Caracterización por espectroscopía de impedancia de cerámicos piezoeléctricos (Bi0,5Na0,5)TiO3-BaTiO3 libres de plomo

DIFEO, MAURO; RAMAJO, LEANDRO; CASTRO, MIRIAM

Congreso; Caracterización por Espectroscopía de Impedancia de Cerámicos Piezoeléctricos (Bi0,5Na0,5)TiO3-BaTiO3 libres de plomo; 2020

Los materiales electrocerámicos han revolucionado la industria moderna y constituyen un complementofundamental para todas las industrias [1]. Estos materiales pueden ser usados como elementos pasivos oactivos, y dependiendo de cada función, su desarrollo requiere comprender a nivel atómico la relaciónentre la estructura y microestructura con las propiedades. Una técnica fundamental para dicho fin es laespectroscopía de impedancia (EI), que permite determinar los valores de impedancia del material en unamplio rango de frecuencias. Mediante esta técnica es posible observar los movimientos de las cargasretenidas y correlacionarlos con diferentes fenómenos (relajaciones dipolares, electrónicas, de cargaespacial) [2-3].En este trabajo, se empleó la técnica de EI para determinar los valores de permitividad real e imaginariade un cerámico (1-x)(Bi0,5Na0,5)TiO3-xBaTiO3 libre de plomo (BNT-6BT, x=0,06), en un amplio rango defrecuencias (1 a 100 KHz) y temperaturas (25 a 500°C). El material cerámico fue obtenido por reacción enestado sólido, conformado, en forma de pastillas (espesor 1mm y ϕ 8 mm), y, finalmente, sinterizado a1150°C. Se pintaron electrodos sobre las caras plano-paralelas de cada pastilla, con una pintura de platapaladio,para realizar las mediciones dieléctricas. Se utilizó un analizador de impedancia Hewlett-Packard,HP4284A y un horno indef con un controlador novus.Temperatura (ºC)Figura 1. Permitividad real y pérdidas dieléctricas de BNT-6BT en función de la temperatura.En la Figura 1 se observan las curvas de permitividad real y las pérdidas dieléctricas en función de latemperatura para la muestra bajo estudio. Se aprecia que el material exhibe altos valores de permitividadreal en el rango de temperatura analizado (Figura 1a), observándose una temperatura de transiciónferroeléctrico-relaxor (TF-R) a 140°C, con la característica dispersión con la frecuencia. También se observóuna temperatura máxima (TMAX) a 300°C, correspondiente a la transición al estado paraeléctrico. Además,en la Figura 1b se puede ver que la pérdida dieléctrica en la muestra es baja y aumenta cuando alcanza laTMAX. Los valores reales de permitividad y pérdidas dieléctricas a 25°C fueron 1831 y 0,0525,respectivamente.