Con el fin de obtener un mayor control de las propiedades del titanato circonato de plomo (PZT) se ha usado el mŽtodo de calcinaci-n reactiva a partir de titanato de circonio y PbO. En base a este procedimiento se han preparado polvos cer ‡micos de PZT, con composici-n en la frontera morfotr-pica de fases, siguiendo tres procesos diferenciados de calcinaci-n. Los polvos cer ‡micos obtenidos muestran una distribuci-n de porosidad diferente y un tama-o de part'cula promedio de ~ 0.3 µm. Se ha encontrado que la distribuci-n de porosidad del polvo cer ‡mico tiene influencia en la densificaci-n del material. La ca'da de densidad del PZT a alta temperatura est ‡ directamente relacionada con la volatilizaci-n del PbO durante la sinterizaci-n y con el ‡rea de poro de los polvos de partida. Palabras clave: titanato circonato de plomo (PZT), porosidad, sinterizaci-n, cer ‡micas piezoelŽctricas. Effect of powder characteristics on densification of PZT ceramics.Lead zirconate titanate (PZT) ceramic powders were processed following the reactive calcination method from zirconium titanate and PbO. PZT ceramic powders with the morphotropic phase boundary composition were prepared by three different calcination processes. The so obtained ceramic powders have different porosity distribution with average particle size of ~ 0.3 µm. It was found that the porosity distribution related to the synthesis process affects the densification of the ceramic. The density loss of PZT at high temperatures is linearly related to the PbO losses and the pore area of the starting powders.

Se ha realizado un proceso de modificaci-n superficial con ester fosfato al 0.3% en volumen, sobre polvo cer ‡mico de titanato circonato de plomo, PZT. Se observa que el material modificado con f-sforo presenta una mayor densificaci-n aparente a una temperatura menor unida a una reducci-n de las pŽrdidas de peso durante el proceso de densificaci-n. Se han establecido las relaciones entre el procesamiento y las microestructuras del material PZT sin modificar y el modificado. Se evidencia un control del crecimiento de grano y una mayor homogeneidad en la distribuci-n de tama-os de grano en el material modificado.Palabras clave: Titanato Circonato de Plomo (PZT), microestructura, sinterizaci-n, control de crecimiento de grano. Microstructure and properties of PZT ceramics with grain growth controlLead zirconate titanate ceramic powders have been surface modified by using phosphor esther 0.3% in volume. The phosphorous modification gave higher densities at lower temperatures associated with a reduction of the weight losses during the densification process. From the relationships between ceramic processing and microstructure, it was established that the phosphorous surface modification allows the effective grain growth control as well a higher homogeneity in the grain size distribution. Key words: Lead zirconate titanate (PZT), microstructure, sintering, grain growth control. INTRODUCCIîN.Los materiales cer ‡micos de titanato circonato de plomo, PZT, han sido utilizados como materiales piezoelŽctricos en una gran variedad de aplicaciones (1-2), debido a la versatilidad de adaptaci-n de sus propiedades a las demandas del mercado. Sin embargo, estos materiales cer ‡micos presentan algunos inconvenientes en el proceso de fabricaci-n que redundan en su elevado costo de producci-n. Entre estos inconvenientes se pueden encontrar variaciones en las propiedades del material cer ‡mico PZT relacionadas, en su caso, a pŽrdida de estequiometr'a, porosidad, inhomogeneidad en el tama-o de grano, existencia de fases secundarias y diferencias locales en la polarizaci-n. Uno de los aspectos a mejorar est ‡ asociado a lograr un mayor control de la microestructura del material (3-4). Debe evitarse crecimiento de grano no uniforme si se desean obtener materiales con propiedades dielŽctricas y piezoelŽctricas -ptimas. El tama-o de grano ejerce una fuerte influencia sobre las propiedades el ‡sticas, dielŽctricas y piezoelŽctricas de cer ‡micas de PZT (5-8). La modificaci-n superficial de las part'culas del polvo cer ‡mico BaTiO 3 con el dispersante org ‡nico ester fosfato, empleando un proceso de turbinado a alta velocidad, ha mostrado excelentes resultados, obteniŽndose materiales con microestructura homogŽnea, y una fuerte inhibici-n del crecimiento de grano (9-10). A diferencia de los mŽtodos tradicionales de dopado, este mŽtodo de modificaci-n superficial permite una distribuci-n uniforme del dopante sobre las part'culas del polvo cer ‡mico (9) produciendo un mejor comportamiento durante los primeros estadios de la sinterizaci-n. El o...

Se han sintetizado a partir de -xidos los siguientes materiales cer ‡micos: Bi 4 Ti 3 O 12 (BIT), PbBi 4 Ti 4 O 15 (PBIT), Pb 2 Bi 4 Ti 5 O 18 (P2BIT), Pb 3 Bi 4 Ti 6 O 21 (P3BIT), que pertenecen a la familia Aurivillius de compuestos laminares de bismuto. En el presente estudio el factor de integraci-n m toma los valores de 3, 4, 5 y 6, respectivamente. Estos materiales se han sinterizado convencionalmente entre temperaturas de 1000 y 1150¼C, y con el fin de obtener muestras texturadas bajo presi-n entre 850 y 1000¼C. Se observa que la temperatura de m ‡xima densificaci-n aumenta con el contenido en plomo, mientras que el tama-o de plaqueta disminuye. En el rango de temperatura estudiado la densificaci-n fue superior al 93% de la densidad te-rica. Se han calculado los par ‡metros de red de estos materiales a partir de los diagramas de DRX, los resultados indican una relaci-n lineal entre el par ‡metro de red c y el factor de integraci-n m. Se ha cuantificado el grado de orientaci-n de los planos cristalinos de los compuestos texturados a travŽs de la f-rmula de Lotgering, obteniŽndose valores superiores al 90% en los compuestos BIT, PBIT y P2BIT, y solo el 52% en el P3BIT.Palabras clave: piezoelŽctricos de alta temperatura, textura. . These materials belong to Aurivillius bismuth layers compounds family. In the present work the integration factor m has the values 3, 4, 5 and 6, respectively. These materials have been conventionally sintered between 1000 and 1150¼C, and by hot forging between 850 and 1000¼C in order to obtain textured samples. The temperature of maximum density increases with the lead content, and the grain size decreases. For these temperatures the density was higher than 93% of the theoretical density. The lattice parameters of these materials were calculated from XRD patterns, the results indicate lineal dependency among parameter c and m. The orientation degree of the crystallographic planes of the textured compounds were calculated by the Lotgering formula, values higher than 90% in the BIT, PBIT y P2BIT have been obtained, and only 52% for P3BIT.Key words: high temperature piezoelectrics, texture, ferroelectrics, Aurivillius. INTRODUCCIîNLos compuestos laminares de bismuto, pertenecientes a la familia denominada Aurivillius, corresponden a la f-rmula general Bi 2 O 2 2+ (A m-1 B m O 3m+1 ) 2-, donde A es un cati-n grande mono, di o trivalente (o mezcla de ellos), B es un cati-n peque--o tri, tetra, penta o hexavalente y m es el factor de integraci-n. Estos compuestos se forman por intercrecimiento regular de l ‡minas de (Bi 2 O 2 ) 2+ y l ‡minas de (A m-1 B m O 3m+1 ) 2-con estructura pseudo-perovskita (1). Muchos de estos compuestos son ferroelŽctricos y se caracterizan por poseer valores de constante dielŽctrica relativa bajos (del orden de 10 2 ), temperaturas de Curie elevadas, entre 500 y 900¼C, y una gran anisotrop'a en los par ‡metros piezoelŽctricos (2-3). Estos aspectos posibilitar'an su aplicaci-n como materiales cer ‡micos piezoelŽctricos de alta temperatura de operaci-n.Los est...

Los materiales basados en el sistema ZnO-BaO presentan unas propiedades de gran interŽs para su aplicaci-n como varistores. Sin embargo, la fase rica en BaO localizada en el borde de grano exhibe una solubilidad elevada en agua que origina una r ‡pida degradaci-n del material. Para soslayar este problema se ha estudiado la incorporaci-n adicional de P 2 O 5 con el objeto de formar las fases BaZn 2 (PO 4 ) 2 y Zn 3 (PO 4 ) 2 . La estabilidad de estos nuevos materiales frente a la humedad se ha evaluado mediante ensayos de lixiviaci-n. La sinterizaci-n se ha seguido mediante dilatometr'a y la microestructura de los materiales sinterizados se ha analizado por Microscop'a Electr-nica de Barrido, MEB. La respuesta elŽctrica de los materiales muestra un comportamiento varistor comparable al que se observa en los del sistema binario ZnO-BaO. Ceramic materials based on the system ZnO-BaO show a great potential for varistor applications. However, the BaO rich phase located at the grain boundaries shows high solubility in water which causes severe damage of the materials. In order to overcome this problem, doping with P 2 O 5 to form BaZn 2 (PO 4 ) 2 and Zn 3 (PO 4 ) 2 has been studied. The resistance of these materials to degradation by moisture has been evaluated by lixiviation experiments. Sintering has been followed by means of dilatometric technique and microstructure was analysed by Scanning Electron Microscopy, SEM. The electrical properties of these materials evidence a varistor behaviour similar to that observed for materials in the system ZnO-BaO.Keywords: Varistors, ZnO, Chemical stability. INTRODUCCIîNLos materiales cer ‡micos basados en ZnO que contienen peque-as cantidades de diferentes -xidos dopantes, presentan un comportamiento no lineal de su curva caracter'stica intensidad-voltaje. Este comportamiento les permite actuar como limitadores de se-al, de manera similar a como actoea un diodo Zener. Frente a estos oeltimos presentan la ventaja de que son capaces de absorber pulsos transitorios de alta energ'a, por lo que son ampliamente utilizados en la fabricaci-n de componentes varistores. Las composiciones comerciales que se utilizan para este fin estan basadas fundamentalmente en los sistemas ZnO-Bi 2 O 3 y ZnO-Pr 6 O 11 , si bien la utilizaci-n de Pr 6 O 11 est ‡ mucho m ‡s limitada que la de Bi 2 O 3 (1).El origen de la respuesta I-V no lineal en materiales basados en ZnO est ‡ relacionada con sus caracter'sticas microestructurales. B ‡sicamente, la microestructura puede considerarse como una estructura bif ‡sica formada por granos de ZnO semiconductores rodeados de bordes de grano aislantes. Esta configuraci-n da lugar a la formaci-n de potenciales barrera en borde de grano (modelo de Doble Barrera Schottky) que gobiernan la respuesta I-V del material (2). La diferenciaci-n de la regi-n de borde de grano se consigue mediante la introducci-n de un cati-n dopante que presenta muy baja solubilidad s-lida en ZnO, y que por lo tanto, se concentra en el borde grano. El efecto varistor en ZnO dopado con -xido...

Se ha preparado Bi 5 FeTi 3 O 15 (BiFT) por reacci-n en estado s-lido de los -xidos correspondientes. Se ha determinado su estructura cristalina por Difracci-n de Rayos X (DRX). Se han preparado compactos sinterizados con densidades superiores al 95%. Se ha determinado su temperatura de Curie, y la conductividad elŽctrica entre 150 y 850¼C. El presente trabajo se encamina al estudio y caracterizaci-n de las posibles soluciones s-lidas entre ambos compuestos desde un punto de vista cristalogr ‡fico y elŽctrico, y al conocimiento de los mecanismos que gobiernan el transporte elŽctri-co en este tipo de compuestos. INTRODUCCIîNLa familia de compuestos tipo Aurivillius, de f-rmula general A m-n+1 Bi n B m O 3m+3 , donde A es un cati-n de radio i-nico grande, Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ , Pb 2+ , o Bi 3+ , B es un cati-n de radio peque-o, Ti 4+ , Nb 5+ , Ta 5+ , o W 6+ , y m, n pueden variar entre 1 y 5, constituyen un grupo de compuestos con estructuras laminares y con interesantes propiedades ferroelŽctricas en la mayor'a de las posibles composiciones (1).Los compuestos con m=4 y A= Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ , Pb 2+ , o Bi 3+ , B= Ti 4+ , con una f-rmula general MeBi 4 Ti 4 O 15 constituyen un subgrupo de esta familia de compuestos. Todos ellos son ferroelŽctricos, con temperaturas de transici-n que var'an entre 395¼C para A=Ba 2+ y 785¼C para A=Ca 2+ (2,3-6). Todos estos compuestos presentan unos elevados valores de resistividad, excepto el Bi 5 FeTi 3 O 15 , en el que el Bi 3+ combina con un cati-n trivalente como el Fe 3+ , que sustituye a un Ti 4+ para preservar el equilibrio de valencia en la red (4). Bajo un punto de vista descriptivo, todos estos compuestos pueden considerarse como derivados del compuesto Bi 4 Ti 3 O 12 , con tres capas de tipo perovskita, al incorporar una cuarta capa ABO 3 , es decir