Engrosamiento anormal de partículas submicronicas de BaTiO₃ durante la primera etapa de sinterización

Abstract

En el presente trabajo se aborda la descripci-n de los fen-menos observados durante la sinterizaci-n de part'culas submicr--nicas de BaTiO 3 . Para ello se han realizado ensayos de dilatometr'a a 10 ¼ C/min hasta 1400 ¼ C. De acuerdo con el comportamiento observado en las curvas de contracci-n, se realizaron enfriamientos bruscos de muestras a diferentes temperaturas y se estudi-la microestructura de las mismas mediante Microscop'a Electr-nica de Barrido (MEB) sobre superficies de fractura de dichas muestras. Durante el estado inicial de la sinterizaci-n de part'culas submicr-nicas de BaTiO 3 se produce un engrosamiento anormal de las mismas, llegando a doblar su tama-o original. Este fen-meno podr'a contribuir a la densificaci-n del material de acuerdo con un mecanismo de engrosamiento y re-empaquetamiento. Keywords: Sinterizaci-n inicial, engrosamiento, titanato de bario submicr-nicoAbnormal particle coarsening during the first sintering stage of submicronic BaTiO 3 .The aim of the present paper is to describe the phenomena observed during sintering of submicronic BaTiO 3 particles. For this purpose, constant heating rate experiments have been done at 10 ¼ C/min up to 1400 ¼ C. According to the behaviour observed on the shrinkage curves, several samples were quenched at different temperatures and their microstructures on fracture surfaces were studied by SEM. During the initial sintering of submicronic BaTiO 3 particles, abnormal coarsening up to twice their initial size was observed. Such a coarsening could improve material densification by a coarsening-re-packing mechanism.Keywords: Initial Sintering, Coarsening, Submicronic barium titanate INTRODUCCIONLos materiales cer ‡micos basados en BaTiO 3 se utilizan en la fabricaci-n de numerosos dispositivos electr-nicos. La miniaturizaci-n de estos componentes plantea la necesidad de obtener materiales con microestructura homogŽnea y tama-o de grano peque-o. Por lo tanto, la posibilidad de obtener materiales con microestructuras submicr-nicas o nanomŽtricas supone un importante reto de gran trascendencia tecnol-gica (1). Adem ‡s, este tipo de microestructuras puede originar cambios muy significativos en algunas propiedades de interŽs; un ejemplo muy conocido es el caso del BaTiO 3 denso policristalino, en el que una microestructura submicr-nica maximiza la constante dielŽctrica del material y posibilita la fabricaci-n de condensadores m ‡s peque-os (2).La principal dificultad para obtener este tipo de microestructuras consiste en controlar el crecimiento cristalino que tiene lugar durante la sinterizaci-n del material. Los polvos cer ‡micos nanomŽtricos o submicr-nicos pueden presentar un estado de agregaci-n desfavorable que impide la obtenci-n de densidades elevadas o propicia una microestructura muy heterogŽnea. Del mismo modo, el exceso de energ'a superficial que presentan con respecto a part'culas superiores a 1 µm puede favorecer fen-menos como la difusi-n superficial que conducen al engrosamiento de las part'culas (3). Dentro de este marco, el estudio de lo...