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Desenvolvimento de cerâmicas avançadas à base de CaCu3Ti4O12 na forma de pós, bulks e filmes nanoestruturados: um estudo integrado das propriedades multifuncionais

Processo: 18/18236-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2019
Vigência (Término): 30 de junho de 2023
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Miguel Ángel Ramírez Gil
Beneficiário:Henrique Piccoli Moreno
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEG). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Guaratinguetá. Guaratinguetá , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
Assunto(s):Materiais cerâmicos   Sinterização   Pulverização catódica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Ccto | electric field-assisted flash sintering | RF-sputtering | Cerâmicos

Resumo

Cerâmicas à base de CaCu3Ti4O12 (CCTO) têm recebido grande atenção devido às propriedades multifuncionais e sua potencial aplicação em lasers, LEDs, FED's, fotocatálise, supercapacitores, varistores, sensores de gás, memórias resistivas, etc. O objetivo deste projeto é estudar o efeito da adição de X% de W6+ sendo X= 0,0; 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00, nas propriedades multifuncionais de cerâmicas de CCTO na forma de pós e bulks preparados por reação em estado sólido e filmes nanoestruturados densos e porosos fabricados por RF-sputtering. Os pós serão caracterizados em relação a suas propriedades (micro)estruturais e ópticas. Para tanto, será analisada sua estrutura a longo, médio e curto alcance usando as técnicas de Difratometria de Raios X (DRX), XANES/EXAFS, resposta fotoluminescente (PL), Raman e ultravioleta visível (UV-vis). Nas cerâmicas de CCTO com adição de W6+ na forma de bulks, será realizado um estudo comparativo da sinterização em forno convencional e por electric field-assisted flash sintering, e sua influência na (micro)estrutura e propriedades dielétrica e não ôhmica. As cerâmicas na forma de bulks serão caracterizadas com o auxílio da técnica de refinamento Rietveld para determinação das fases presentes e sua estrutura cristalina, acompanhado de FEG/MEV e TEM/HRTEM. Espectroscopia de Impedância (EI) a diferentes temperaturas, medidas corrente-tensão (I-V), microscopia de força atômica (AFM) e microscopia de força eletrostática (EFM) serão usadas para entender os mecanismos de formação de barreiras ativas nos contornos de grão associadas as propriedades dielétricas e varistoras. Filmes nanoestruturados densos e porosos serão depositados sobre substratos apropriados pela técnica de RF-sputtering. Os filmes nanoestruturados serão caracterizados usando técnicas como DRX com ângulo rasante, FEG/MEV e XPS. Nos filmes densos serão estudadas a resposta dielétrica e varistora e nos filmes porosos a resposta sensora ao gás CO. Não existe na literatura, um estudo integrado sobre as propriedades multifuncionais do CCTO na forma de pó, bulk e filmes, sendo esta proposta de pesquisa inovadora do ponto de vista científico e tecnológico. (AU)

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Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MORENO, H.; DOMINGUES, G. L.; ASSIS, M.; ORTEGA, P. P.; MASTELARO, V. R. .; RAMIREZ, M. A. .; SIMOES, A. . Z.. The Relationship between Photoluminescence Emissions and Photocatalytic Activity of CeO2 Nanocrystals. Inorganic Chemistry, v. 62, n. 10, p. 13-pg., . (13/07296-2, 18/18236-4)
SIMOES, A. Z.; ORTEGA, P. P.; RAMIREZ, M. A.; MORENO, H.; ALDAO, C. M.; PONCE, M. A.; MOURA, F.. Magnetoelectric coupling at room temperature in LaTiO3/ SrTiO3 heterojunctions. Materials Research Bulletin, v. 162, p. 8-pg., . (13/07296-2, 19/07413-5, 18/18236-4)
CABRAL, ANA CRISTINA TOLENTINO; TANTA, URBANO MIGUEL TAFUR; SIMOES, ALEXANDRE ZIRPOLI; BASTOS, WAGNER; MORENO, HENRIQUE; RAMIREZ, MIGUEL ANGEL; PONCE, MIGUEL ADOLFO; MOURA, FRANCISCO. Unveiling the metal-insulator transition at YTiO3/LaTiO3 interfaces grown by the soft chemical method. Materials Chemistry and Physics, v. 302, p. 10-pg., . (13/07296-2, 17/10819-8, 18/18236-4)
CORTES, J. A.; MORENO, H.; ORREGO, S.; BEZZON, V. D. N.; RAMIREZ, M. A.. Dielectric and non-ohmic analysis of Sr2- influences on CaCu3Ti4O12-based ceramic composites. Materials Research Bulletin, v. 134, . (18/18236-4)
MORENO, H.; CORTES, J. A.; PRAXEDES, F. M.; FREITAS, S. M.; REZENDE, M. V. S.; SIMOES, A. Z.; TEIXEIRA, V. C.; RAMIREZ, M. A.. Tunable photoluminescence of CaCu3Ti4O12 based ceramics modified with tungsten. Journal of Alloys and Compounds, v. 850, . (18/18236-4)
MORENO, H.; DAMM, M.; FREITAS, S. M.; REZENDE, M. V. S.; SIMOES, A. Z.; BIASOTTO, G.; MASTELARO, V. R.; TEIXEIRA, V. C.; RAMIREZ, M. A.. Unveiling photoluminescent response of Ce-doped CaCu3Ti4O12: An experimental-theoretical approach br. Journal of Alloys and Compounds, v. 923, p. 16-pg., . (18/18236-4)

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