Propriedades elétricas da alfa hematita ( α-Fe2O3) dopada com óxido de bismuto (Bi2O3)

dc.contributorPianaro, Sidnei Antonio
dc.contributor63221721900
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/0351658283986781
dc.contributorZara, Alfredo José
dc.contributor96384328887
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2992222861963966
dc.contributorMazur, Mauricio Marlon
dc.contributor05410783999
dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2817765724557785
dc.contributorUEPG
dc.contributorUTFPR
dc.creatorLuz, Flavia Rafaela Bueno da
dc.date2022-08-18T16:15:43Z
dc.date2022-08-18
dc.date2022-08-18T16:15:43Z
dc.date2020-02-21
dc.date.accessioned2023-08-31T23:35:27Z
dc.date.available2023-08-31T23:35:27Z
dc.identifierLUZ, Flavia Rafaela Bueno da. Propriedades elétricas da alfa hematita ( α-Fe2O3.) dopada com óxido de bismuto (Bi2O3). 2020. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2020.
dc.identifierhttp://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3693
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8568571
dc.descriptionIn this work, the influence of the Bi2O3 dopant on the varistor electrical properties of the α-Fe2O3-Bi2O3 binary system was investigated. The used concentrations of doping had varied in 0.5%, 1.0%, 1.5%, 1.8%, 2.0%, 2.5% and 3.0% by mol. The processing used was the conventional method of misture of oxides. Five samples were formed for each composition at a pressure of 4.5 Mpa and sintered at 1280°C for 1 hour in ambient atmosphere with an intermediate level at 350 °C for 1 hour. After sintering, the densification of the ceramic samples was verified, with a value of 5.07 g/cm for the pure α-Fe2O3 system and 4.78 g/cm for the system with the addition of 3.0% in mol of Bi2O3. The study of varistor behavior properties for systems α-Fe2O3-Bi2O3 was carried out in direct current, in the ambient temperature and, depending on the temperature (up to 300 ° C). It was observed that the dopant content alters the electrical behavior of ceramic samples based on α-Fe2O3. The electrical parameters found are α = 1.45, Er = 1102 V/cm and 4,7 Vb V/cm for the binary system with 2.0% in mol of Bi2O3, α = 1.48, Er = 1156 V/cm and 5,0 Vb V/cm for the binary system with 2.5% in mol of Bi2O3 and, α = 1.62, Er = 1143 V/cm and 4,4 Vb V/cm with the addition of 3.0% in mol of the dopant, since all binary systems had a relatively high leakage current (If). Only for concentrations above 2.0% in mol of Bi2O3, the increase in the dopant concentration becomes favorable for the non-linear varistor behavior. This effect was due to the increase in the concentration of the bismuth ferrite crystalline phase (FeBiO3), of low electrical resistivity, characterized by DRX, together with the analysis EDS coupled to the FEG. With the results obtained from the characterizations, it was possible to identify that the FeBiO3 phase is formed in the grain boundary region of the microstructure. This crystalline phase was considered as the electrical conduction mechanism responsible for the nonlinear behavior of the α-Fe2O3-Bi2O3 binary varistor systems, with resistive grain and conductive grain boundary.
dc.descriptionNeste trabalho investigou-se a influência do dopante Bi2O3 nas propriedades elétricas varistoras do sistema binário α-Fe2O3-Bi2O3. As concentrações utilizadas do dopante variaram em 0,5%, 1,0%, 1,5%, 1,8%, 2,0%, 2,5% e 3,0% em mol. O processamento empregado foi o método convencional de mistura de óxidos. Foram conformadas 5 amostras para cada composição a pressão de 4,5 MPa e, sinterizadas a 1280°C por 1 hora em atmosfera ambiente com patamar intermediário em 350°C por 1 hora. Após a sinterização verificou-se a densidade das amostras cerâmicas, com valor de 5,07 g/cm para o sistema de α-Fe2O3 pura e 4,73 g/cm para o sistema com adição de 3,0% em mol de Bi2O3. O estudo do comportamento varistor para os sistemas αFe2O3-Bi2O3 foi realizado em corrente contínua, em temperatura ambiente e, em função da temperatura (até 300°C). Observou-se que o teor do dopante altera o comportamento elétrico das amostras cerâmicas a base de α-Fe2O3. Os parâmetros elétricos encontrados são de α =1,45, Er= 1102 V/cm e 4,7 Vb V/cm para o sistema binário com 2,0% em mol, de α =1,48, Er= 1156 V/cm e 5,0 Vb V/cm para o sistema binário com 2,5% em mol de Bi2O3 e, α= 1,62, Er= 1143 V/cm e 4,4 Vb V/cm com adição de 3,0 % em mol do dopante, visto que todos os sistemas binários apresentaram corrente de fuga (If) relativamente alta. Apenas para as concentrações acima de 2,0% em mol de Bi2O3, a quantidade de dopante utilizada, passa a ser favorável para o comportamento não linear varistor. Esse efeito foi devido ao aumento na concentração da fase cristalina ferrita de bismuto (FeBiO3), de baixa resistividade elétrica, caracterizada por DRX, juntamente com a análise de EDS acoplada ao FEG. Com os resultados obtidos das caracterizações, foi possível identificar que a fase FeBiO3, formada nas regiões de contornos de grão da microestrutura. Essa fase cristalina, foi considerada como o mecanismo de condução elétrica responsável pelo comportamento não linear, dos sistemas varistores binários α-Fe2O3-Bi2O3, com grãos de caráter resistivo e contornos de grãos de caráter condutor
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Estadual de Ponta Grossa
dc.publisherBrasil
dc.publisherDepartamento de Engenharia de Materiais
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências de Materiais
dc.publisherUEPG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectvaristores
dc.subjectα-Fe2O3
dc.subjectBi2O3
dc.subjectcomportamento não linear
dc.subjectvaristors
dc.subjectα-Fe2O3
dc.subjectBi2O3
dc.subjectnonlinear behavior
dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.titlePropriedades elétricas da alfa hematita ( α-Fe2O3) dopada com óxido de bismuto (Bi2O3)
dc.typeDissertação


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