Estudos das propriedades dielétricas em micro-ondas de cerâmicas dos sistema ZnO-Nb2O5-TiO2 para aplicações em comunicações espaciais / A study of microwave dielectric properties of ZnO-Nb2O5-TiO2 ceramic system for applications in space communicatios

AUTOR(ES)
FONTE

IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia

DATA DE PUBLICAÇÃO

29/08/2011

RESUMO

O crescente desenvolvimento das telecomunicações impulsiona a pesquisa por novas tecnologias que possibilitam o aprimoramento do desempenho dos equipamentos. Cerâmicas dielétricas encontram aplicação como ressoadores dielétricos (RDs) em sistemas de comunicação que operam em frequências de microondas. Para a construção de um ressoador dielétrico (RD) é necessário um conjunto singular de propriedades: valor alto da constante dielétrica, perdas dielétricas baixas e a estabilidade da frequência com a temperatura. As propriedades dielétricas de um ressoador estão relacionadas às suas características macroscópicas (forma e dimensão) e microscópicas (composição química, estrutura cristalina, microestrutura, polarizabilidade e condutividade). Este trabalho apresenta uma investigação da correlação entre as propriedades dielétricas, as características da microestrutura e das fases cristalinas de cerâmicas do sistema ZnO-Nb$_2$O$_5$-TiO$_2$ produzidas a partir de misturas de pós do óxido de zinco, óxido de nióbio e óxido de titânio (com TiO$_2$ nas estruturas cristalinas anatásio e rutílio). Com o objetivo de otimizar as propriedades dielétricas, foi investigada a influência da adição de pequenas quantidades de óxido de gálio (0,1; 1,0 e 2,0\% em mol de Ga$_2$O$_3$) e de óxido de cobalto (0,1 e 1,0\% em mol de CoO). As cerâmicas foram obtidas pelo uso de uma rota nova de processamento, na qual a sintetização dos compostos químicos e a sinterização foram realizadas em uma única etapa. Para isto, foram feitas as misturas dos pós, a seguir foram compactadas por prensagem (uniaxial 100 MPa e isostática - 300 MPa) e sinterizadas via reação no estado sólido, em temperatura de 1100 a 1375 °C. As cerâmicas sinterizadas foram caracterizadas quanto à densidade, fases cristalinas presentes e microestrutura. Estas cerâmicas foram caracterizadas quanto às suas propriedades dielétricas em microondas. Os resultados obtidos permitem concluir que cerâmicas dielétricas do sistema ZnO-Nb2O5-TiO$_2$, obtidas a partir de TiO$_2$ na estrutura cristalina anatásio, com e sem a adição de Ga$_2$O$_3$ apresentaram valores de constante dielétrica e de fator de qualidade adequados para o seu uso como ressoadores dielétricos em microondas. No entanto, os valores altos de coeficiente térmico da frequência de ressonância. Este resultado indica que, apesar dos valores satisfatórios de constante dielétrica e de fator de qualidade, estes RDs precisam ainda ser melhorados para aplicações espaciais em circuitos de microondas.

ASSUNTO(S)

ressoador dielétrico constante dielétrica fator de qualidade microestrutura dieletric resonator dieletric dieletric constant quality factor microstructure

ACESSO AO ARTIGO

Documentos Relacionados