D5 Caracterização Elétrica (Impedância e Histerese)

Tópico

A medição da condutividade iônica, da constante dielétrica e da resposta ferroelétrica de uma cerâmica — o objetivo deste modelo — é realizada usando duas técnicas elétricas distintas. Como cada técnica mede um aspecto diferente da resposta elétrica da cerâmica, juntas elas abrangem tanto sua condutividade quanto seu comportamento ferroelétrico.

A espectroscopia de impedância mede a condutividade iônica dessas três grandezas. Para interpretar a resposta do material, essa técnica o modela como um circuito elétrico com um resistor e um capacitor em paralelo, um para o grão cerâmico e o outro para o contorno do grão. A resistência volumétrica é obtida a partir desse circuito. Uma resistência volumétrica maior resulta em menor condutividade, enquanto uma resistência volumétrica menor resulta em maior condutividade. Essa condutividade é precisamente o que caracteriza outro modelo neste conjunto, aquele que descreve a condutividade iônica.

O laço de histerese entre a polarização e o campo elétrico, por outro lado, é a técnica que quantifica a resposta ferroelétrica e, consequentemente, a energia dissipada em cada ciclo. O fato de o laço de histerese abranger uma área específica significa que essa área representa a energia dissipada em cada ciclo; E o fato de a forma desse mesmo laço variar significa que ele quantifica a resposta ferroelétrica do material de maneira diferente. Essa resposta ferroelétrica, por sua vez, caracteriza outro modelo dentro desse conjunto, o que descreve a ferroeletricidade.

Portanto, esse modelo, com as duas técnicas elétricas que emprega, permite a caracterização dos dois modelos dentro desse conjunto que dependem de seus resultados: o que descreve a condutividade iônica, com a condutividade determinada pela resistência volumétrica obtida por meio da espectroscopia de impedância, e o que descreve a ferroeletricidade, com a resposta ferroelétrica quantificada pelo laço de histerese entre a polarização e o campo elétrico.

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