Study of dielectric properties of the Bismuth Titanate Niobate, [Bi3TiNbO9 (BTNO)], doped with PbO and Bi2O3 for applications in antennas

Ressoadores dielÃtricos baseados na estrutura do composto Bi3TiNbO9 apresentam caracterÃsticas singulares para aplicaÃÃes em microondas, incluindo altas constantes dielÃtricas, baixos fatores de dissipaÃÃo e baixos coeficientes de temperatura. Obteve-se a fase pura da amostra em pà de Bi3TiNbO9 pela tÃcnica de difraÃÃo de raios X. As amostras cerÃmicas dopadas durante a fabricaÃÃo, com Ãxido de chumbo e Ãxido de bismuto, foram sintetizadas pelo mÃtodo de reaÃÃo do estado sÃlido a 950ÂC por 2 horas. As amostras foram analisadas pelo mÃtodo de Arquimedes e apresentaram bons nÃveis de densidade nas dopagens com os Ãxidos de bismuto e chumbo. A morfologia dos grÃos e a estequiometria das amostras cerÃmicas foram investigadas pelas tÃcnicas de microscopia eletrÃnica de varredura e anÃlise por energia dispersiva de raios X. A espectroscopia no infravermelho distante identificou bandas largas na estrutura do Bi3TiNbO9 pela tÃcnica de reflexÃo total atenuada. As medidas de constante dielÃtrica e perda dielÃtrica em radiofreqÃÃncia demonstraram que as dopagens com chumbo e bismuto exibiram maiores constantes dielÃtricas em relaÃÃo à cerÃmica pura. As medidas em microondas foram estudadas pelos mÃtodos Hakki-Coleman e a cavidade ressonante metÃlica. As cerÃmicas denominadas como BTNO3BiP, BTNO5BiP, BTNO10BiP, BTNO3PbG e BTNO5PbG, apresentaram altas constantes dielÃtricas e altos fatores de qualidade, demonstrando que podem ser aplicadas em antenas dielÃtricas na faixa de microondas.Dielectric resonators based on type structure compound Bi3TiNbO9 show singular characteristics for microwave applications, including high dielectric constants, low dissipation losses and low temperature coefficients. Single phase of the Bi3TiNbO9 powder was obtained by x-ray diffraction technique. The ceramics doped during manufacture, with lead oxide and bismuth oxide, were synthesized by solid state reaction at 950ÂC for two hours. Samples were analysed by Archimedes method and exhibited good levels of density for doped ceramics with bismuth and lead oxide. Grain morphology and stoichiometry of ceramics were investigated by scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy technique. Far infrared spectroscopy identified large bands on the Bi3TiNbO9 structure by attenuated total reflection technique. Radiofrequency measurements showed that doped ceramics exhibited higher dielectric constants than pure phase. Microwave measurements were investigated by Hakki-Coleman and resonant cylindrical cavity. The ceramics called as BTNO3BiP, BTNO5BiP, BTNO10BiP, BTNO3PbG e BTNO5PbG, showed high dielectric constants and high quality factors demonstrating that they can be applied in dielectric antennas on microwave range