Propriedades elétricas da alfa hematita ( α-Fe2O3) dopada com óxido de bismuto (Bi2O3) - Luz, Flavia Rafaela Bueno da (2020)
Neste trabalho investigou-se a influência do dopante Bi2O3 nas propriedades elétricas varistoras do sistema binário α-Fe2O3-Bi2O3. As concentrações utilizadas do dopante variaram em 0,5%, 1,0%, 1,5%, 1,8%, 2,0%, 2,5% e 3,0% em mol. O processamento empregado foi o método convencional de mistura de óxidos. Foram conformadas 5 amostras para cada composição a pressão de 4,5 MPa e, sinterizadas a 1280°C por 1 hora em atmosfera ambiente com patamar intermediário em 350°C por 1 hora. Após a sinterização verificou-se a densidade das amostras cerâmicas, com valor de 5,07 g/cm para o sistema de α-Fe2O3 pura e 4,73 g/cm para o sistema com adição de 3,0% em mol de Bi2O3. O estudo do comportamento varistor para os sistemas αFe2O3-Bi2O3 foi realizado em corrente contínua, em temperatura ambiente e, em função da temperatura (até 300°C). Observou-se que o teor do dopante altera o comportamento elétrico das amostras cerâmicas a base de α-Fe2O3. Os parâmetros elétricos encontrados são de α =1,45, Er= 1102 V/cm e 4,7 Vb V/cm para o sistema binário com 2,0% em mol, de α =1,48, Er= 1156 V/cm e 5,0 Vb V/cm para o sistema binário com 2,5% em mol de Bi2O3 e, α= 1,62, Er= 1143 V/cm e 4,4 Vb V/cm com adição de 3,0 % em mol do dopante, visto que todos os sistemas binários apresentaram corrente de fuga (If) relativamente alta. Apenas para as concentrações acima de 2,0% em mol de Bi2O3, a quantidade de dopante utilizada, passa a ser favorável para o comportamento não linear varistor. Esse efeito foi devido ao aumento na concentração da fase cristalina ferrita de bismuto (FeBiO3), de baixa resistividade elétrica, caracterizada por DRX, juntamente com a análise de EDS acoplada ao FEG. Com os resultados obtidos das caracterizações, foi possível identificar que a fase FeBiO3, formada nas regiões de contornos de grão da microestrutura. Essa fase cristalina, foi considerada como o mecanismo de condução elétrica responsável pelo comportamento não linear, dos sistemas varistores binários α-Fe2O3-Bi2O3, com grãos de caráter resistivo e contornos de grãos de caráter condutor