Síntese e caracterização estrutural da cerâmica termoelétrica ca(1-x)bixmno3

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Padilha, Bruna
• Orientador(a): Gotardo, Ricardo Augusto Mascarello
• Banca de defesa: Ferreira, Ailton da Silva , Moreno, Joao Roberto Sartori , Gotardo, Ricardo Augusto Mascarello
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Cornelio Procopio
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Termoeletricidade; Material cerâmico; Condutividade elétrica; Thermoelectricity; Ceramic materials; Electric conductivity
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/5441

O presente trabalho propõe analisar como a substituição do Bismuto (Bi) pode influenciar na estrutura e nas propriedades térmica e elétrica da Manganita de Cálcio (CaMnO3), que está entre os principais materiais termoelétricos estudados. Esse material é considerado um dos mais promissores dentre os óxidos termoelétricos devido ao seu alto valor de coeficiente Seebeck, baixa condutividade térmica e considerável condutividade elétrica, características fundamentais para um material termoelétrico eficiente. A escolha do Bi deve-se ao raio iônico maior que o do Ca e devido a valência do Bi ser 3+, isso provoca uma redução parcial do Mn4+ para Mn3+ aumentando a concentração dos portadores de carga. As amostras do sistema Ca(1-x)BixMnO3, foram sintetizados através do método de reação de estado sólido, com x=0, 2, 3 e 5%. Foram calcinadas a 1000 °C por 20 horas em um forno mufla e, sinterizadas a 1150 °C por 10h, e posteriormente foram aplicadas as técnicas de caracterização: difração de raios-X (DRX), que possibilitou identificar a sua estrutura cristalina e determinar os parâmetros de rede; Método de Duas Pontas, que permitiu verificar a resistividade elétrica, e por fim, os métodos de análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC) que possibilitaram investigar as propriedades térmicas. Além disso, foram calculados os valores de volume da célula unitária e densidade, onde os valores foram comparados com o banco de dados do JCPDS (Joint Committee for Powder Diffraction Studies).Os resultados de DRX revelaram que os materiais cristalizaram em uma estrutura ortorrômbica do grupo espacial Pnma. Os parâmetros de rede, volume e densidade teórica apresentaram coerência com a literatura, e observou-se um aumento nesses parâmetros com a substituição do bismuto. Uma redução significativa da condutividade térmica foi observada na amostra com 3% Bi em relação às demais concentrações. O comportamento da resistividade elétrica não foi o esperado, visto que, na literatura houve uma redução na resistividade elétrica, enquanto no presente trabalho, notou-se um aumento. Apesar do comportamento da resistividade elétrica não ter sido o esperado em relação à amostra pura, autores que sinterizaram o sistema Ca(1-x)BixMnO3 obtiveram valores semelhantes para a amostra com 3%.