Estudo do comportamento óptico e elétrico de compósitos cerâmicos avançados de CaCu3Ti4O12/óxido de grafeno reduzido - Praxedes, Fernanda Malato (2021)
Compósitos à base de CaCu3Ti4O12 (CCTO) tem atraído o interesse de diversos pesquisadores uma vez que apresentam melhor desempenho em relação ao composto puro. Recentemente o uso de fases carbonosas tem possibilitado ainda sua aplicação em novas tecnologias. Dentre os materiais carbonosos de interesse, o óxido de grafeno reduzido (OGR) apresenta vantagens devido sua similaridade ao grafeno e boa reatividade. Diante destes aspectos, este estudo tem como objetivo geral fabricar compósitos de CCTO e OGR na forma de pós e de bulks produzidos por sinterização convencional e cold sintering e caracterizar suas propriedades. Para tanto, o CCTO foi fabricado por reação em estado sólido e o OGR pelo método de Hummers modificado, realizando-se a mistura mecânica nas proporções de 0, 1, 2,5 10 e 20% de OGR ao CCTO. Os pós foram caracterizados quanto a sua estrutura, sua morfologia e avaliada sua atividade fotocatalítica na degradação de rodamina B sob radiação UV. Amostras volumétricas (bulks) foram produzidos por prensagem e sinterização em forno convencional sob atmosfera de argônio, e ainda utilizando o método de cold sintering pela umectação dos pós em ácido acético glacial e prensagem com aquecimento a 200°C seguida de pós tratamento a 600°C durante 1h. Os compósitos foram caracterizados quanto a sua densidade, microestrutura e resposta elétrica. Os pós não apresentaram significativas alterações na estrutura, porém os ensaios fotocatalíticos demonstram a capacidade de remoção de corante de aproximadamente 45% nos compósitos com 20% de OGR. O uso de OGR auxiliou ainda da remoção de corante em menores tempos quando comparado a fase pura. Bulks sinterizados mediante a técnica de cold sintering apresentaram maiores densidades e uma microestrutura de grãos pequenos e altamente resistiva. Percentuais de 1 e 2% de ORG promoveram o aumento da constante dielétrica e comportamento capacitivo tanto na sinterização convencional como com cold sintering. Em teores de 5 a 20% ocorre o desenvolvimento de constantes dielétricas negativas da ordem de 107 com comportamento indutivo. As análises demonstram o potencial de aplicações dos compósitos CCTO/OGR na forma de pós em tecnologias de tratamento de águas, e dos bulks em armazenamento de energia e dispositivos como ressonadores e proteções eletromagnéticas, além da facilidade de fabricação destes compósitos em temperaturas relativamente baixas.