Propriedades estruturais e magnéticas das fitas cerâmicas zircônia-partículas magnéticas e zircônia-grafeno

Abstract

A busca por melhoraria na integração de materiais com vantagens magnéticas em matrizes cerâmicas faz-se um tópico atrativo, visto que há uma escassez de informações na literatura. Materiais como partículas magnéticas e grafeno tornam-se candidatos para aperfeiçoar o desempenho magnético de matrizes cerâmicas. Neste trabalho, as partículas magnéticas foram produzidas pelo método de combustão assistido por micro-ondas com a finalidade de obter óxidos de ferro. A técnica tape casting foi utilizada para produzir as fitas cerâmicas. Neste contexto, esta tese tem como objetivo estudar as propriedades estruturais e magnéticas das fitas cerâmicas zircônia-partículas magnéticas e zircônia-grafeno, principalmente após sinterizadas a 1200 ºC. As suspensões dos materiais cerâmicos apresentaram o comportamento pseudoplástico, que é o recomendado para técnica tape casting, constatado pelo ensaio de viscosidade. Os difratogramas de raios X revelaram as fases de zircônia monoclínica, zircônia tetragonal, magnetita e hematita. A presença do grafeno na fita cerâmica sinterizada foi confirmada através da análise por espectroscopia Raman. As fitas cerâmicas apresentaram morfologias irregulares e grãos com diversos tamanhos, entretanto, a fita incorporada com grafeno possui uma quantidade relevante de poros e aglomerados. O comportamento magnético da fita cerâmica de zircônia foi afetado pelos materiais incorporados, partículas magnéticas (magnetita e hematita) e grafeno. O aumento considerável da fase de hematita, após a sinterização, proporcionou uma mudança da ordem ferrimagnética (fita verde) para antiferromagnética (fita sinterizada). O grafeno, por sua vez, impulsionou o comportamento ferromagnética na fita sinterizada. Com base nestes resultados, as fitas cerâmicas tornam-se excelentes candidatos para aplicações tecnológicas em dispositivos magnéticos e materiais compósitos à base de carbono.