( 2,5 pontos) Conhecer a temperatura de Curie é importante para a aplicaçạo de um material como capacitor, como piezoelétrico, ou em ambos os casos? Justifique.
Passo 1
O enunciado pergunta se, ao empregar um material ferroelétrico, é importante conhecer sua temperatura de Curie para usá-lo como capacitor, como dispositivo piezoelétrico, ou em ambos os casos. Vamos revisar o que é a temperatura de Curie e como ela afeta as propriedades elétricas que interessam em cada aplicação.
Passo 2
A temperatura de Curie, que chamamos de
, é o ponto em que o material ferroelétrico sofre transição de fase ferroelétrica para fase paraelétrica. Abaixo de
o material tem polarização espontânea e estrutura cristalina não-centrada, e acima de
essa polarização some e a simetria do cristal muda (torna-se centro-simétrico).
Passo 3
Para capacitores de cerâmica ferroelétrica usamos a permittividade elétrica relativa
elevada que existe abaixo de
. Perto de
,
atinge um pico muito alto, o que aumenta a capacitância
Porém, ao ultrapassar
, a permittividade despenca e o capacitor perde boa parte de sua capacitância. Logo, para garantir estabilidade e valor de
desejado é essencial que o material opere sempre abaixo de
.
Passo 4
Já o efeito piezoelétrico depende diretamente da assimetria cristalina e da polarização espontânea do material ferroelétrico. Abaixo de
o material exibe piezoeletricidade (converte tensão em deformação e vice-versa). Acima de
, quando a estrutura fica centro-simétrica, o coeficiente piezoelétrico cai a zero e o dispositivo deixa de funcionar como transdutor piezoelétrico.
Passo 5
Como a capacitância ferroelétrica e o efeito piezoelétrico só existem abaixo de
, e ambos se degradam ou desaparecem acima dessa temperatura, o projetista deve conhecer
sempre que for usar o material em qualquer dessas funções.
Resposta
A temperatura de Curie é importante em ambas as aplicações.