Comportamento elétrico a alta temperatura de termistor cerâmico alfa-Fe2O3 com coeficiente de temperatura negativo

Abstract

O comportamento elétrico da cerâmica densa de α-Fe2O3, sintetizada pelo método Pechini, foi investigado por espectroscopia de impedância na faixa de freqüência de 5 Hz a 13 MHz. As medidas foram realizadas entre 298 K e 623 K ao ar. A evolução da resistividade do grão com a temperatura mostra um comportamento característico de termistor com coeficiente de temperatura negativo. A condutividade do grão em função da temperatura obedece a lei de Arrhenius com energia de ativação aparente 0,66 eV. A permissividade dielétrica em função da freqüência mostra uma dispersão em freqüências menores que 10 kHz, a qual aumenta com o aumento da temperatura. De forma similar, o parâmetro tangente de perdas (tg δ) exibe uma forte dispersão a baixa freqüência e alta temperatura, em torno de 573 K. Uma diminuição na magnitude das perdas ocorre na região de altas freqüências, acima de 10(4) Hz. Um mecanismo de condução do tipo hopping é discutido.The electrical behavior of α-Fe2O3 dense ceramic, synthesized by Pechini method, was investigated by impedance spectroscopy in the frequency range from 5 Hz to 13 MHz. Electrical measurements were carried out from 298 K to 623 K in air. The evolution of the resistivity as a function of temperature shows a thermistor behavior with negative temperature coefficient. The grain conductivity as a function of temperature follows the Arrhenius law exhibiting an apparent activation energy for the electrical conduction process equal to 0.66 eV. The dielectric permittivity as a function of frequency and temperature shows a dispersion phenomenon at frequencies lower than 10 kHz, which increase with temperature increasing. The tangent loss tan δ shows a strong dispersion at low frequency and high temperature, around 573 K. A decrease of the loss magnitude occurs at frequencies > 10(4) Hz. A conduction mechanism of the hopping type is discussed.