Caraterização Elétrica dos sistemas cerâmicos de La(2/3-X)Li3XTiO3 e Li2TiO3 - Pereira, Jonathas da Silva (Universidade Federal do Amazonas, 2018)
A técnica de espectroscopia de impedância complexa foi usada para realizar a caracterização elétrica de dois sistemas cerâmicos: Titanato de Lítio Lantânio - La(2/3-X)Li3XTiO3 (LLTO) e Titanato de Lítio – Li2TiO3 (LTO). O estudo é feito sobre duas amostras para cada sistema, LLTO (La0,59Li0,24TiO3 e La0,56Li0,33TiO3) e LTO (moído e não moído). Os pós de nanopartículas de LLTO foram obtidos por moagem de altas energias (MAE) e sinterizados via Spark Plasma Sintering (SPS). Por outro lado, o LTO foi submetido à moagem de altas energias para reduzir o tamanho das partículas e sinterizado pelo método de sinterização convencional. A resposta elétrica de ambos os sistemas (LLTO e LTO) foi estudada, com o diferencial de avaliar as propriedades elétricas em cada caso. Medidas de impedância complexa foram realizadas na faixa de frequência de 1 Hz a 10 MHz e num intervalo de temperatura desde a temperatura ambiente até 270 °C. Três modelos foram usados para o processamento dos dados experimentais, o modelo do circuito equivalente, a lei universal de Jonscher estendida e o método da derivada. Por meio dos três modelos, foi possível obter a condutividade de DC e estudar as contribuições para a condutividade total, do grão e da fronteira de grão do LLTO. Enquanto o LTO foi estudado na faixa de frequência de 1 Hz a 1 MHz, no intervalo de temperatura de 25 °C a 200 °C. O efeito da moagem sobre a condutividade iônica foi verificado no sistema LTO. A condutividade intrínseca do LLTO (x = 0,08) foi da ordem de 10-5 a 10-3 S/cm na faixa de temperatura estudada. Para o LTO a condutividade iônica intrínseca foi da ordem de 10-10 a 10-7 S/cm. Além disso, a equação de Arrhenius permitiu determinar a energia de ativação total (Ea) de cada contribuição tanto do LLTO, quanto do LTO. Para La0,59Li0,24TiO3, valores de Ea de 0,394, 0,393 e 0,208 eV foram obtidos para o volume total, fronteira de grão e grão, respectivamente. Indicando que para o sistema LLTO o mecanismo condutivo é determinado pela mobilidade de íons Li+. Para o LTO sem e com moagem foram obtidos energia de ativação da amostra total de aproximadamente de 0,69 e 0,687 eV, respectivamente. Estes valores estão associados a um mecanismo de condução por vacantes de oxigênio simplesmente ionizado.