Síntese e propriedades físicas de cerâmicas ferroelétricas de PMN-PT

Abstract

Materiais ferroelétricos do sistema Pb('Mg IND. 1/3''Nb IND.2/3')'O IND. 3'-xPbTi'O IND. 3'(PMN-xPT), possuem potencial efetivo para aplicações em dispositivos eletromecânicos, tais como, transdutores e sensores. Porém, a obtenção de cerâmica de PMN-xPT livre de fase pirocloro (paraelétrica) exige rigoroso controle durante a síntese. Neste trabalho, as condições destinadas a supressão de fase pirocloro em cerâmicas de PMN e PMN-xPT (para x = 0,33, 0,35 e 0,37), foram estudadas a partir de uma nova rota de preparação em função do excesso de MgO e PbO. Paralelamente, cerâmicas de PMN e PMN-PT obtidas pela rota convencional de mistura de óxidos, foram preparadas e os resultados comparados. Os resultados obtidos revelaram valores mais elevados de permissividade para as cerâmicas preparadas pela nova rota. Os valores da polarização remanescente das cerâmicas de PMN-xPT mostraram-se comparáveis com monocristais. Medidas dielétricas realizadas nas cerâmicas de PMN-xPT apontam um significante aumento nos valores de permissividade dielétrica em função do aumento do campo elétrico AC. Condutividade AC e impedância nas cerâmicas de PMN-xT foram estudadaas na região de frequência de 100Hz-1MHz e temperatura 325 - 50ºC. Uma anomalia no espectro de condutividade foi observada para todas as composições, próximo ao ponto de transição de fase ferroelétrica-paraelétrica.

Ferroelectric materials of Pb('Mg IND. 1/3''Nb IND.2/3')'O IND. 3'-xPbTi'O IND. 3'(PMN-xPT) system have effective potential for applications in electromechanical devices such as transducers and sensors. However, to obtain free pyrochlore phase (paraelectric) ceramics of PMN-xPT requires control during the synthesis. In this work, the conditions for the removal of pyrochlore phase of PMN and PMN-xPT (for x = 0.33, 0,35 and 0.37) ceramics, were studied using a new route of preparation with the excess MgO and PbO. The obtained results were compared with the ceramics of PMN and PMN-xPT prepared by the conventional route of mixed oxides. The results showed higher values of permittivity for the ceramics prepared by the new route. The remnant polarization values of PMN-xPT ceramics shown to be comparable with single crystal. Dielectric of PMN-xPT ceramics showed a significant increase in the values of dielectric permittivity due to the increase of the AC electric field. Conductivity AC and impedance of PMN-xPT ceramics were studied in the frequency range of 100Hz - 1MHz and temperature 325 - 50ºC. An anomaly was observed in the spectrum of conductivity for all the compositions, which is close to the point of ferroelectric-paraelectric phase transition.