Comportamento elétrico a alta temperatura de termistor cerâmico alfa-Fe2O3 com coeficiente de temperatura negativo High temperature electrical behavior of alpha-Fe2O3 ceramic thermistor with negative temperature coefficient

• Main Authors: S. Lanfredi, R. L. Grosso, A. C. Antunes, S. R. M. Antunes, M. A. L. Nobre
• Format: Article
• Language: English
• Published: Associação Brasileira de Cerâmica 2008-12-01
• Series: Cerâmica
• Subjects: termistor; cerâmica NTC; espectroscopia de impedância; propriedades elétricas; α-Fe2O3; thermistor; NTC ceramic; impedance spectroscopy; electrical properties
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0366-69132008000400009

O comportamento elétrico da cerâmica densa de &#945;-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 &#948;) 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.<br>The electrical behavior of &#945;-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 &#948; 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.