Electrical properties of screen printed BaTiO3 thick films

The deposition of thick film pastes by screen-printing is a relatively simple and convenient method to produce thicker layers with thickness up to 100 mum. In the present work, the barium titanate thick films were prepared from mechanically activated powders based on BaC03 and TiO2. After mixing, the powders were calcined at low temperature by slow heating and cooling rates. The thick films were deposited on to Al2O3 substrates through hybrid technology. The obtained films were fired at 850 degreesC together with electrode material (silver/palladium). The electrical properties of thick films: dielectric permittivity, dielectric losses, Curie temperature, hysteresis loop were reported. The obtained BT thick films can be applied in as multilayer capacitors or in gas sensor application. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of the excess of bismuth on the morphology and properties of the BaBi2Ta2O9 ceramics

In this study, the effect of bismuth content on the crystal structure, morphology and electric properties of barium-bismuth-tantalate (BBT) ceramics was explored with the aid of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microcopy (SEM), dielectric properties and ferroelectric hysteresis loops. BaBi2Ta2O9 (BBT) ceramics have been successfully prepared by the solid-state reaction. The BBT phase was crystallized at 900 degreesC for 2 h. The excess of bismuth controls the grain size, affecting the density of the material. Measurements of dieletric constant and dieletric losses confirm that the material is a ferroeletric with a Curie temperature around 77 degreesC. The dieletric constant measured at room temperature was 400, with a dielectric loss of 0.03. Both the phase-transition behaviour and ferroelectric properties, such as spontaneous polarization (P-s), showed a dependence on Bi content. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis and electrical characterization of tungsten doped Pb(Zr0.53Ti0.47)O-3 ceramics obtained from a hybrid process

Pure and W-doped PZT ceramics (PZT and PZTW) were prepared by a hybrid process consisting in the association of polymeric precursor and partial oxalate methods. The phase formation was investigated by simultaneous thermal analysis (TG/DSC) and X-ray diffraction (XRD). The effect of W doping PZT and their electrical properties was evaluated. Substitution of W by Ti leads to an increase of Curie temperature and broadening of dielectric constant. A typical hysteresis loop was observed at room temperature and the remnant polarization was increased with the content of W. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effect of niobia on the crystal structure and dielectric characteristics of Pb(Zr0.45Ti0.55)O-3 prepared from polymeric precursor

The influence of niobia addition on the phase formation and dielectric properties of Pb(Zr0.45Ti0.55)O-3 powder prepared from polymeric precursor was analyzed. The weight fraction and unit-cell volume of the tetragonal phase decreased, and the mass fraction of the rhombohedral phase increased, with increasing niobia concentration. The rhombohedral unit-cell volume increased up to 5 mol% of added Nb and then decreased. Small amounts of pyrochlore and tetragonal zirconia phases were observed in PZT powder with more than 10 mol% Nb. These results were interpreted as an indication that the Nb ion was substituted for the zirconium ion in the tetragonal phase. For sintered PZT samples at 1100 degrees C, no free-zirconia phase was observed. The dielectric constant increased with the niobia addition up to 5 mol% and decreased for higher concentrations. The Curie temperature decreased with niobia addition up to 10 mol% before the formation of pyrochlore phase. (C) 2000 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

PZT ceramics obtained from mechanochemically synthesized powders

PZT ceramics were obtained from the mechanochemically synthesized powders. Milling and sintering conditions were optimized based on results of density measurements, as well as on microstructural and electrical characterization. As a result, highly dense and homogeneous ceramics were obtained. Excellent microstructural properties resulted in good electrical properties. Samples showed values of dielectric constants reaching 12800 at the Curie temperature, as well as low dielectric loss under the optimal processing conditions. High values of remanent polarization, reaching 60 muC cm(-2), indicate high internal polarizability. (C) 2003 Kluwer Academic Publishers.

An approach to analyzing synthesis, structure and properties of bismuth titanate ceramics

The family of bismuth titanate, Bi(4)Ti(3)O(12) (BIT) layered-structured ferroelectrics materials is attractive from the viewpoint of such as their application as electronic materials dielectrics, piezoelectrics and pyroelectrics, because they are characterized by good stability of piezoelectric properties, a high Curie temperature and a good resistance vs temperature. Bismuth titanate (Bi(4)Ti(3)O(12)) powders can be prepared using different methods, depending if the creation will be film coating or ceramics. The structure and properties of bismuth titanate materials show a significance dependence on the applied synthesis method. In this review paper, we made an attempt to give an approach to analyszing the structure, synthesis methods and properties of bismuth titanate ferroelectrics materials.

Preparation and characterization of nanosized SrBi2Nb2O9 powder by the combustion synthesis

This work presents the preparation of SrBi2Nb2O9 (SBN) directly by the combustion synthesis. Strontium nitrate, niobium ammonium oxalate (NH4H2[NbO-(C2O4)(3)].3H(2)O) and bismuth oxide were used as oxidant reactants and urea as fuel. The influence of the fuel was evaluated by the addition of different fuel amounts (50%, 100%, 200% and 300%), 100% being the stoichiometric proportion. The XRD patterns showed that the SBN perovskite crystallized as the majority phase. The as-synthesized stoichiometric powder presented a specific surface area of around 13 m(2)/g and a mean grain size of around 16 nm. Dilatometric measurements showed that the maximum sintering rate occurs at 1275degreesC. The determination of the ferroparaelectric transition showed a Curie temperature (T-c) of 429degreesC. (C) 2002 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Structure, microstructure and dielectric properties of 100-x(Bi0.5Na0.5)TiO3-x[SrTiO3] composites ceramics

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Structural and dielectric relaxor properties of yttrium-doped Ba(Zr0.25Ti0.75)O-3 ceramics

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Mechanochemical synthesis of lead magnesium niobate ceramics in iron media

The possibility of mechanochemical synthesis of the lead magnesium niobate (PMN) powders of the composition Pb(Mg(1/3)Nb(2/3))O(3) in iron vials was investigated. According to X-ray and energy-dispersive spectroscopy (EDS) analysis of the obtained powder mixtures, milling in iron vials resulted in incorporation of Fe and formation of PFN of composition Pb(Fe(1/2)Nb(1/2))O(3) simultaneously with formation of PMN. Relative amounts of PMN and PFN were determined based on values of Curie temperature and lattice constant of perovskite phase. Although only 1 wt pct of Fe was incorporated, a stoichiometry of the system was significantly changed, resulting in formation of pyrochlore phase and excess MgO. Single-phase perovskite was obtained when the excess of PbO and Nb(2)O(5) was added during mechanochemical synthesis. Because the dielectric properties were worse than expected, the alternative ways for improvement of dielectric properties were tried and discussed.

Electrical and microstructural properties of CaTiO3-doped K1/2Na1/2NbO3-lead free ceramics

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

The synergistic effects of Nb/Mn and Sb/Mn on the microstructure and electrical characteristics of BaTiO3 based ceramics

The microstructure and dielectric properties of Nb-Mn or Sb-Mn codoped BaTiO3 compositions were investigated. Starting ceramics powders were prepared by Pechini method. The composites were sintered at 1310°C and 1330°C in an air atmosphere for two hours. The microstructure and compositional investigations were done with SEM equipped with EDS. Two distinguish microstructure regions are observed in Nb/0.05Mn doped BaTiO 3 ceramics sintered at low temperature. The first, large one, with grain sizes from 5-40 μm and the second region with small grain sizes from 1 to 5 μm. Sintering at higher temperature, independent of Mn content, enables to achieve a uniform microstructure with grains less than 6 μm. In Sb/Mn doped ceramics, for both sintering temperatures, bimodal microstructures with fine grained matrix and grains up to 10 μm is formed. The highest value of permittivity at room temperature and the greatest change of permittivity in function of temperature are observed in Nb/0.01Mn doped ceramics compared to the same ones in Sb/Mn doped ceramics. The greatest shift of Curie temperature towards lower temperature has been noticed in Sb/Mn BaTiO3 ceramics compared to others samples. In all investigated samples the dielectric loss after initially large values at low frequency maintains a constant value for f>3 kHz.

Síntese e caracterização de nanoestruturas e filmes finos de 'BI' 'FE' 'OIND.3' modificado com samário visando aplicação em memórias de múltiplos estados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Compostos de Níquel (II) coordenados a pseudohaletos e diaminas: síntese, caracterização e investigação do comportamento magnético

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Paleomagnetismo de rochas vulvânicas do Nordeste do Brasil e a época da abertura do Oceano Atlântico Sul

Na primeira parte deste trabalho foram desenvolvidos estudos de magnetismo de rochas e paleomagnetismo em amostras de rochas vulcânicas do Nordeste brasileiro. As idades das amostras compreende os períodos Jurássico e Cretáceo. Com este objetivo foram amostradas quatro áreas tendo sido estudado um total de 496 amostras em 55 sítios. Para a coleta foi utilizada uma perfuradora portátil que extrai amostras de 2.5 cm de diâmetro. A orientação das amostras foi feita por meio de uma bússola magnética e de um clinômetro. Os espécimes foram submetidos a desmagnetizações por campo magnético alternado e em alguns poucos casos foi empregada a desmagnetização térmica. Atribuindo-se peso unitário a cada sítio foi determinada a direção média da magnetização remanescente característica de cada uma das áreas estudadas. As rochas vulcânicas do período Jurássico, localizadas na borda oeste da Bacia do Maranhão (Porto Franco-Estreito), apresentaram uma direção media em que D= 3.9°, I= -17.9° com α₉₅= 9.3°, k= 17.9, N= 15 e todos os sítios apresentaram polaridade normal. Para esta área foi determinado o polo paleomagnético de coordenadas 85.3°N, 82.5°E (A₉₅= 6.9º) que se localiza próximo a outros polos paleomagnéticos conhecidos para esse período. As rochas da borda leste da Bacia do Maranhão (Teresina-Picos-Floriano) de idade cretácica inferior apresentaram uma direção média de magnetização remanescente característica tal que D= 174.7°, I= +6.0º com α₉₅= 2.8º, k= 122, N= 21 e todos os sítios apresentaram polaridade reversa. O polo paleomagnético associado a elas apresentou por coordenadas 83.6°N, 261.0°E (A₉₅=1.9°) e mostrou concordância com outros polos sul americanos de mesma idade. No Rio Grande do Norte foi estudado um enxame de diques toleíticos também de idade cretácica inferior, cuja direção média da magnetização remanescente característica encontrada foi D= 186.6º, I= +20.6º com α₉₅= 14.0° e k= 12.9, N= 10. Os sítios desta área apresentaram magnetizações com polaridades normal a reversa. O polo paleomagnético obtido se localiza em 80.6°N e 94.8°E com A₉₅= 9.5°. O estudo das rochas vulcânicas da província magnética do Cabo de Santo Agostinho indicou para a região um valor de D= 0.4º, I= -20.6º com α₉₅= 4.8° e k= 114, N= 9 para a magnetização remanescente característica. Todos os sítios apresentaram polaridade normal e o polo paleomagnético determinado apresentou as seguintes coordenadas: 87.6ºN, 135ºE com A₉₅= 4.5º. Foi discutida a eliminação da variação secular das direções obtidas, de forma que cada polo apresentado nesta dissertação é verdadeiramente um polo paleomagnético. A análise dos minerais magnéticos portadores da remanência, efetuada por curvas termomagnéticas ou por difração de Raio-X, indicou na maior parte das ocorrências, a presença de titanomagnetita pobre em titânio. A presença de maguemita e algumas vezes hematita, na maior parte das vezes resultado de intemperismo, não anulou a magnetização termoremanente associada à época de formação da rocha, que foi determinada após a aplicação de técnicas de desmagnetização aos espécimes. Pelas curvas termomagnéticas obteve-se, para a maioria das amostras, uma temperatura de Curie entre 500 e 600ºC. Os casos mais freqüentes indicaram a ocorrência de titanomagnetita exsolvida, em que foram observadas a presença de uma fase próxima à magnetita e outra fase rica em titânio, próxima à ilmenita, resultado de oxidação de alta temperatura. A segunda parte do trabalho diz respeito à determinação da época de abertura do oceano Atlântico Sul por meio de dados paleomagnéticos. Entretanto ao invés de se utilizar o procedimento comumente encontrado na literatura, e que se baseia nas curvas de deriva polar aparente de cada continente, foi aplicado um teste estatístico que avalia a probabilidade de determinada posição relativa entre os continentes ser válida ou não, para determinado período em estudo. Assim foi aplicado um teste F a polos paleomagnéticos da África e da América do Sul, dos períodos Triássico, Jurássico, Cretáceo Inferior e Cretáceo Médio-Superior, tendo sido estudadas situações que reconstituem a posição pré-deriva dos continentes e configurações que simulem um afastamento entre eles. Os resultados dos testes estatísticos indicaram, dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%, que a configuração pré-deriva de Martin et al (1981) é compatível com os dados paleomagnéticos do Triássico, mas apresenta uma diferença significativa para os paleopolos de Jurássico, Cretáceo Inferior, Cretáceo Médio-Superior. Outras reconstruções pré-deriva testadas apresentaram o mesmo resultado. A comparação entre os polos paleomagnéticos da América do Sul e da África, segundo uma reconstrução que admite uma pequena abertura entre os continentes, como a proposta por Sclater et al (1977) para 110 m.a. atrás, indicou que os dados do Triássico não são compatíveis com este afastamento. Por outro lado os paleopolos do Jurássico e do Cretáceo Inferior, embora mais antigos que a data sugerida pela reconstrução, são consistentes com esta separação dentro de uma probabilidade de erro de menos de 5%. Os dados do Cretáceo Médio-Superior se mostraram consistentes com a reconstrução sugerida para 80 m.a. atrás por Francheteau (1973) e que propõe uma separação maior entre os continentes. Com base na premissa de deslocamentos de blocos continentais rígidos a análise dos resultados obtidos indicou que América do Sul e África estavam unidas por suas margens continentais opostas no período Triássico e que uma pequena separação entre estes continentes, provavelmente devida a uma rutura inicial, ocorreu no Jurássico e se manteve, então, aproximadamente estacionária até o início do Cretáceo Inferior. Esta conclusão difere da maior parte dos trabalhos que discutem a abertura do oceano Atlântico Sul. Os dados do Cretáceo Médio-Superior são compatíveis com um afastamento rápido e significativo entre os continentes naquele período.