A quantitative analysis of the laser sintering of bismuth titanate ceramics

Macedo, Zélia Soares; Hernandes, Antônio Carlos

doi:10.1016/j.matlet.2005.06.013

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“…Como agente auxiliar na densificação dos filmes espessos usamos como aditivo (1 mol%) o composto Bi 4 Ti 3 O 12 (BIT), como sugerido [15]. A preparação do BIT seguiu a rotina estabelecida [4,5].…”

Section: Methodsunclassified

Section: Introductionunclassified

“…Tem sido demonstrado que o uso da técnica de sinterização a laser é eficiente na obtenção de cerâmicas com alta densidade relativa, excelente homogeneidade de tamanho médio de grãos e baixo dano microestrutural [4][5][6]. No entanto, a utilização da técnica para sinterização de corpos cerâmicos tem como fator limitante a espessura das amostras.…”

Section: Introductionunclassified

“…As técnicas propostas procuram contornar ou modificar algum estágio da cinética de sinterização, favorecendo ou inibindo determinados mecanismos de transporte de massa. Entre as técnicas mais promissoras estão a "spark plasma sintering" [1], sinterização por microondas [2], a sinterização em duas etapas [3] e a sinterização laser [4].Tem sido demonstrado que o uso da técnica de sinterização a laser é eficiente na obtenção de cerâmicas com alta densidade relativa, excelente homogeneidade de tamanho médio de grãos e baixo dano microestrutural [4][5][6]. No entanto, a utilização da técnica para sinterização de corpos cerâmicos tem como fator limitante a espessura das amostras.…”

unclassified

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Sinterização de filmes espessos de Ba(Ti0,85Zr0,15)O3 por varredura laser

Antonelli¹,

Hernandes²

2009

Cerâmica

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INTRODUÇÃORecentemente, novas estratégias para obtenção de corpos cerâmicos densos têm sido estudadas. As técnicas propostas procuram contornar ou modificar algum estágio da cinética de sinterização, favorecendo ou inibindo determinados mecanismos de transporte de massa. Entre as técnicas mais promissoras estão a "spark plasma sintering" [1], sinterização por microondas [2], a sinterização em duas etapas [3] e a sinterização laser [4].Tem sido demonstrado que o uso da técnica de sinterização a laser é eficiente na obtenção de cerâmicas com alta densidade relativa, excelente homogeneidade de tamanho médio de grãos e baixo dano microestrutural [4][5][6]. No entanto, a utilização da técnica para sinterização de corpos cerâmicos tem como fator limitante a espessura das amostras. Isto ocorre porque a absorção da radiação laser é preferencialmente superficial. A condução de calor a partir da superfície passa a ser responsável pelo aquecimento no interior da amostra e o resultado final irá depender das propriedades térmicas do material. Além disso, para uma situação em que o feixe do laser é fixo, o diâmetro da amostra também será limitado à dimensão do feixe de luz laser [5].Materiais ferroelétricos produzidos na forma de filmes espessos (>10 µm de espessura) têm sido utilizados em transformadores de impedância, micro-atuadores, sensores piezelétricos [7][8][9] e no desenvolvimento de MEMS (microelectromechanical systems) devido a sua alta sensibilidade e amplo intervalo de freqüência de trabalho quando comparados aos filmes finos [8,9]. Entre os materiais viáveis para estas aplicações, o Ba(Ti 1-x Zr x )O 3 é um dos candidatos por apresentar propriedades elétricas sintonizáveis com alterações na quantidade de Zr na composição química das cerâmicas [10,11].A técnica de deposição por eletroforese (EDPElectrophoretic Deposition) permite a produção de filmes espessos de diferentes espessuras sobre substratos condutores. As características das suspensões e a intensidade do campo elétrico em corrente contínua são parâmetros importantes que afetam a qualidade do filme espesso final. A técnica possibilita a combinação de uma grande variedade de materiais, morfologias e dimensões [12].Neste trabalho apresentamos a montagem experimental desenvolvida para a sinterização contínua de filmes espessos ResumoSão apresentados os resultados de sinterização de filmes espessos de BaTi 0,85 Zr 0,15 O 3 (BTZ15), depositados pela técnica de eletroforese, utilizando como fonte de calor um laser de CO 2 . A montagem experimental foi otimizada de modo a permitir a sinterização de filmes com dimensões de até 70 mm de comprimento por 10mm de largura e espessuras variáveis. Os processos térmicos envolvidos durante a varredura contínua a laser atuaram de modo similar à sinterização em duas etapas. Os tempos de patamares em cada etapa foram dependentes da velocidade e do número de varreduras. A temperatura máxima que se pode atingir no filme espesso, durante cada varredura e para uma potência nominal do laser fixa, foi correlacionada com a densida...

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Section: Methodsunclassified

Section: Introductionunclassified

unclassified

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Sinterização de filmes espessos de Ba(Ti0,85Zr0,15)O3 por varredura laser

Antonelli¹,

Hernandes²

2009

Cerâmica

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“…The laser sintering has been proposed as a new process where the conventional heat source is replaced by a laser beam. The process involves less expensive cost and made it possible to obtain ceramics with small grains growth and optimal characteristics [11][12][13].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Thick Film Laser Sintering: An Evidence for Two-step Process

Antonelli¹,

Andreeta²,

Botero³

et al. 2013

TOCRYJ

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Abstract:The results for the sintering of Bi 4 Ti 3 O 12 (BIT)-doped BaTi 0.85 Zr 0.15 O 3 (BTZ) thick films, deposited by electrophoresis, using as heating source a CO 2 laser are presented. The thermal process associated to the laser scanning sintering (LSS) acted in a similar way as a two-step-sintering process. This characteristic together with the high heating rate allowed us to obtain thick films with an average grain size of 200 nm, high relative density (~96%) and with a homogeneous microstructure. The X ray diffraction profile analysis show evidences for Bi 3+ replacing Ba 2+ at the A sites.

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Investigations of dielectric enhancement in (Ta2O5)1-x(TiO2)x ceramics prepared by laser-sintering technique

Jiang

2007

Appl. Phys. A

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A quantitative analysis of the laser sintering of bismuth titanate ceramics

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Sinterização de filmes espessos de Ba(Ti0,85Zr0,15)O3 por varredura laser

Sinterização de filmes espessos de Ba(Ti0,85Zr0,15)O3 por varredura laser

Thick Film Laser Sintering: An Evidence for Two-step Process

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