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https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1257
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Síntese e caracterização de vidros e vitrocerâmicas no sistema V2O5 – Bi2O3 – Fe2O3 |
Autor: | ALMEIDA, Natã Pereira de |
Primeiro orientador: | CASSANJES, Fábia Castro |
Primeiro coorientador: | GUNNEWIEK, Rodolfo Foster Klein |
Primeiro membro da banca: | CORDEIRO, Marco Aurélio Liutheviciene |
Segundo membro da banca: | PEREIRA, Camila |
Resumo: | Ferrita de bismuto (BiFeO3) é um material promissor e amplamente estudado devido à sua combinação de propriedades ferroelétricas e ferromagnéticas, com possível aplicação em sensores, atuadores e dispositivos de armazenamento de dados. No entanto, a síntese desse material é problemática, devido à frequente formação de fases secundárias indesejadas. Uma linha de estudo desenvolvida para tentar contornar esse problema é a obtenção de BiFeO3 a partir da cristalização dessa fase através de tratamento térmico em uma matriz vítrea contendo óxido de bismuto e óxido de ferro. Neste trabalho a possibilidade de obtenção de BiFeO3 a partir do sistema vítreo V2O5 – Bi2O3 – Fe2O3 foi avaliada. As amostras vítreas foram preparadas utilizando diversas técnicas de resfriamento para tentar evitar a cristalização. A técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) foi empregada nas amostras vítreas para a determinação da temperatura de transição vítrea (Tg) e da temperatura de cristalização (Tc), mostrando um aumento das temperaturas características e uma diminuição da estabilidade vítrea com o aumento da concentração de óxido de ferro. As amostras vítreas foram então tratadas termicamente na temperatura de cristalização. Resultados de difração de raios X (DRX) foram utilizados para confirmar o caráter vítreo antes do tratamento térmico e as fases formadas depois do tratamento. Também foram realizados refinamentos de Rietveld nas amostras com 20% de óxido de ferro para obtenção da porcentagem de cristalinidade, parâmetros de rede e tamanho médio de partículas. As amostras antes e depois do tratamento térmico apresentaram 7,9% de cristalinidade e 72,4% de cristalinidade, respectivamente. Os parâmetros de rede obtidos foram próximos aos valores teóricos indicando que o Fe permaneceu na fase vítrea após tratamento térmico. Cálculos de inferência de Scherrer apresentaram resultado de tamanho médio de partículas de 24,48nm. Medidas de espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia Raman foram feitas para avaliar a evolução estrutural das amostras. Medidas de tensão em função de corrente mostraram um coeficiente de não linearidade de 40,07 para a amostra com 15% de óxido de ferro. |
Abstract: | Bismuth ferrite (BiFeO3) is a promising material and largely studied due to its combination of ferroelectric and ferromagnetic properties, with possible applications in sensors, actuators and memory storing devices. However, the synthesis of this material is problematic due to the frequent formation of undesired secondary phases. One line of study developed to try to solve this problem is the obtention of BiFeO3 from the crystallization of a glass matrix containing iron oxide and bismuth oxide. In this work the possibility of obtention of BiFeO3 from the glass system V2O5 – Bi2O3 – Fe2O3 was evaluated. The samples were prepared using several cooling methods to compare the results. Differential Scanning Calorimetry was employed on the vitreous samples to determine the glass transition temperature (Tg) and crystallization temperature (Tc), showing an increase in the characteristic temperatures and reduction of the vitreous stability with the increase of iron oxide. The vitreous samples were than heat treated in the crystallization temperature. X-Ray Diffraction (XRD) results were used to confirm the vitreous characteristic before heat treatment and the phases formed after the treatment. Rietveld refinements were also employed on the samples with 20% iron oxide to determine the crystalline percentage, cell parameters and mean particle size. The samples before and after treatment had 7,9% crystallinity and 72,4% crystallinity, respectively. The cell parameters obtained were similar to the theoretical values, indicating that iron stayed in the amorphous phase after treatment. Scherrer inference calculations yielded a mean particle size of 24,48nm. Fourier transform infrared spectroscopy(FTIR) and Raman spectroscopy measurements to evaluate the structural evolution of the samples. Voltage versus current measurements showed a non-linearity coefficient of 40,07 for the sample with 15% iron oxide. |
Palavras-chave: | Vidros oticos. Vanadatos. Cristalização. Fourier, Espectroscopia de infravermelho por transformada de. Raman, Espectroscopia de. |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Alfenas |
Sigla da instituição: | UNIFAL-MG |
Departamento: | Instituto de Ciência e Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
Citação: | ALMEIDA, Natã Pereira de. Síntese e caracterização de vidros e vitrocerâmicas no sistema V2O5 – Bi2O3 – Fe2O3. 2018. 75 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2018. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1257 |
Data de defesa: | 17-Ago-2018 |
Aparece nas coleções: | Mestrado |
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