Conventional and microwave sintering of CaCu(3)Ti(4)O(12)/CaTiO(3) ceramic composites: non-ohmic and dielectric properties

The non-ohmic and dielectric properties as well as the dependence on the microstructural features of CaCu(3)Ti(4)O(12)/CaTiO(3) ceramic composites obtained by conventional and microwave sintering were investigated. It was demonstrated that the non-ohmic and dielectric properties depend strongly on the sintering conditions. It was found that the non-linear coefficient reaches values of 65 for microwave-sintered samples and 42 for samples sintered in a conventional furnace when a current density interval of 1-10 mA cm(-2) is considered. The non-linear coefficient value of 65 is equivalent to 1500 for samples sintered in the microwave if a current interval of 5-30 mA is considered as is shortly discussed by Chung et al (2004 Nature Mater. 3 774). Due to a high non-linear coefficient and a low leakage current (90 mu A) under both processing conditions, these samples are promising for varistor applications. The conventionally sintered samples exhibit a higher relative dielectric constant at 1 kHz (2960) compared with the samples sintered in the microwave furnace (2100). At high frequencies, the dielectric constant is also larger in the samples sintered in the conventional furnace. Depending on the application, one or another synthesis methodology is recommended, that is, for varistor applications sintered in a microwave furnace and for dielectric application sintered in a conventional furnace.

SnO 2 ceramics with low electrical resistivity obtained by microwave sintering

The main aim of this study was to develop dense and conducting SnO 2 ceramics without precipitated phases on the grain boundaries, which was verified using field emission scanning microscopy (FE-SEM) coupled with an energy-dispersive X-ray spectroscopy (FE-SEM/EDS). Two sample groups were investigated, where the first sample group was doped with zinc while the second one was doped with cobalt. The ceramics were prepared using the oxides mixture method and the sintering was carried out in a conventional muffle oven as well as in microwave oven. The results obtained were found to be similar regarding the relative density for the two sintering methods while time and temperature gains were observed for the microwave sintering method. The relative densities obtained were nearly 95%, for the two sintering methods. Concerning the electrical characterization measurements-electric field x current density as well as the environment temperature, the ceramics obtained through the conventional sintering method presented non-ohmic behavior. For the microwave sintered ceramics, we observed an ohmic behavior with electrical resistivity of 1.3 Ωcm for the samples doped with ZnO/Nb 2O 5 and 2.5 Ωcm for that of the samples doped with CoO/Nb 2O 5. The FE-SEM/EDS results for the microwave sintered ceramics indicated a structure with a reduced number of pores and other phases segregated at the grain boundaries, which leads to a better conductive ceramic than the conventional oven sintered samples. The dilatometry analysis determined the muffle sintering temperature and the difference between the densification of cobalt and zinc oxides. The addition of niobium oxide resulted in the decrease in resistivity, which thus led us to conclude that it is possible to obtain dense ceramics with low electrical resistivity based on SnO 2 using commercial oxides by the oxides mixture technique and the microwave oven sintering method. Copyright © 2011 American Scientific Publishers All rights reserved.

Structural, optical, and magnetic properties of NiMoO4 nanorods prepared by microwave sintering

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

Electrical and microstructural properties of microwave sintered SnO2-based varistors

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Influence of microwave energy on structural and piezoelectric response of Bi 4Ti 3O 12 ceramics

Bismuth titanate ceramics (Bi 4Ti 3O 12) with 10 wt% in excess of bismuth (BIT10) were prepared by the polymeric precursor method and sinterized in microwave (MW) and conventional furnaces (CF). The effect of microwave energy on structural and electrical behavior of BIT10 ceramics was investigated by means of X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) and electrical measurements. The results of the BIT10 ceramics processed in the microwave furnace (MW) showed a high structural organization compared to conventional treatment (CF). Size of grains and dieletrical properties are influenced by annealing conditions while coercitive field is not dependent on it. The maximum dielectric permittivity (12000) was obtained for the sample sintered in the microwave furnace. Piezoelectric force microscopy images reveals that in-plane response may not change its sign upon polarization switching, while the out-of-plane response does with the influence of microwave energy. Copyright © 2010 American Scientific Publishers All rights reserved.

SnO2 dense ceramic microwave sintered with low resistivity

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito da tecnologia de microondas nas propriedades tecnológicas dos componentes de cerâmica estrutural

O processamento térmico de materiais cerâmicos via energia de microondas, no estágio atual, vem ganhando cada dia mais importância, tendo em vista suas inúmeras aplicações, como por exemplo: aplicação de microondas na área de processamento mineral (aquecimento de minérios antes da moagem, secagem, redução carbotérmica de óxidos minerais, lixiviação, fusão, pré-tratamento de minérios e concentrados de ouro refratário, regeneração de carvão, etc. de acordo com Kigman & Rowson, 1998). Em virtude de uma série de vantagens em potencial, frente aos métodos convencionais de aquecimento, como redução no tempo de processamento; economia de energia; diminuição do diâmetro médio das partículas e melhoramento nas propriedades tecnológicas em geral, esta tecnologia vem se destacando. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho, é desenvolver uma pesquisa visando identificar e caracterizar novas opções de matérias-primas cerâmicas como argilas, feldspatos e caulins que sejam eficazes para definir a formulação de uma ou mais massas para produção de componentes de cerâmica estrutural com propriedades físicas, mecânicas e estéticas adequadas após passarem por sinterização convencional e por energia de microondas destacando as vantagens desta última. Além dos requisitos técnicos e de processo, as formulações apresentadas deverão atender às expectativas de preço e de logística de fornecimento. No estudo foram conformados corpos-de-prova por extrusão e prensagem, sinterizados em fornos microondas e convencional, sob ciclos de queima mais rápidos que os atualmente praticados. As matérias-primas foram caracterizadas e analisadas, utilizando as técnicas de fluorescência por raios X (FRX), difração por raios X (DRX), análise térmica diferencial (DTA), análise térmica gravimétrica (DTG), análise granulométrica (AG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), absorção d agua (AA), massa especifica aparente (MEA), porosidade aparente (PA), retração linear (RL) e tensão de ruptura e flexão (TRF). Os resultados obtidos indicaram que as propriedades tecnológicas de Absorção de água (AA) e Tensão de Ruptura e flexão (TRF), proposto no trabalho foram adquiridos com sucesso e estão bem além do limite exigido pelas especificações das normas da ABNT NBR 15.270/05 e 15.310/09

Cerâmica condutora à base de 'SN''O IND.2' obtida pelo método dos precursores poliméricos e sinterização por micro-ondas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Impacto da energia de micro-ondas na sinterização da zircônia odontológica

Pós-graduação em Odontologia Restauradora - ICT

Electrophoretic deposition of (Zn, Nb)SnO2-films varistor superficially modified with Cr3+

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Protocolo para sinterização de zircônia odontológica por energia de micro-ondas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito da tecnologia de microondas nas propriedades tecnológicas dos componentes de cerâmica estrutural

O processamento térmico de materiais cerâmicos via energia de microondas, no estágio atual, vem ganhando cada dia mais importância, tendo em vista suas inúmeras aplicações, como por exemplo: aplicação de microondas na área de processamento mineral (aquecimento de minérios antes da moagem, secagem, redução carbotérmica de óxidos minerais, lixiviação, fusão, pré-tratamento de minérios e concentrados de ouro refratário, regeneração de carvão, etc. de acordo com Kigman & Rowson, 1998). Em virtude de uma série de vantagens em potencial, frente aos métodos convencionais de aquecimento, como redução no tempo de processamento; economia de energia; diminuição do diâmetro médio das partículas e melhoramento nas propriedades tecnológicas em geral, esta tecnologia vem se destacando. Neste contexto, o objetivo geral deste trabalho, é desenvolver uma pesquisa visando identificar e caracterizar novas opções de matérias-primas cerâmicas como argilas, feldspatos e caulins que sejam eficazes para definir a formulação de uma ou mais massas para produção de componentes de cerâmica estrutural com propriedades físicas, mecânicas e estéticas adequadas após passarem por sinterização convencional e por energia de microondas destacando as vantagens desta última. Além dos requisitos técnicos e de processo, as formulações apresentadas deverão atender às expectativas de preço e de logística de fornecimento. No estudo foram conformados corpos-de-prova por extrusão e prensagem, sinterizados em fornos microondas e convencional, sob ciclos de queima mais rápidos que os atualmente praticados. As matérias-primas foram caracterizadas e analisadas, utilizando as técnicas de fluorescência por raios X (FRX), difração por raios X (DRX), análise térmica diferencial (DTA), análise térmica gravimétrica (DTG), análise granulométrica (AG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), absorção d agua (AA), massa especifica aparente (MEA), porosidade aparente (PA), retração linear (RL) e tensão de ruptura e flexão (TRF). Os resultados obtidos indicaram que as propriedades tecnológicas de Absorção de água (AA) e Tensão de Ruptura e flexão (TRF), proposto no trabalho foram adquiridos com sucesso e estão bem além do limite exigido pelas especificações das normas da ABNT NBR 15.270/05 e 15.310/09

Sintering temperature influence on microwave dielectric properties of TiO2-ZrO2 ceramics

Dielectric ceramics have been widely investigated and used for microwave applications such as resonators and filters. The present study deals with the influence of sintering temperature on microwave dielectric properties of TiO2 ceramics with 10, 20, and 30 wt% ZrO2. Three compositions have been developed through mixing procedures and then tested for each sintering temperature: 1500 and 1400°C. X-ray diffraction and scanning electron microscopy are carried out aiming to explain the ceramic behavior of each sample. The dielectric constants of different ceramics for both temperatures varied from 85.4 to 62.6, while their quality factor due to dielectric losses varied from 3110 to 1630. The Q decrease is attributed to the non uniform grain growth and to the obtained crystalline phases. The best microwave parameters were obtained for the ceramics sintered at 1400°C, which can be applied in microwave circuits as dielectric resonators. © (2010) Trans Tech Publications.

Sintering and Microwave Properties of Zirconium Tin Titanate Doped with Select Oxides

Zirconium tin titanate (ZST) is often used as a dielectric resonator for the fabrication of microwave devices. Pure compositions do not sinter easily by solid state sintering; therefore, sintering ZST requires sintering aids capable of creating defects that could improve diffusion processes and/or promote liquid phase sintering. The mechanisms by which the additives influence the microstructure and, consequently, the ZSTs dielectric properties are not very clear. The effects of ZnO, Bi2O3, and La2O3, on the stoichiometry and dielectric properties of ZST sintered at different temperatures were investigated in this study.