Estudo de cerâmicas porosas de titânia e zircônia mono e multicamadas para aplicação como sensores de umidade do ar / Study under ceramic porous of titania and zirconia in mono and multilayer configurations to use as air humidity sensor

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

29/11/2011

RESUMO

A demanda crescente no monitoramento de parâmetros ambientais, fez com que os dispositivos chamados sensores participassem de intensos processos de pesquisa e de desenvolvimento tecnológico. A necessidade de uma melhor compreensão do comportamento de sensores cerâmicos porosos em relação à sensitividade à umidade ambiente motivou o desenvolvimento desta pesquisa. Portanto, neste trabalho é proposta uma investigação sistemática de elementos sensores de cerâmicas porosas, micro e/ou submicroestruturados, de TiO$_2$ nas fases cristalinas anatásio e rutílio, de ZrO$_2$ e de suas misturas na forma monocamada e em camadas alternadas destes componentes (multicamadas). As cerâmicas porosas, em estudo, confeccionadas a partir de pós comerciais de ZrO$_2$ e de TiO$_2$, foram compactadas por prensagem uniaxial e sinterizadas em temperaturas diferentes. A identificação das fases cristalinas presentes foi realizada pela técnica de difração de raios X (DRX) e as análises das características morfológicas e das microestruturas dos pós e das cerâmicas sinterizadas foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os valores de área superficial específica das cerâmicas sinterizadas foram obtidos pelo uso do método B.E.T. e as curvas de distribuição de tamanhos de poros nas cerâmicas sinterizadas foram determinadas pelo uso da técnica de porosimetria de mercúrio. A caracterização elétrica dos elementos sensores foi feita em uma câmara climática, através de uma ponte RLC, em umidades relativas do ar diferentes e temperaturas pré-estabelecidas, de acordo com os procedimentos desenvolvidos no Laboratório de Sensores Ambientais (LSA) do LAS/CTE/INPE. Os resultados mostraram que os elementos sensores com titânia em suas configurações apresentaram os melhores resultados quanto à sensitividade à umidade ambiente. Os elementos sensores com titânia na fase rutílio apresentaram maior estabilidade com relação à medição de capacitância, e a cerâmica com TiO$_2$ na fase anatásio apresentou melhor resultado juntamente com a ZrO$_2$ monoclínica. As cerâmicas multicamadas não apresentaram resultados eficientes como elementos sensores de umidade do ar. Os resultados desta investigação forneceram informações valiosas para a otimização de elementos sensores de cerâmicas porosas.

ASSUNTO(S)

sensores cerâmicos titânia zircônia sensores de umidade do ar ceramic sensors titania zircania air humidity sensors

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