Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2012
Autor(a) principal: Hoyos, José Rodrigo Muñoz
Orientador(a): Kiminami, Ruth Herta Goldschmidt Aliaga lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/893
Resumo: The production of multifunctional magnetoelectric materials today is potentiated in the manufacture of particulate (0-3 connectivity) or multilayer (2-2 connectivity) composites comprising a phase with magnetic properties and another with piezoelectric properties. The magnetoelectric response of this type of material depends on factors such as the properties of each of the phases in the composite, the microstructure and the homogeneity of the mixture of phases. The topic of this dissertation is a study of powder synthesis by the Pechini method and of the microwave sintering of ceramic bodies made of magnetic materials such as nickel ferrite and ferroelectric materials such as lead zirconate titanate, as well as an evaluation of their ferromagnetic and ferroelectric properties. This study includes an evaluation of the influence of microwave sintering on the microstructural, ferroelectric and magnetoelectric properties of particulate composites of the PZT/Fe-Ni (80/20) system. To this end, the powders were synthesized by the Pechini method in solutions at different levels of pH in order to evaluate the effect of this parameter on their particle size. The structural and microestructural characterization indicated that crystalline powders of both PZT and Fe-Ni phases were obtained, with nanometric particle sizes which decreased as the pH of synthesis increased. Dense Fe-Ni, PZT and PZT/Fe-Ni ceramic bodies were obtained by microwave and conventional sintering and analyzed by XRD, SEM and EDS. Fe-Ni and PZT samples showing high phase density and integrity were characterized by magnetic and electric hysteresis cycles, which elicited the typical responses of ferroelectric and ferromagnetic materials. The magnetoelectric coupling coefficient of samples of PZT/Fe-Ni composites with densities of >90 % and adequate phase integrity showed a value of 0.7 mV/cmOe for the microwave sintered sample and of 2.2 mV/cmOe for the conventionally sintered sample.
id SCAR_d46a21b452687717a491c6680c0d1f7e
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/893
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str
spelling Hoyos, José Rodrigo MuñozKiminami, Ruth Herta Goldschmidt Aliagahttp://lattes.cnpq.br/7643216999108223http://lattes.cnpq.br/4742056034033702d3f14de2-5fa7-435d-a172-cd81a09a353c2016-06-02T19:12:28Z2013-03-132016-06-02T19:12:28Z2012-08-30HOYOS, José Rodrigo Muñoz. Synthesis, Microwave Sintering and Characterization of Fe-Ni, PZT and of the PZT/Fe-Ni Multifunctional Ferroelectromagnetic System. 2012. 154 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/893The production of multifunctional magnetoelectric materials today is potentiated in the manufacture of particulate (0-3 connectivity) or multilayer (2-2 connectivity) composites comprising a phase with magnetic properties and another with piezoelectric properties. The magnetoelectric response of this type of material depends on factors such as the properties of each of the phases in the composite, the microstructure and the homogeneity of the mixture of phases. The topic of this dissertation is a study of powder synthesis by the Pechini method and of the microwave sintering of ceramic bodies made of magnetic materials such as nickel ferrite and ferroelectric materials such as lead zirconate titanate, as well as an evaluation of their ferromagnetic and ferroelectric properties. This study includes an evaluation of the influence of microwave sintering on the microstructural, ferroelectric and magnetoelectric properties of particulate composites of the PZT/Fe-Ni (80/20) system. To this end, the powders were synthesized by the Pechini method in solutions at different levels of pH in order to evaluate the effect of this parameter on their particle size. The structural and microestructural characterization indicated that crystalline powders of both PZT and Fe-Ni phases were obtained, with nanometric particle sizes which decreased as the pH of synthesis increased. Dense Fe-Ni, PZT and PZT/Fe-Ni ceramic bodies were obtained by microwave and conventional sintering and analyzed by XRD, SEM and EDS. Fe-Ni and PZT samples showing high phase density and integrity were characterized by magnetic and electric hysteresis cycles, which elicited the typical responses of ferroelectric and ferromagnetic materials. The magnetoelectric coupling coefficient of samples of PZT/Fe-Ni composites with densities of >90 % and adequate phase integrity showed a value of 0.7 mV/cmOe for the microwave sintered sample and of 2.2 mV/cmOe for the conventionally sintered sample.A produção de materiais multifuncionais magnetoelétricos está focada na fabricação de compósitos particulados (conectividade 0-3) ou multicamadas (conectividade 2-2), constituídos por uma fase com propriedades magnéticas e outra com propriedades piezoelétricas. A resposta magnetoelétrica nesse tipo de material depende de fatores como: as propriedades de cada uma das fases presentes no compósito, da microestrutura e da homogeneidade na mistura das fases. Assim, esta dissertação teve como objetivo o estudo da síntese de pós através do método Pechini e da sinterização de corpos cerâmicos em forno de micro-ondas de materiais magnéticos, como a ferrita de níquel (Fe-Ni), e de materiais ferroelétricos, como o titanato zirconato de chumbo (PZT), e avaliação das propriedades ferromagnéticas e ferroelétricas. Além disso, também buscou avaliar a influência sinterização por micro-ondas nas propriedades microestruturais, ferroelétricas e magnetoelétricas de compósitos particulados do sistema PZT/Fe-Ni (80/20) preparados pela mistura mecânica por ultraturrax. A síntese dos pós, pelo método Pechini, foi realizada com soluções em diferentes pHs a fim de se avaliar o efeito desse parâmetro no tamanho médio das partículas. Os resultados das caracterizações estruturais e microestruturais evidenciaram a obtenção de nanopós cristalinos com redução de tamanho médio de partículas com o aumento do pH de síntese. Os corpos cerâmicos densificados de Fe-Ni, de PZT e de PZT/Fe-Ni foram obtidos por sinterização em forno de micro-ondas, obtendo-se amostras com densidades acima de 90 % e próximas das obtidas sinterizando convencionalmente. As amostras sinterizadas por micro-ondas e convencionalmente de Fe-Ni e PZT com boa densidade e integridade foram caracterizadas pelos ciclos de histerese magnética e elétrica, onde se obtiveram respostas típicas dos materiais ferrimagnéticos e ferroelétricos. Nas amostras de compósitos de PZT/Fe-Ni, para o caso de valores de densidade maiores que 90 % e adequada integridade das fases, foi determinado o coeficiente de acoplamento magnetoelétrico, obtendo-se um valor de 0,7 mV/cmOe para a amostra sinterizada por micro-ondas e de 2,2 mV/cmOe para a sinterizada em forno convencional.Financiadora de Estudos e Projetosapplication/pdfporUniversidade Federal de São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarBRSinterizaçãoSínteseMicro-ondasAcoplamento magnetoelétricoFerroeletricidadeFerrimagnetismoENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICASíntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-NiSynthesis, Microwave Sintering and Characterization of Fe-Ni, PZT and of the PZT/Fe-Ni Multifunctional Ferroelectromagnetic Systeminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis5264fc10-1742-443b-9175-b8ba5fc45ddainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINAL4912.pdfapplication/pdf12965617https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/368cddc8-f41e-4f19-9ee7-33890ef2010c/downloade0be322d60fb5e48365d1c0bda0d2b6aMD51trueAnonymousREADTEXT4912.pdf.txt4912.pdf.txtExtracted texttext/plain0https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ea7ef068-ec45-4885-a5db-d056447a9ccb/downloadd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD54falseAnonymousREADTHUMBNAIL4912.pdf.jpg4912.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6635https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e5cb7e5d-d229-416a-a3bd-a00a78f1eae1/downloadb8c011c17848ad2472a3ab986e0fe2eaMD55falseAnonymousREAD20.500.14289/8932025-02-06 04:38:42.608open.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/893https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-06T07:38:42Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Synthesis, Microwave Sintering and Characterization of Fe-Ni, PZT and of the PZT/Fe-Ni Multifunctional Ferroelectromagnetic System
title Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
spellingShingle Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
Hoyos, José Rodrigo Muñoz
Sinterização
Síntese
Micro-ondas
Acoplamento magnetoelétrico
Ferroeletricidade
Ferrimagnetismo
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
title_short Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
title_full Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
title_fullStr Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
title_full_unstemmed Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
title_sort Síntese, sinterização em forno de micro-ondas e caracterização da Fe-Ni, PZT e do sistema multifuncional magnetoelétrico PZT/Fe-Ni
author Hoyos, José Rodrigo Muñoz
author_facet Hoyos, José Rodrigo Muñoz
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/4742056034033702
dc.contributor.author.fl_str_mv Hoyos, José Rodrigo Muñoz
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Kiminami, Ruth Herta Goldschmidt Aliaga
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7643216999108223
dc.contributor.authorID.fl_str_mv d3f14de2-5fa7-435d-a172-cd81a09a353c
contributor_str_mv Kiminami, Ruth Herta Goldschmidt Aliaga
dc.subject.por.fl_str_mv Sinterização
Síntese
Micro-ondas
Acoplamento magnetoelétrico
Ferroeletricidade
Ferrimagnetismo
topic Sinterização
Síntese
Micro-ondas
Acoplamento magnetoelétrico
Ferroeletricidade
Ferrimagnetismo
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
description The production of multifunctional magnetoelectric materials today is potentiated in the manufacture of particulate (0-3 connectivity) or multilayer (2-2 connectivity) composites comprising a phase with magnetic properties and another with piezoelectric properties. The magnetoelectric response of this type of material depends on factors such as the properties of each of the phases in the composite, the microstructure and the homogeneity of the mixture of phases. The topic of this dissertation is a study of powder synthesis by the Pechini method and of the microwave sintering of ceramic bodies made of magnetic materials such as nickel ferrite and ferroelectric materials such as lead zirconate titanate, as well as an evaluation of their ferromagnetic and ferroelectric properties. This study includes an evaluation of the influence of microwave sintering on the microstructural, ferroelectric and magnetoelectric properties of particulate composites of the PZT/Fe-Ni (80/20) system. To this end, the powders were synthesized by the Pechini method in solutions at different levels of pH in order to evaluate the effect of this parameter on their particle size. The structural and microestructural characterization indicated that crystalline powders of both PZT and Fe-Ni phases were obtained, with nanometric particle sizes which decreased as the pH of synthesis increased. Dense Fe-Ni, PZT and PZT/Fe-Ni ceramic bodies were obtained by microwave and conventional sintering and analyzed by XRD, SEM and EDS. Fe-Ni and PZT samples showing high phase density and integrity were characterized by magnetic and electric hysteresis cycles, which elicited the typical responses of ferroelectric and ferromagnetic materials. The magnetoelectric coupling coefficient of samples of PZT/Fe-Ni composites with densities of >90 % and adequate phase integrity showed a value of 0.7 mV/cmOe for the microwave sintered sample and of 2.2 mV/cmOe for the conventionally sintered sample.
publishDate 2012
dc.date.issued.fl_str_mv 2012-08-30
dc.date.available.fl_str_mv 2013-03-13
2016-06-02T19:12:28Z
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-06-02T19:12:28Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv HOYOS, José Rodrigo Muñoz. Synthesis, Microwave Sintering and Characterization of Fe-Ni, PZT and of the PZT/Fe-Ni Multifunctional Ferroelectromagnetic System. 2012. 154 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/893
identifier_str_mv HOYOS, José Rodrigo Muñoz. Synthesis, Microwave Sintering and Characterization of Fe-Ni, PZT and of the PZT/Fe-Ni Multifunctional Ferroelectromagnetic System. 2012. 154 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2012.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/893
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.authority.fl_str_mv 5264fc10-1742-443b-9175-b8ba5fc45dda
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/368cddc8-f41e-4f19-9ee7-33890ef2010c/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/ea7ef068-ec45-4885-a5db-d056447a9ccb/download
https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/e5cb7e5d-d229-416a-a3bd-a00a78f1eae1/download
bitstream.checksum.fl_str_mv e0be322d60fb5e48365d1c0bda0d2b6a
d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e
b8c011c17848ad2472a3ab986e0fe2ea
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.sibi@ufscar.br
_version_ 1851688945871486976