FABRICAÇÃO DE CERÂMICAS PIEZOELÉTRICAS TEXTURIZADAS DO SISTEMA (K

XXV Congresso de Iniciação Científica

FABRICAÇÃO DE CERÂMICAS PIEZOELÉTRICAS TEXTURIZADAS DO SISTEMA (K

Na

Li

)(Nb

Ta

Sb

)O

Bruno Tognelli. Professor Doutor Miguel Angel Ramirez Gil, Unesp, Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá, Engenharia de Materiais, brunotognelli@hotmail.com, CNPQ-PIBIC.

Palavras Chave: piezocerâmica, KNL-NTS, texturização.

Introdução

As piezocerâmicas utilizadas comercialmente são à base de PZT (titanato zirconato de chumbo) devido a suas excelentes propriedades piezoelétricas com aplicações em sensores, atuadores e capacitores entre outros. Entretanto, atualmente cresce a necessidade de substituí-las devido ao impacto ambiental e aos problemas de saúde causados pelo chumbo¹. Dessa maneira, essa pesquisa busca a síntese de templates de NaNbO3 (niobato de sódio) com precursores diferentes para o nióbio, Nb2O5 e Oxalato de Nióbio, para texturização de

piezocerâmicas do sistema

(K0,44Na0,52Li0,04)(Nb0,86Ta0,10Sb0,04)O3 abreviado com (KNL-NTS) visando a otimização de suas propriedades dielétricas e piezoelétricas².

Objetivos

O objetivo principal desta pesquisa é fabricar pelo método de reação em estado sólido cerâmicas piezoelétricas texturizadas do sistema (K_0,44Na_0,52Li_0,04)(Nb_0,86Ta_0,10Sb_0,04)O₃ (KNL-NTS) livre de chumbo usando partículas templates de niobato de sódio (NaNbO₃) em porcentagens de 1, 2 e 3% e sintetizadas por reação hidrotérmica assistida por microondas (microwave hidrothermal, M-H).

Material e Métodos

Para a fabricação das sementes de NaNbO3 foi usada a síntese hidrotérmica assistida por microondas, utilizando dois recursores para o Nióbio, Nb2O5 e Oxalato de Nióbio, a uma temperatura de 140^oC por 60min com controle de pH neutro durante a lavagem do pó na centrifugação. Entretanto, os pós e as cerâmicas do sistema KNL-NTS com e sem sementes serão fabricados mediante o processo de reação em estado sólido. Este processo consiste basicamente de moagem individual via úmida dos reagentes para deixá-los com tamanhos de partículas próximas.

Posteriormente os reagentes são misturados a úmido, secados, granulados, conformados e sinterizados. Finalmente as cerâmicas serão caracterizadas do ponto de vista morfológico e elétrico.

Resultados e Discussão

Figura 1. Difração de raios X da semente de NaNbO₃ produzida a partir do precursor de Nb₂O₅

mediante a técnica de síntese hidrotérmica assistida por microondas.

20 30 40 50 60 70 80

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Intensidade (adm)

2^θθθθ⁰⁰⁰⁰

NaNbO₃

De acordo com as figura 1 as setas em vermelho indicam os picos de NaNbO3 obtidas

Conclusões

Como pode ser observado na figura 1, houve pouca produção de NaNbO3 na síntese, com os principais picos indicando a permanência de Nb2O5. Com esse resultado pode-se dizer que o micro-ondas do laboratório não apresenta potência suficiente para a produção da semente, uma vez que foi utilizado a máxima temperatura. Mesmo esperando o resultado da difração com o outro precursor, temos duas alternativas para esse problema, fazer uma parceria com o campus de Araraquara que apresentam fornos micro-ondas com maior potência ou produzir a semente pelo método de sais fundidos.

Agradecimentos

Gostaria de agradecer ao CNPQ pelo auxilio para o desenvolvimento dessa pesquisa.

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1 PAULA, Amauri. “Síntese de templates para aplicação em piezocerâmicas livre de chumbo”. Araraquara, 2008. Dissertação apresentada ao Instituto de Química, Universidade Paulista.

2 MARCOS, Fernando. “Estudio de materiales cerámicos basados en el sistema (K,Na,Li)(Nb,Ta,Sb)O3: relación entre la estructura y las propiedades eléctricas”. Madrid, 2009. Instituto de Cerâmica e Vidro, Conselho Superior de Investigações Científicas.