MEDIDAS ELÉTRICAS E DIELÉTRICAS EM CERÂMICAS DE BaTIO3 DOPADAS COM SIO2 E Nb2O5

Abstract

O presente trabalho apresenta medidas de resistividade elétrica e constante dielétrica em função da temperatura, realizadas em compostos cerâmicos de titanato de bário (BaTiO3) dopados com óxido de silício (SiO2) e óxido de nióbio (Nb2O5). Na realização das medidas elétricas foi utilizado um medidor de capacitância, indutância e resistência (LCR) acoplado a um forno mufla. As amostras de BaTiO3 foram dopadas e misturadas com percentuais diferentes de Nb2O5 e SiO2, em um moinho de bolas tipo planetário e sinterizadas a 1.350 0C no ar. Após a sinterização, foram realizadas nas amostras medidas experimentais de resistência elétrica e capacitância elétrica para a determinação da resistividade elétrica e constante dielétrica, respectivamente, em um intervalo de temperatura de 30 a 200 °C. As amostras com melhores resultados foram submetidas às técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e Espectrometria Dispersiva de Raios X (EDS) para verificação de possíveis correlações entre a morfologia dos grãos e suas propriedades elétricas e dielétricas. Os resultados mostraram que a adição dos óxidos de silício e nióbio podem afetar sensivelmente as propriedades elétricas e dielétricas do BaTiO3, tornando-o um bom semicondutor e um excelente dielétrico, exibindo valores para a resistividade elétrica da ordem de 103 a 105 e constante dielétrica da ordem de 104 a 105. Com o a variação da temperatura, as amostras dopadas com 0,5 mol % de SiO2 e 0,75 mol % de Nb2O5 apresentaram comportamento semicondutor, com valores de resistividade da ordem de 103 (Ω.cm), e também um comportamento dielétrico colossal, com valores de constante dielétrica da ordem de 105, em temperatura ambiente. As medidas de MEV e EDS revelaram que tais comportamentos na resistividade elétrica e na constante dielétrica estão diretamente associados à redução do tamanho do grão matriz.