Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: |
2016 |
Autor(a) principal: |
Sanches, Alex Otávio [UNESP] |
Orientador(a): |
Não Informado pela instituição |
Banca de defesa: |
Não Informado pela instituição |
Tipo de documento: |
Tese
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Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
Idioma: |
por |
Instituição de defesa: |
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
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Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Não Informado pela instituição
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Palavras-chave em Português: |
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Link de acesso: |
http://hdl.handle.net/11449/141495
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Resumo: |
Compósitos particulados de conectividade 0-3 obtidos a partir de cerâmicas ferroelétricas são objetos de inúmeros estudos científicos. Tal fato decorre da necessidade da indústria eletrônica de materiais com altas constantes dielétricas e densidade de energia, para fabricação de componentes passivos integrados em circuitos impressos e fabricação de dispositivos de armazenamento de energia. Por outro lado, a constante dielétrica dessa combinação se limita a baixos níveis para algumas aplicações. A fabricação de compósitos trifásicos vem ganhando atenção devido às elevadas constantes dielétricas obtidas com a inserção de uma terceira fase condutiva. A literatura apresenta tais compósitos com um perfil bem comportado baseado na regra das misturas e na teoria da percolação. Por outro lado, em alguns casos as interações das fases de preenchimento com a matriz, bem como a possível geração de cargas durante o processo de fabricação impedem um comportamento previsível considerando a distribuição não aleatória das fases. Este trabalho teve como objetivo a obtenção e caracterização de compósitos trifásicos empregando-se como matriz o poliuretano a base de água, como segunda fase Titanato Zirconato de Chumbo (PZT) e como terceira fase, para efeito de comparativo, negro de fumo (NF) ou nanocristais de celulose (CNC). Os compósitos trifásicos foram preparados a partir da mistura dos componentes em solução aquosa de PU, e suas propriedades comparadas àquelas obtidas para compósitos bifásicos de PU_PZT e PU_NF e PU_CNC. As caracterizações foram realizadas por meio de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), análises termogravimétricas (TG), espectroscopia de impedância e infravermelho, condutividade dc, difração de raios X (DRX), e pela avaliação do coeficiente piezoelétrico. A presença de nanocristais de celulose na matriz PU, promoveu um aumento na transição vítrea e temperatura de início de degradação dos seguimentos soft em detrimento dos segmentos hard, demonstrando uma interação preferencial com os SS. A adição de CNC até 10% em massa impactou de forma substancial as propriedades mecânicas dos nanocompósitos, no entanto, estas foram afetadas consideravelmente em função da umidade. Medidas do coeficiente piezoelétrico (d33) dos compósitos PU_PZT ao longo de 30 dias, evidenciaram uma significante atenuação do seu valor. O fenômeno de redução do d33 também foi observado para os compósitos trifásicos com NF, embora nestes, a atenuação se restringiu a no máximo 30% dos valores iniciais. O decaimento nos valores do d33 foi atribuído não apenas a um fenômeno de não compensação de cargas durante a polarização, mas também à relaxação da matriz. Por sua vez, os nanocristais de celulose como terceira fase promoveram uma maior efetividade de polarização dos compósitos, resultando em um aumento do d33 superior a 400% comparativamente aos compósitos bifásicos PU_PZT dependente do conteúdo cerâmico e de nanocristiais. Um efeito de redução do volume livre para concentrações cerâmicas acima de 20% v/v ocasionou maior interação dos CNC com os segmentos hard do PU. |