Resumo.
  • MESQUITA, Alexandre, BERNARDI, Maria Ines, e MASTELARO, VR. Estudo das propriedades ferroeletricas de Pb1-xLaxTiO3 nanocristalino obtido por metodo de precursores polimericos. In VII Encontro da Sociedade Brasileira de Crescimento de Cristais, Paraty, 2007. resumos do VII Encontro da Sociedade Brasileira de Crescimento de Cristais. : SBCC, 2007. Resumo.
  • MESQUITA, Alexandre, MASTELARO, VALMOR R, e BERNARDI, Maria Ines. Cerâmicas Ferroelétricas Pb1-xLaxTiO3 em escala nanométrica obtidas por método de precursores poliméricos. In 50o Congresso Brasileiro de Cerâmica, Blumenau, 2006. Resumos do 50o Congresso Brasileiro de Cerâmica. : ABC, 2006. Resumo. Disponível em: Associa??o Brasileira de Cer?mica.
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