Título

PROCESSAMENTO E SINTERIZAÇÃO DE UM COMPÓSITO CERÂMICO DE CoFe2O4-BaTiO3

PROCESSING AND SINTERING OF COFE2O4-BATIO3 CERAMIC COMPOSITE

Autoria

Rosana Silva Xavier; João Paulo Barros Machado; Vera Lúcia Othéro de Brito

DOI

10.5151/1516-392X-25152

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Resumo

Compósitos magneto-elétricos (ME) combinam fases magnetostrictivas e piezoelétricas e podem ser utilizados na geração de energia a partir de vibrações e campos magnéticos presentes no ambiente, sendo também aplicáveis em sensores de campo magnético e em redes de sensores sem fio. Neste trabalho, um compósito ME foi processado pelo método cerâmico com 15 vol% CoFe2O4 (ferrita de cobalto) como fase magnetostrictiva e 85 vol% BaTiO3 como fase piezoelétrica. É mostrada a relação entre os parâmetros de processamento/sinterização e a microestrutura do compósito ME, com três tipos diferentes de arranjo das fases: particulado (obtido por dois diferentes métodos) e em camadas. Foram compactadas pastilhas dos compósitos para sinterização nas temperaturas de 1.200ºC, 1.300ºC e 1.400ºC por 4h, sendo que ocorreu a fusão da pastilha sinterizada a 1.400ºC. As amostras sinterizadas foram observadas em microscópio eletrônico de varredura (MEV), onde foram analisadas as características de porosidade, tamanho de grão e a distribuição das fases na microestrutura. Foram realizadas também análises cristalográficas por difração de raios-X (DRX), de espectroscopia RAMAN e de espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Foram relacionados os parâmetros de processamento utilizados com os resultados obtidos.

 

Magnetoelectric (ME) composites combine magnetostrictive and piezoelectric phases and can be used in energy generation from vibrations and magnetic fields present in the environment. It is also applicable in magnetic field sensors and wireless sensors network. This paper presents a ME composite that combine 15% CoFe2O4 (cobalt ferrite) as magnetostrictive phase and 85% BaTiO3 as piezoelectric phase. It is shown the relation among processing/sintering parameters and the composites’ microstructures, with three different phases arrangements: particulate (obtained by two different methods) and in layers. The ferrite powder was produced by means of the ceramic method and mixed with barium titanate in an eccentric mill. Pellets were compacted and sintered at 1,200ºC, 1,300ºC and 1,400ºC for 4 hours. The pellets sintered at 1,400ºC were fused. The sintered samples were analyzed in Scanning Electron Microscope (SEM), where porosity characteristics, grain size and phase distribution on the microstructure were evaluated. It was also performed crystallographic analysis by X-Ray diffraction, RAMAN spectroscopy and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS). The ceramics processing/sintering parameters and the microstrucures of the samples were correlated.

Palavras-chave

Processamento cerâmico; Compósitos magnetoelétricos; Ferritas; Compósitos cerâmicos

Ceramics processing; Magnetoelectric composites; Ferrites; ceramic composites