Efeito das fronteiras de grão no comportamento eléctrico das ferrites

Abstract

O reconhecimento crescente da importância das fronteiras de grão, no comportamento eléctrico de cerâmicas à base de óxidos, é evidenciado pela proliferação de trabalhos e encontros científicos dedicados ao assunto. Mais importante que este reconhecimento é o facto das fronteiras de grão poderem ser criadas e desenvolvidas através de uma engenharia apropriada, por forma a obterem-se novos dispositivos baseados nas propriedades das fronteiras de grãos, como é o caso dos condensadores de camada interna "internal boundary layer capacitors", dos termístores de coeficiente de temperatura positivo e das resistências dependentes da tensão (varístores). Estes dispositivos têm em comum a presença de grãos altamente condutores, separados por finas fronteiras de grão extremamente resistivas. Materiais de reconhecido interesse tecnológico, como são as ferrites policristalinas, servem de base a este trabalho que representa uma contribuição para o estudo dos efeitos das fronteiras de grãos no seu comportamento eléctrico. Da estrutura cristalográfica das espinelas, cujo protótipo é a magnetite, ressaltam dois factos importantes com interesse do ponto de vista da condutividade eléctrica destes materiais: - os sítios octaédricos ocupados partilham um vértice octaédrico o que faz com que os catiões fiquem relativamente próximos facilitando, grandemente, a troca localizada de electrões entre sítios vizinhos; - a possibilidade da existência simultânea de iões com valências diferentes nos sítios octaédricos vizinhos é a causa da elevada condutividade apresentada pelas ferroespinelas o que permite, através da substituição do ião Fe2+ por outro ião divalente, alcançar variações significativas nas suas propriedades eléctricas, nomeadamente na condutividade. O trabalho desenvolvido é constituído por três partes distintas. A primeira, é uma recolha bibliográfica sobre a condução eléctrica em materiais que serve de suporte à parte experimental. Na segunda parte, constituída pelo capítulo 2, referem-se as condições de preparação de amostras e dispositivos experimentais utilizados. Os capítulos 3 a 7 formam a terceira parte onde são apresentados e discutidos os resultados obtidos em amostras dos sistemas de ferrites Cox Fe3-x O4 e MnxCd0.5Fe2.5-xO4. Na caracterização eléctrica das amostras foi utilizada a espectroscopia de impedância complexa.