Síntese e caracterização de titanato de bário hidrotérmico dopado com lantânio e manganês.

Abstract

Foi investigado o efeito dos teores de lantânio e manganês sobre o coeficiente de temperatura positivo, PTC, da resistividade do titanato de bário hidrotérmico. Pós de titanato de bário foram produzidos por síntese hidrotérmica, a 220°C, por 20h, com enchimento de 1/3 da autoclave, a partir de Ba(OH)2.8H2O e TiO2, como precursores. Foram feitas as sínteses de pós de titanato de bário estequiométrico, além de pós de titanato de bário dopado com concentrações de lantânio entre 0,2 e 1,0mol% e com concentrações de manganês entre 0,02 e 0,10mol%. Os pós foram caracterizados por difratometria de raios X, identificando-se apenas a fase BaTiO3 e em seguida prensados na forma de pastilhas de aproximadamente 10mm por 3mm, com carga de 3.000kgf. As pastilhas prensadas foram sinterizadas ao ar a 1250°C por 5h e tiveram suas microestruturas e fases identificadas por microscopia eletrônica de varredura e difratometria de raios X, respectivamente. As pastilhas de todas as composições foram metalizadas nas duas faces planas para a confecção de capacitores, que foram caracterizados eletricamente por impedanciometria complexa, a 1kHz, entre 80°C e 195°C, para determinação de suas constantes dielétricas, temperaturas de Curie, fatores de dissipação, resistividades e coeficientes de temperatura. Observou-se um máximo efeito PTC para a dopagem com lantânio de 0,6mol%, apresentando um coeficiente de temperatura de 94.750W.mm/°C, um aumento de 250% com respeito ao titanato de bário puro. O maior efeito PTC observado para a dopagem com manganês ocorreu a 0,1mol%, com coeficiente de temperatura de 38.000W.mm/°C. A dopagem com lantânio reduziu continuamente a temperatura de Curie do titanato de bário, de 123°C, para 95°C, enquanto a dopagem com manganês praticamente não a alterou.