Produção e caracterização estrutural, morfológica e luminescente de cerâmicas tipo Perovskita

Abstract

Nesta tese apresentamos resultados da preparação e caracterização estrutural, morfológica e luminescente das perovskitas Ba2Ho1-xTbxZrO5,5 (x = 0; 0,5 e 0,9) e Ba2La1-xEuxZrO5,5 (x = 0; 0,02; 0,04; 0,08 e 1) obtidas pelo método de combustão. Os resultados de difração de raios-X confirmaram a formação da fase perovskita com simetria cúbica com parâmetro de rede entre 8,402 Å e 8,444 Å, e também traços de fases secundárias como Ho2O3, Eu2O3, e La(OH)3 para todas as perovskitas em estudo. Utilizando-se o método Scherrer determinou-se que o tamanho médio dos cristalitos estava na faixa de 34-76 nm. Medidas de área superficial (BET), assim como o cálculo de diâmetro médio das partículas (DBET) realizadas nas amostras Ba2HoZrO5,5 logo após a combustão, confirmaram o tamanho de partícula nanométrico (~ 60 nm) e uma área superficial igual a 14,63 m2/g. As micrografias obtidas por MEV revelaram uma tendência a aglomeração após a combustão e a presença de uma microestrutura homogênea em relação aos tamanhos médios e distribuição de grãos quando submetidas a tratamentos térmicos. Análise de espectroscopia no infravermelho nas perovskitas Ba2LaZrO5,5 puro e dopado com Eu3+ e sinterizada a 1400 ºC/15 h revelou ainda, surpreendentemente, a presença de modos vibracionais dos grupos OH- e O-M-O. As medidas de termo-luminescência Ba2EuZrO5,5 preparada a 900 ºC/6 h revelou que esse material apresenta uma resposta monotônica à radiação gama para altas doses de radiação ionizante. Através das análises espectroscópicas do íon Eu3+ foram observados os processos de transferência de energia nas amostras Ba2La1-xEuxZrO5.5. Os espectros de emissão apresentaram bandas características do Eu3+, correspondentes às transições do estado excitado 5D0 para os estados 7F0,1, 2, 3, 4. Para as amostras calcinadas observou-se um crescimento monotônico da intensidade de luminescência com o aumento do teor de Eu3+. Os espectros das amostras sinterizadas a 1300 oC, 1350 ºC e 1500 ºC apresentaram uma banda intensa para transição 5D0® 7F1, sugerindo a existência de um centro de inversão. A amostra sinterizada a 1350 ºC foi a que apresentou simetria mais alta (tipo Oh), em torno do íon Eu3+. Concluindo, o método de combustão utilizado mostrou-se adequado para obtenção das perovskitas cúbicas Ba2Ho1-xTbxZrO5,5 e Ba2La1-xEuxZrO5,5. Os resultados de termo-luminescência para a perovskita (Ba2EuZrO5.5) indicam fortemente que este material pode ser utilizado como dosímetro de radiação ionizante para altas doses, e os resultados de luminescência indicam que essa técnica pode ser utilizada como uma ferramenta adicional para caracterização da simetria local nessas perovskitas