Estudo da densificação, estrutura e microestrutura do SrTiO3 contendo praseodímio

Abstract

Materiais com estrutura do tipo perovsquita apresentam interessantes propriedades físicas que podem ser escritas em termos de distorções estruturais associadas a mudanças na composição química juntamente com os defeitos existentes na rede cristalina. Isso permite uma ampla faixa de aplicação em dispositivos eletrônicos tais como: supercacitores; dispositivos para armazenamento de energia; atuadores piezoelétricos; dentre outras. Particularmente, os materiais baseados em titanato de estrôncio (STO) tem sido intensamente estudados, sobretudo sua estrutura e microestrutura. A estrutura cristalina pode ser alterada por meio de substituições químicas com a introdução de aditivos. Neste trabalho, foi realizado o estudo estrutural e microestrutural do STO contendo diferentes teores de praseodímio. As amostras foram preparadas mediante mistura de óxidos convencional, partindo do STO e Pr6O11 comerciais. As amostras de STO contendo 0,025; 0,050; 0,075 e 1% mol de Pr foram conformadas por compactação uniaxial e isostática e sinterizadas à 1500 ºC durante 6 horas. A caracterização das amostras sinterizadas foi realizada mediante densidade aparente pelo método de Arquimedes, microscopia eletrônica de varredura (MEV) para o estudo da morfologia superficial (em amostras polidas) e difração de raios X para determinação da estrutura por meio de refinamento pelo método de Rietvield. Os resultados mostram que as amostras apresentam densidade próxima à teórica (95%), com exceção da contendo 1% mol do aditivo (83%). As micrografias obtidas por MEV mostram que houve um tênue aumento no tamanho médio de grãos de 28 m em STO para 30 m nas amostras contendo praseodímio. Nos parâmetros de rede obtidos pelo refinamento dos padrões de difração de raios X foi observado que as amostras foram cristalizadas no sistema cúbico e não possuem alterações significativas nas diferentes proporções de aditivos variando de 3,904 à 3,906 Å.