Síntese e caracterização de sistemas à base de Bi2Sr2Ca2Cu3O10 quando adicionado Fe+3 para aplicações eletroeletrônicas a baixa e alta temperatura
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Data
2023
Autores
Reis, Vinícius Venâncio
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Resumo
A busca por materiais que possam solucionar uma variedade de problemas, com destaque
para a eficiência energética, conduziu à síntese de sistemas baseados em Bi2Sr2Ca2Cu3O10 (Bi-2223)
neste estudo. Estes sistemas foram produzidos através do método de síntese de reação em estado
sólido, com adição de 0,0; 1,0; 3,0 e 5,0% de Fe 3+. Análises de caráter estrutural foram conduzidas
nos sistemas sintetizados utilizando Difratometria de Raio X, enquanto as características
microestruturais foram investigadas por meio da técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura
(MEV). Além disso, outras análises essenciais, como Análise Termogravimétrica (ATG), foram
realizadas para caracterizar os sistemas, juntamente com algumas outras avaliações destinadas a
examinar suas respostas elétricas, como a Espectroscopia de Impedância (EI).
Primeiramente, os reagentes para a produção do Bi-2223 foram misturados utilizando um
moinho de bolas e, em seguida, submetidos a análises térmicas para determinar a temperatura de
calcinação, a qual foi estabelecida em 790°C. As amostras foram posteriormente avaliadas
utilizando do ensaio de densidade a verde, demonstrando atingir 8.786 g/cm³ sob uma força de 1.25
toneladas. Os corpos prensados foram então sinterizados a uma temperatura de 840°C por um
período de 12 horas. No estudo microestrutural, a técnica de Difratometria de Raio X (DRX) foi
empregada, identificando a presença de diversas fases na amostra com 0% de ferro. Conforme a
quantidade de Fe3+ aumentava, observou-se uma estabilização das fases. A análise por Microscopia
Eletrônica de Varredura (MEV) revelou que a introdução de Fe no sistema resultou em uma
diminuição no tamanho dos grãos. Além disso, foram identificados grãos laminares que se
alongaram e afinaram à medida que a quantidade de Fe 3+ aumentava. Finalmente, a resposta elétrica
das amostras à temperatura ambiente foi estudada por meio de espectroscopia de impedância,
evidenciando um aumento na condutividade das amostras. As permissividades dielétricas foram
medidas na ordem de 10³ para uma ampla faixa de frequências.
Descrição
Palavras-chave
Bi-2223; estrutura; processamento de material; física da matéria condensada; caracterização.