Study of thermal stability of alloy Ca(Nb1/2Bi1/2)xTi1-xO3:(B2O3)y for use in dielectric ressonator antenna (DRA)

O campo da comunicaÃÃo sem fio vem passando por um crescimento revolucionÃrio nas Ãltimas dÃcadas. Isto à atribuÃdo à invenÃÃo de telefones celulares portÃteis. O sucesso da segunda geraÃÃo (2G) dos serviÃos de comunicaÃÃo de telefonia celular, motiva o desenvolvimento de banda larga de terceira geraÃÃo (3G) de telefones celulares e outros produtos e serviÃos sem fio, como por exemplo, o Bluetooth. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterizaÃÃo de dois sistemas cerÃmicos tendo como base uma matriz de titanato de cÃlcio (CaTiO3) com substituiÃÃo de Ãons titÃnio por Ãons de niÃbio associados com bismuto (Ca (Nb1/2Bi1/2)xTi1-xO3; x=0.7 e 0.8), visando a adiÃÃo de B2O3 para diminuiÃÃo da temperatura de sinterizaÃÃo e melhorar a densificaÃÃo, e posteriormente, verificar as modificaÃÃes ocorridas nas propriedades do material, como por exemplo, o coeficiente de temperatura da frequÃncia ressonante (τf). As sÃries cerÃmicas foram produzidas a partir da reaÃÃo no estado sÃlido, com a utilizaÃÃo de moagem mecÃnica de alta energia e tratamento tÃrmico. A caracterizaÃÃo estrutural foi feita atravÃs de Microscopia EletrÃnica de Varredura (MEV) e Picnometria. Foram realizados experimentos para avaliaÃÃo do comportamento elÃtrico e dielÃtrico das amostras, na faixa de Microondas e RÃdio-FrequÃncia (temperatura ambiente e com variaÃÃo de temperatura). Por fim, o material foi testado como uma antena ressoadora dielÃtrica, e posteriormente os resultados obtidos foram simulados atravÃs do programa HFSS (Ansoft High Frequency Structure Simulator). Os materiais cerÃmicos produzidos tiveram suas propriedades elÃtricas, dielÃtricas e como antena bastante afetadas com a adiÃÃo do B2O3.The field of wireless communication has undergone a revolutionary growth in recent decades. This is attributed to the invention of wireless mobile phones. The success of second generation (2G) services of cellular communication, motivates the development of broadband third generation (3G) mobile phones and other wireless products and services, such as Bluetooth. This work describes the development and characterization of two ceramic systems based on a matrix of calcium titanate (CaTiO3) with substitution of titanium ions by niobium ions associated with bismuth (Ca (Nb1/2Bi1/2) xTi1-xO3, x = 0.7 and 0.8), aiming the addition of B2O3 to reduce the sintering temperature and to improve densification, and thus verify the modifications on material properties, such as the temperature coefficient τf. The ceramic series are produced from solid state reaction with the use of high energy mechanical milling and heat treatment. The structural characterization was performed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Pycnometry. Experiments were done to evaluate the dielectric behavior of samples in the range of Microwave and Radio Frequency (room temperature and with temperature variation). Finally the material was tested as a dielectric resonator antenna, and posteriorly the results were simulated using HFSS program (Ansoft High Frequency Structure Simulator). The produced ceramics have had their electrical, dielectric and antenna properties quite affected with the addition of B2O3