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dc.contributor.advisorSabioni, Antônio Claret Soarespt_BR
dc.contributor.authorDaniel, Antônio Márcio J. Mucci-
dc.date.accessioned2013-09-20T12:05:54Z-
dc.date.available2013-09-20T12:05:54Z-
dc.date.issued2009-
dc.identifier.citationDANIEL, A. M. J. M. Estudo da difusão do oxigênio em cerâmicas à base de ZnO–Bi2O3 por espectrometria de massa de íons secundários. 2009. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2009.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3228-
dc.description.abstractA fim de verificar a influência do bismuto sobre a difusividade do oxigênio em policristais de ZnO dopado com Bi2O3 e o efeito das impurezas sobre a difusividade do oxigênio em um varistor comercial baseado em ZnO, em relação à difusividade do oxigênio em policristais de ZnO puro, foram determinados coeficientes de difusão do oxigênio, em volume e em contornos de grãos, nesses materiais, por meio do método da troca isotópica sólido-gás utilizando o isótopo 18 O como traçador do oxigênio. Os experimentos com o ZnO-Bi2O3 foram realizados com amostras sinterizadas de ZnO contendo 0,1, 0,3 e 0,5% molar de Bi 2O3. Os tratamentos térmicos de difusão do oxigênio no ZnO-Bi 2O3 e no varistor comercial foram realizados entre 850 e 1100ºC em uma atmosfera de Ar+ 18 O2 sob uma pressão parcial de oxigênio igual a 2.10 4 Pa. Após os tratamentos térmicos de difusão, os perfis de difusão do 18 O foram estabelecidos por espectrometria de massa de íons secundários (SIMS). Os resultados mostram um aumento da difusão do oxigênio no ZnO dopado com Bi 2O3 e no varistor comercial quando comparados com a difusão do oxigênio em policristais de ZnO puro, sob as mesmas condições experimentais, em volume e em contornos de grãos. Além disso, foi observado que a difusão do oxigênio no ZnO, em volume e em contornos de grãos, aumenta ligeiramente com a concentração de Bi 2O3 . Estes resultados sugerem que a incorporação do Bi2O3 ao ZnO aumente a concentração do oxigênio intersticial o qual concorda com um mecanismo intersticial para a difusão do oxigênio em volume e em contornos de grãos no ZnO-Bi2O3 . O aumento da difusão em volume no varistor concorda com um mecanismo intersticial para a difusão do oxigênio nesse material dopado com impurezas metálicas com valências iguais ou superiores à do zinco como no presente trabalho. Os resultados mostram também que os contornos de grãos são vias rápidas para a difusão do oxigênio no ZnO dopado com Bi 2O3 e no varistor comercial nas mesmas condições experimentais utilizadas neste estudo. Entretanto, o aumento da difusão do oxigênio em contornos de grãos do varistor parece ser dependente de vários parâmetros, microestrutural e químico, e não permite uma interpretação simples.pt_BR
dc.language.isopt_BRpt_BR
dc.publisherPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.pt_BR
dc.subjectDifusãopt_BR
dc.subjectOxigêniopt_BR
dc.subjectContorno de grãopt_BR
dc.subjectDifusão em sólidospt_BR
dc.titleEstudo da difusão do oxigênio em cerâmicas à base de ZnO–Bi2O3 por espectrometria de massa de íons secundários.pt_BR
dc.typeDissertacaopt_BR
dc.description.abstractenIn order to check the influence of Bi on oxygen diffusivity in Bi 2O3 -doped ZnO polycrystals and the effect of the impurities on the oxygen diffusivity in a ZnO-based commercial varistor, in relation to the pure ZnO polycrystals oxygen dffusivity, oxygen diffusion coefficients, both in bulk and in grain boundary, were determined in these materials by means of the gas-solid exchange using the isotope 18 O as the oxygen tracer. The experiments with the ZnO-Bi2O3 were performed on ZnO sintered samples containing 0,1, 0,3 and 0,5 mol % Bi 2O3 . The oxygen diffusion annealings in ZnO-Bi 2O3 and in commercial varistor were performed between 850 and 1100°C, in an Ar+ 18 O2 atmosphere under an oxygen partial pressure of 2x10 4 Pa. After the diffusion annealings, the 18 O diffusion profiles were established by secondary ion mass spectrometry (SIMS). The results show an increase in the oxygen diffusion in the Bi 2O3-doped ZnO and in the commercial varistor, when compared to the oxygen diffusion in the pure ZnO polycrystal under the same experimental conditions, both in bulk and in grain boundaries. Moreover, it was observed that the oxygen diffusion, both in bulk and in grain boundary, slightly increase with the Bi 2O3 content. These results suggest that the incorporation of BiO3 in ZnO increases the interstitial oxygen concentration which agrees with an interstitial mechanism for the oxygen diffusion both in bulk and in grainboundaries in the Bi 2O3 . The increase of the oxygen bulk diffusion in the varistor agrees with an interstitial mechanism for the oxygen diffusion in this material doped with metallic impurities with valences equal or greater than to that of zinc as in this work. The results also show that the grain boundaries are fast path for the oxygen diffusion in the Bi 2O3 -doped ZnO and in the commercial varistor under the same experimental conditions used in this study. However, the increase of the oxygen diffusion in the grain boundaries of the varistor seems to depend on several chemical and microestructural parameters and does not allow simple interpretation.-
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