Abstrato

Características da dopagem de cerâmicas do tipo hollandita de alto k por cobre

 Nikolay Gorshkov

Óxidos complexos semelhantes a Holland Ax(Ti,M)8O16 (A é um cátion não estrutural e M é um metal de transição que substitui Ti4+ no estrutural) são caracterizados por alta polarizabilidade devido à mobilidade de íons alcalinos, incorporados aos canais 1-D, e valência variável dos metais de transição. Essas características estruturais permitem considerar soluções sólidas semelhantes a hollandita como alternativas aos materiais cerâmicos não ferroelétricos semelhantes a perovskita (CaCu3Ti4O12 e Ba(Fe0,5Nb0,5)O3) exibindo altos valores (ε~104) da constante dielétrica em uma ampla faixa de temperatura e frequência. No entanto, os métodos tradicionais usados ??para produzir soluções sólidas semelhantes a hollandita são complicados. Neste relatório, apresentamos uma tecnologia de dois estágios para a síntese de hollanditas no sistema K2O-CuO-TiO2. Esta metodologia é baseada no uso do polititanato de potássio amorfo, modificado em soluções aquosas de sais de cobre como material precursor. A presença de uma superfície interna bem desenvolvida de flocos de PPT em camadas permite a introdução de íons de metais de transição diretamente na estrutura do material precursor. As condições experimentais ótimas do tratamento químico (pH, concentração da solução aquosa, doses de PPT), bem como o seguinte tratamento térmico (regimes térmicos) que permitem a produção de titanatos de potássio semelhantes à holandita contendo cobre foram determinados. A este respeito, o método para produzir cerâmicas sinterizadas a 1000-1100 °C com base em soluções sólidas em pó semelhantes à holandita foi proposto e as propriedades elétricas dos espécimes cerâmicos obtidos foram investigadas na faixa de frequência de 1 MHz a 0,1 Hz. A constante dielétrica e a tangente das perdas dielétricas para as amostras de cerâmica calcinadas a 1075 °C foram de 104-105 e 0,2-0,9, respectivamente. O material sintetizado pode ser usado para a produção de dielétricos cerâmicos como compósitos funcionais de matriz polimérica preenchidos com cerâmica de alto k. Esta pesquisa foi apoiada financeiramente pela Fundação Russa de Ciência (projeto № 19-73-10133).