Síntese, caracterização estrutural e morfológica da cerâmica ferroelétrica livre de chumbo KNaNbO3 - niobato de sódio e potássio, modificada com molibdênio [K0,5Na0,5][Nb(1-x)Mo(x)]O3

Abstract

Esse trabalho busca uma solução ou substituição para cerâmicas livres de chumbo, que possuam características próximas da estrutura da perovskita PZT (Titanato Zirconato de Chumbo). A cerâmica foi produzida a partir do Niobato de Sódio e Potássio; KNN - Na0,5K0,5NbO3; com alterações no sítio B por molibdênio (Mo). Neste trabalho foram sinterizadas soluções sólidas de Na0,5K0,5Nb(1-x)MoxO3 com x = 5; 10; 15 e 20%mol Mo, por reações de estado sólido. Com a moagem, calcinação, prensagem isostática e síntese a altas temperaturas, foram obtidas amostras dos corpos cerâmicos e investigou-se a influência da temperatura de calcinação em 800°C, 850°C e 950°C e posteriormente de sinterização a 1100°C. Foram realizadas as medidas de análise térmica, usando as técnicas de TG, DTG, DTA e Dilatometria, para indicar a temperatura nas quais as amostras sofreram perda de massa e temperatura de máxima densificação, para assim, melhor definir a temperatura de sinterização. Posteriormente as amostras foram analisadas e identificadas as fases obtidas para a estrutura perovskita. A técnica de Difratometria de Raios X, indica que as amostras contêm as fases desejadas para Na0,5K0,5NbO3, bem como para Na0,5K0,5Nb(1-x)MoxO3; coexistindo os precursores. Todavia foram observadas fases do limite morfotrópico (MPB – Morphotropic Phase Boundary) entre as estruturas com simetria monoclínica e tetragonal. As análises por micrografia, obtidas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), mostraram uma microestrutura com grãos esféricos, típicos de reação do estado sólido próximos a ≈ 4,2 µm. As cerâmicas obtidas pelo método tradicional de mistura de óxidos apresentam características morfológica e estrutural, com fase relacionada à solução sólida de KNb(1-x)MoxO3 conforme ficha cristalográfica PDF#81-2374 e composição para fase Na0,5K0,5Nb(1-x)MoxO3 conforme identificado em PDF#77-0038.