Síntese e caracterização de cerâmicas ferroelétricas de BNT-BT: abordagem do diagrama de fases - Moya, Bianca Reis (2022)
Amostras cerâmicas de (Bi0,5Na0,5)1–xBaxTiO3, sendo x = 0, 2, 5, 8, 10, 12, 16, 18 at%, foram obtidas pela técnica de sinterização convencional de reação do estado sólido usando reagentes de alta pureza. As propriedades estruturais, microestruturais e dielétricas foram investigadas no intuito de explorar o diagrama de fases para uma ampla faixa de composições, considerando a influência do BaTiO3 (BT) nas propriedades físicas do Bi0,5Na0,5TiO3. A análise e interpretação dos resultados obtidos foram realizadas a partir das técnicas de difração de raios-X (DRX), complementando com o uso do método de refinamento Rietveld, o método de Williamson-Hall (para determinação do tamanho médio do domínio coerente e microdeformação estrutural), espectroscopia Raman (ER) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Estas técnicas possibilitaram explorar detalhadamente as características estruturais e microestruturais, respectivamente, das composições analisadas. Posteriormente, foram realizadas as caracterizações dielétricas em uma ampla faixa de frequência e temperatura no intuito de investigar as características da transição de fases em função do conteúdo do dopante. Os resultados das propriedades estruturais confirmaram a formação da estrutura perovskita com diferentes tipos de simetrias cristalinas, a depender do conteúdo de BT: Fase ferroelétrica com estrutura romboédrica (com o grupo espacial R3c), para x = 0 e 2 at%, mistura de fases ferroelétrica romboédrica e antiferroelétrica tetragonal (com grupos espaciais R3c e P4bm, respectivamente), para x = 5 at%, fase antiferroelétrica tetragonal (P4bm), para x = 8 at%, mistura de fases antiferroelétrica e ferroelétrica tetragonal (com grupos espaciais P4bm e P4mm, respectivamente), para x = 10 at%, e estrutura ferroelétrica tetragonal (com grupo espacial P4mm), para x = 12, 16 e 18 at%. Estas características foram evidenciadas na resposta dielétrica, cujos parâmetros característicos, tais como temperatura de transição de fases e permissividade dielétrica, foram fortemente afetados pelas simetrias cristalinas reveladas para cada composição. Os resultados obtidos permitiram contribuir para um melhor entendimento bem como para com uma atualização do diagrama de fases para o sistema BNT–BT.