Universidade Federal do Ceará
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Teleinformática

Título: The Influence of SrTiO Addition on the Dielectric Properties of BaTiSiO for High Frequency Microwave Components

Data: 16/06/2025
Horário: 14:00
Local: Google Meet (o link será divulgado posteriormente)

Banca Examinadora:
Antonio Sérgio Bezerra Sombra (UFC, Orientador)
José Cláudio do Nascimento (UFC)
Francisco Nivaldo Aguiar Freire (UFC)
Cláudio Lenz César (UFRJ)
Humberto Dionísio de Andrade (UFERSA)

Resumo:
Esta tese investigou as propriedades estruturais, morfológicas e dielétricas de Ba₂TiSi₂O₈ (BTS) com adições de SrTiO₃ (STO) em proporções de 0, 5, 10, 15 e 20% em peso, abrangendo as faixas de radiofrequência (RF, f < 300 MHz) e micro-ondas (MW, 300 MHz < f < 300 GHz). Os compósitos cerâmicos foram sintetizados por meio do método de reação em estado sólido, prensados uniaxialmente a 15,2 MPa em discos cilíndricos e sinterizados a 1200 °C por 4 horas. A análise morfológica, realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), revelou uma evolução microestrutural distinta com a incorporação de STO. Estudos de difração de raios X foram conduzidos para identificação de fases e refinamento estrutural. A análise por Espectroscopia de Impedância Complexa (CIS) correlacionou as propriedades dielétricas com as características microestruturais, sendo que o modelo de Maxwell-Wagner-Sillars foi o que melhor explicou o comportamento observado. Os compósitos cerâmicos apresentaram energias de ativação (Ea) variando entre 1,76 e 1,92 eV. Os coeficientes de capacitância térmica (TCC) para composições com 10–15% de STO ficaram dentro de ±1500 ppm·°C⁻¹. Diagramas de Nyquist foram usados para analisar o comportamento dielétrico, modelando os efeitos do grão e das fronteiras de grão por meio de circuitos equivalentes com elementos de fase constante (CPE). Para a análise na faixa de micro-ondas, o coeficiente de temperatura da frequência ressonante (τf), obtido pelo método Silva-Fernandes-Sombra (SFS), indicou estabilidade térmica ideal para adição de 3% de STO (τf = +9,23 ppm·°C⁻¹), tornando-o adequado para aplicações em antenas. As medições de Hakki-Coleman mostraram fatores de qualidade aprimorados (53,64 ≤ Q ≤ 110,50), tangentes de perdas (tan δ) reduzidas e valores de permissividade (εᵣ) adequados. Simulações numéricas demonstraram eficiência eletromagnética superior a 96% quando os compósitos funcionaram como antenas.

Palavras-chave: materiais dielétricos; micro-ondas; SrTiO; BaTiSiO; alta frequência.