INTRODUÇÃO Cerâmicas ferroelétricas transparentes (CFT's) do sistema titanato zirconato de chumbo modificado com lantânio (PLZT) têm tido crescente interesse científico e tecnológico na última década principalmente devido sua potencialidade como hospedeiras para íons luminescentes (laser ativos) e abrirem as portas para uma nova classe de materiais com propriedades luminescentes [1-3]. Em relação a outros sistemas ferroelétricos, cerâmicas de PLZT podem apresentar propriedades otimizadas, tais como: excelentes estabilidades térmica e química, larga janela de transmissão ótica (do visível até 7,5 µm) e alto valor de índice de refração (2,5), as quais facilitam a sua aplicação em sistemas transparentes [4-7]. O sistema PLZT apresenta estrutura perovskita do tipo ABO 3 , tal que para a representação de uma cela unitária cúbica ideal, os íons maiores (Pb 2+ ou La 3+) estão localizados nos vértices (sítios A); os sítios B, localizados no centro, estão ocupados preferencialmente pelos íons de menor tamanho (Zr 4+ ou Ti 4+); e, finalmente, os íons O 2-estão localizados nos centros das faces do cubo [8, 9]. Assim, os sítios A, B e O apresentam número de coordenação 12, 6 e 6, respectivamente. Particularmente no caso do PLZT, o excesso de cargas positivas, originadas devido à substituição heterovalente dos íons Pb 2+ pelos íons La 3+ , é compensada pela criação de vacâncias na rede cristalina que, neste caso, podem estar localizadas nos sítios A e/ou B. Contudo, o tipo e a concentração de vacâncias são influenciados, principalmente, por parâmetros como a razão Zr:Ti, a concentração de La e as condições de processamento do material, como, por exemplo, o controle da volatilização de PbO durante a sinterização [4]. Como comentado acima, as propriedades óticas do sistema PLZT também podem ser ajustadas a partir da adição de dopantes, cujos interesses de aplicação envolvam dispositivos na área de fotônica. Íons da família das terras-raras apresentam características luminescentes interessantes, com emissões na região do visível e infra-vermelho próximo, as quais são um atrativo Efeitos da concentração de Tm 3+ nas propriedades de cerâmicas do sistema (Pb,La)(Zr,Ti)O 3 Resumo As propriedades estruturais, ferroelétricas e dielétricas do sistema cerâmico ferroelétrico (Pb 0,91 La 0,09)(Zr 0,65 Ti 0,35)O 3 , PLZT, dopado com Tm, foram investigadas em função da concentração de dopante adicionada à matriz. Os corpos cerâmicos foram preparados pelo método convencional de síntese de estado sólido. Por meio da análise dos perfis de difração de raios X foi possível identificar a formação da fase cristalina desejada, perovskita, com simetria indistinta da cúbica e uma pequena concentração de uma fase secundária, rica em Tm 3+ e Zr 4+ , para concentrações de dopante ≥ 1.7% em mol. Os valores dos parâmetros de rede mostraram a existência de no mínimo dois processos de incorporação dos dopantes pela matriz de PLZT. Por meio da caracterização das propriedades elétricas, também foi possível observar os efeitos da incorporação de íons Tm 3+ pe...
Perovskite-type 0.05 Pb(Mn 1/3 Sb 2/3 )O 3 -0.95 Pb (Zr 0.5 Ti 0.5 )O 3 (PMS-PZT) was synthesized by conventional bulk ceramic processing technique. ZnO as a dopant up to 0.5 mol% was incorporated into the PMS-PZT system, and the effects on piezoelectric properties were investigated. Pyrochlore phase was not detected to form during the synthesis of the PMS-PZT system with 0∼0.5 mol% ZnO addition. The highest density of 7.92 g/cm 3 was obtained when sintered at 1200°C for 2 hrs. Piezoelectric properties as a function of ZnO content were evaluated using a gain phase analyzer. Piezoelectric charge constant (d 31 ) and piezoelectric voltage output coefficient (g 31 ) increased up to −130 pC/N and −24.9×10 3 Vm/N, respectively, with increasing ZnO content. Mechanical quality factor (Q m ) was shown to reduce considerably with increasing ZnO content. When 0.3 mol% of ZnO was added into the system, electromechanical coupling factor (k p ) and relative dielectric constant (( T 33 ( 0 ) reached to the maximum of 56% and 1,727, respectively.
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