Preparação e caracterização de pós e filmes finos de BaTiO3 sintetizados via método Pechini

Abstract

RESUMONos últimos anos o emprego do titanato de bário (BaTiO 3 ) na indústria de cerâmicas tecnológicas e em dispositivos optoeletrônicos tem se incrementado em decorrência de suas propriedades ferroelétricas, termoelétricas, piezoelétricas e ópticas. O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar pós e filmes finos amorfos de titanato de bário (BaTiO 3 ), por meio do método Pechini. Esses pós foram caracterizados via Análise Térmica (TG/DSC) e Difração de Raios X (DRX). A temperatura utilizada no tratamento térmico dos pós foi de 400°C a 800°C dependendo da amostra, durante 10 horas. A análise estrutural de DRX revelou um aumento da linha espectral, que pode ser observada em alguns difratogramas, próxima do ângulo de 30° em 2, sugerindo uma maior cristalinidade e um aumento do tamanho do cristalito provocado pelo aumento da temperatura de calcinação. Essas análises indicaram também a presença de BaCO 3 , além disso, observou-se a formação de apenas um pico próximo a 45° em 2, sugerindo a formação de titanato com fase cúbica. A partir dos difratogramas foi calculado o tamanho de grão, o resultado obtido foi da ordem de 20 nm. Os filmes finos de BaTiO 3 foram depositados via Dip Coating. Esses filmes foram analisados por meio da Microscopia de Força Atômica (AFM). Esta técnica permitiu observar aglomerações de partículas em todos os filmes. A superfície desses filmes apresentou alterações significativas em sua rugosidade com aumento da temperatura de tratamento térmico dos filmes. Palavras-chave:Titanato de Bário; Método Pechini; Filmes Finos. ABSTRACTIn recent years the use of barium titanate (BaTiO 3 ) in ceramics industry technology and optoelectronic devices has increased due to their ferroelectric, thermoelectric, piezoelectric and optical properties. The objective of this study was to synthesize and characterize amorphous powders and thin films of barium titanate (BaTiO 3 ), through the Pechini method. These powders were characterized via thermal analysis (TG / DSC) and X-Ray Diffraction (XRD). The temperature employed in the heat treatment of the powders was 400° C to 800° C depending on the sample, for 10 hours. Structural analysis of the XRD revealed an increase in the spectral line which can be observed in some diffractograms patterns near to the angle of 30º 2, suggesting a higher crystallinity and an increase in crystallite size caused by the increase of the calcination temperature. These tests also indicate the presence of BaCO 3 and was also observed the formation of only one peak at 45° 2, suggesting the formation of cubic phase with titanate. Through the results obtained from the XRD the grain size was calculated, whose dimensions gotten were approximately 50 nm. BaTiO 3 thin films were deposited by dip coating. These films were studied by atomic force microscopy (AFM). This technique allowed us to observe clusters of particles in every film. The surface of these films presented significant changes in roughness with increasing temperature heat treatment of films.

Surface Modification of Ti–30Ta Alloy by Deposition of P(VDF-TrFE)/BaTiO3 Coating for Biomedical Applications

“…The P(VDF-TrFE) spectra show a broad peak at 19.9 • , which corresponds to the reflection of crystalline planes (110) and (200) of the orthorhombic phase of the copolymer. This phase has a similar crystalline structure to the β-ferroelectric phase of PVDF, also confirmed by the FTIR analysis [68]. Furthermore, a small peak is observed at 17.1 • corresponding to the α phase of P(VDF-TrFE).…”

“…The lattice parameter data obtained show that the unit cell of BaTiO3 is tetragonal of the crystalline system P4 mm, as observed in the crystallographic sheet PDF-2 05-0626. Complementing the analysis, these results confirm that there are no BaCO3 impurities in the ceramic powder [68,69]. Ti-30Ta spectrum can be seen in Figure 7c, which corresponds to the crystallographic sheet PDF-2 01-089-5009.…”