SÍNTESIS DE CERÁMICOS MAGNETOELÉCTRICOS CON ESTRUCTURA CORE-SHELL

CAMARGO, JAVIER E.; PARRA, RODRIGO; RAMAJO, LEANDRO A.; CASTRO, MIRIAM S.

La Plata

Congreso; 5 JONICER 2022; 2022

Atac

Los materiales magnetoeléctricos permiten interrelacionar fenómenos magnéticos y eléctricos. Sin embargo, dentro de los comúnmente estudiados materiales magnetoeléctricos monofásicos, este comportamiento es débil a temperatura ambiente [1]. Para subsanar este inconveniente, los materiales compuestos conformados a partir de la conjunción de un material piezoeléctrico y uno magnético, constituyen una buena alternativa [2-3]. En estos materiales, se debe potenciar la interacción entre ambas fases y evitar la percolación de la fase magnética para reducir las pérdidas dieléctricas. Por este motivo, este trabajo se enfoca en la síntesis de partículas cerámicas con estructura core-shell BaTiO3@Ni0,6Zn0,4Fe2O4 que combinan un núcleo magnético con un recubrimiento piezoeléctrico.En primera instancia se sinterizaron nanopartículas de Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (NZF) mediante el método Pechini. Los reactivos utilizados para la preparación de NZF fueron nitrato de níquel hexahidratado (Ni(NO3)2).6H₂O, nitrato de zinc hexahidratado (Zn(NO3)2.6H₂O), nitrato de hierro nonahidratado (Fe(NO₃)₃.9H₂O) y ácido cítrico en una relación molar de 0,6:0,4:2:3 con 12,5 ml de H2O por 10 mmol de soluto. La mezcla se mantuvo en agitación constante hasta la disolución completa de reactivos. Con el objetivo de lograr un pH neutro se añadió hidróxido de amonio. Se elevó la temperatura hasta los 200°C produciéndose la evaporación completa del solvente para producir la autocombustión. Una vez obtenido el polvo se calcinó durante 2 horas a 850°C para completar la formación de la fase.El recubrimiento de las partículas con BaTiO3 (BT) se realizó mediante el método Sol-Gel. Para el mismo, se disolvió en reflujo con agitación constante acetato de Bario (Ba(C₂H₃O₂)2) en ácido acético glacial a 125°C. Por separado se disolvió isopropóxido de titanio (Ti(OiPr)4) en isopropanol y acetil acetona con agitación constante. Una vez homogeneizadas las soluciones y llevadas a temperatura ambiente fueron mezcladas, se agregaron las nanopartículas de NZF y se continuó con el proceso de homogenización mediante agitación mecánica. Se elevó la temperatura a 90°C hasta que se produjo la gelación completa y se incrementó la temperatura nuevamente hasta alcanzar los 120°C para completar la eliminación de los solventes restantes. El gel resultante se calcinó a 850°C para completar la formación de la fase BT alrededor de las partículas de ferrita. Los polvos fueron analizados mediante Difracción de Rayos X (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Fluorescencia de rayos X por energía dispersiva (EDS), Microscopía electrónica de transmisión (TEM) y Espectroscopía Raman.