En este trabajo se estudió la incorporación del ión La 3+ en la red de BaTiO 3 . Se comprobó que bajas concentraciones de La 3+ inhiben el crecimiento de los granos de BaTiO 3 significativamente, a la vez que originan un material altamente densificado. Sin embargo, se confirmó que existe un límite de concentración de La 2 O 3 a partir del cual se observó un retardo en el sinterizado del BaTiO 3 . La incorporación de La 3+ como donor en el BaTiO 3 modificó su estructura de defectos, favoreció la formación de vacantes de titanio y lo estabilizó en una fase pseudocúbica. Este efecto también se refleja en las propiedades dieléctricas del material y en la temperatura de transición de fases cúbica-tetragonal.Palabras claves: BaTiO 3 , propiedades eléctricas, defectos iónicos, dopantes, microestructura.
Study of the compensation mechanism of La 2 O 3 -doped BaTiO 3In this work, the incorporation of several concentrations of the La 3+ ion into the BaTiO 3 lattice was studied. It was verified that low La
3+concentrations inhibits the grain growth and produces a highly densified material. However, a delay in the sintering behavior in ceramics with high doping concentrations was observed. The La 3+ donor incorporation in the BaTiO 3 modified the defects structure, favored titanium vacancies formation, and stabilized a pseudocubic phase. This effect influences the dielectric properties and the cubic-tetragonal transition temperature.Key words: BaTiO 3 , electrical properties, ionic defects, dopants, microstructure.
INTRODUCCIÓNEl comportamiento eléctrico de los materiales basados en BaTiO 3 para su aplicación en termistores tipo PTCR o capacitores tipo GBBL es fuertemente dependiente de su naturaleza microestructural. Al respecto, se ha determinado que la utilización de dopantes representa una manera efectiva de optimizar las propiedades microestructurales y eléctricas requeridas (1-3). En este sentido, se ha comprobado que la modificación de BaTiO 3 a partir de la adición de pequeñas cantidades de aditivos donores origina un comportamiento tipo semiconductor (4). Sin embargo, para altas concentraciones de aditivo, el BaTiO 3 revierte su comportamiento al de tipo aislante (5).La interpretación cuantitativa del fenómeno de inhibición de crecimiento de grano durante el sinterizado de BaTiO 3 dopado con donores surge a partir del modelo de formación de defectos en solución sólida (6). En este modelo, la generación de vacantes catiónicas por el proceso de dopado favorece un efecto de difusión en volumen y aumenta la cinética de densificación del material (7). A su vez, la segregación de solutos impide el movimiento de los bordes de grano. M.H. Lin y col. (8) determinaron que la formación de una fase secundaria (La 2 Ti 2 O 7 ) bloquea los caminos de difusión para la formación de cuellos de sinterización entre las partículas de BaTiO 3 en el estadío inicial de la sinterización y produce un retardo en la densificación del material.En este trabajo se analiza el efecto del dopado de BaTiO 3 con La 2 O 3 sobre las propiedades microe...