Caracterização microestrutural e elétrica de cerâmicas porosas de ZrO2-TiO2

Abstract

Sensores cerâmicos de umidade do tipo iônico apresentam variação da condutividade elétrica com o aumento da quantidade de água adsorvida fisicamente na superfície do grão, ou da água condensada nos capilares. A sensibilidade à umidade depende fortemente da microestrutura da cerâmica, sua área de superfície e porosidade. Os sensores cerâmicos de umidade devem ser porosos e resistivos eletricamente. Com a finalidade de obter cerâmicas porosas de 50 mol% ZrO2 – 50 mol% TiO2, pós cerâmicos obtidos pela técnica dos citratos foram compactados uniaxialmente e sinterizados a 1150 oC, 1300 oC e 1500 oC. Análises por difração de raios X mostraram que as cerâmicas apresentaram somente a fase ortorrômbica ZrTiO4. Análises de porosimetria por intrusão de mercúrio mostraram que, com o aumento da temperatura de sinterização de 1150 oC para 1500 oC ocorreu uma redução no volume de poros de 62 % para 19 %, com aumento no diâmetro médio desses poros. Por meio de microscopia eletrônica de varredura foi também verificada a redução da porosidade, além de aumento do tamanho de grão. Foram feitas medidas de espectroscopia de impedância em umidades relativas próximas de 85% e 35%, respectivamente. Resultados preliminares mostraram que todas as amostras apresentam sensibilidade à umidade.