Síntese, Caracterização Elétrica, Magnética & Estrutural do Aluminato de Cobre - CuAl₂O₄.

Abstract

Recentemente a pesquisa em cerâmicas com estrutura do tipo espinélio tem sido um campo de estudo intenso e recebeu um renovado interesse científico e tecnológico devido as suas vantagens e propriedades. Da mesma maneira, o estudo das propriedades elétricas e magnéticas são parâmetros críticos para o desenvolvimento de novos materiais e dispositivos na indústria eletrônica. Neste trabalho, foi obtido o espinélio de aluminato de cobre (CuAl₂O₄) pelo método convencional de preparação das cerâmicas de reação no estado-sólido dos óxidos de alumínio (Al₂O₃) e óxido de cobre II (CuO) de elevada pureza. Deste modo, o aluminato de cobre foi sinterizado em diferentes temperaturas tais como 1000, 1050, 1100 e 1150 °C durante 120h, com o objetivo de estudar o comportamento elétrico e magnético do material em função da temperatura de sinterização. A caracterização elétrica em corrente continua (dc) das pastilhas cilíndricas foi avaliada pelo método de dois fios em temperaturas elevadas. O comportamento da resistividade eléctrica em corrente continua foi investigado a partir da temperatura ambiente (~300K) até temperaturas elevadas (900K). O desempenho encontrado foi característico de um material semicondutor isto é, os valores da resistividade elétrica em temperatura ambiente são altos (~10⁵ Ω.cm) e decrescem à medida que a temperatura de aquecimento aumenta. A caracterização magnética foi realizada por meio da análise dos ciclos de histerese magnética das amostras, obtidos através de um Magnetômetro de Amostra Vibrante (MAV). O material apresentou características de um material magnético mole, com ciclos de histereses finos e estreitos e com uma área no interior dos ciclos de histereses considerada pequena. Portanto, poderia ser aplicado em dispositivos de baixa frequência como motores, geradores e núcleos de transformadores. Da mesma forma, o estudo da estrutura cristalina pelo método da Difração de Raios-X (DRX) revelou a existência da estrutura do tipo espinélio cúbico (CuAl₂O₄) descrito pela fórmula MeAl₂O₄, onde Me representa um metal de transição Cu. As micrografias obtidas no Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) mostram uma morfologia constituída por graõs em forma poligonal com pequenas incrustações na superfície. A presença destas incrustações é provavelmente devido à influência das fases secundarias.