SÍNTESIS DE CERÁMICOS MAGNETOELÉCTRICOS CON ESTRUCTURA CORE-SHELL

JAVIER CAMARGO; RODRIGO PARRA; LEANDRO RAMAJO; MIRIAM S. CASTRO

La Plata

Jornada; 5º Jornadas Nacionales de Investigación Cerámica (5º JONICER 2022, La Plata Argentina); 2022

ATAC; UNLP; CETMIC

Los materiales magnetoeléctricos permiten interrelacionar fenómenos magnéticos y eléctricos. Sinembargo, dentro de los comúnmente estudiados materiales magnetoeléctricos monofásicos, estecomportamiento es débil a temperatura ambiente [1]. Para subsanar este inconveniente, los materialescompuestos 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 ambasfases y evitar la percolación de la fase magnética para reducir las pérdidas dieléctricas. Por este motivo, estetrabajo se enfoca en la síntesis de partículas cerámicas con estructura core-shell BaTiO3@Ni0,6Zn0,4Fe2O4 quecombinan un núcleo magnético con un recubrimiento piezoeléctrico.En primera instancia se sinterizaron nanopartículas de Ni0,5Zn0,5Fe2O4 (NZF) mediante el método Pechini. Losreactivos 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 ácidocítrico en una relación molar de 0,6:0,4:2:3 con 12,5 ml de H2O por 10 mmol de soluto. La mezcla semantuvo en agitación constante hasta la disolución completa de reactivos. Con el objetivo de lograr un pHneutro se añadió hidróxido de amonio. Se elevó la temperatura hasta los 200°C produciéndose laevaporación completa del solvente para producir la autocombustión. Una vez obtenido el polvo se calcinódurante 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, sedisolvió 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 agitaciónconstante. Una vez homogeneizadas las soluciones y llevadas a temperatura ambiente fueron mezcladas, seagregaron las nanopartículas de NZF y se continuó con el proceso de homogenización mediante agitaciónmecánica. Se elevó la temperatura a 90°C hasta que se produjo la gelación completa y se incrementó latemperatura 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 deferrita.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.[1] V. A. Murashov, D. N. Rakov, V. M. Ionov, I. S. Dubenko, Y. V. Titov, and V. S. Gorelik, Ferroelectrics 162 (1994), 11–21.[2] J. Van Den Boomgaard, D. R. Terrell, R. A. J. Born, and H. F. J. I. Giller, J. Mater. Sci. 9 (1974), 1705–1709.[3] C.-W. Nan, L. Liu, N. Cai, J. Zhai, Y. Ye, Y. H. Lin, L. J. Dong, and C. X. Xiong, Appl. Phys. Lett. 81 (2002), 3831–3833.