Determinación de las temperaturas de calcinación y sinterizado de cerámicos piezoeléctricos libre de plomo de composición 0,5Ba(Zr0,2Ti0,8)O3-0,5(Ba0,7Ca0,3)TiO3

DIFEO, MAURO; RAMAJO, LEANDRO; CASTRO, MIRIAM

Congreso; XVIII Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2023

Los materiales piezoeléctricos basados en titanato de circonato de plomo (PZT) son ampliamente utilizados en dispositivos electrónicos debido a sus excelentes propiedades eléctricas. Sin embargo, la legislación actual restringe el uso de sustancias peligrosas y fomenta los nuevos desarrollos de sustancias sin plomo [1,2]. En consecuencia, los sistemas libres de plomo, tales como el BZT-BCT (0,5Ba(Zr0,2Ti0,8)O3-0,5(Ba0,7Ca0,3)TiO3), han tenido gran interés debido a la coexistencia de las fases tetragonal y romboédrica cerca del límite de fase morfotrópica (MPB), que genera propiedades piezoeléctricas comparables a las del sistema PZT (d33 máximo de 600 pC/N) [3].En este trabajo nos enfocamos en la obtención del sistema BZT-BCT a través del método de reacción en estado sólido, con activación mecanoquímica de los reactivos, utilizando los precursores BaCO3, CaCO3, TiO2 y ZrO2. El objetivo principal fue determinar las temperaturas óptimas de calcinación y sinterizado, además de analizar las fases secundarias que se formaron durante el proceso. En la etapa de calcinación, se mantuvo la temperatura máxima durante 3 horas y se investigaron tres temperaturas (1200, 1250 y 1300ºC), mientras que la sinterización se llevó a cabo a 1350 o 1400ºC durante 4 horas. La selección de las mejores temperaturas de tratamiento se realizó mediante el análisis, por difracción de rayos X (DRX), de las fases presentes y el estudio de la evolución microestructural, a través de microscopía electrónica de barrido (SEM).Los resultados revelaron que las condiciones más adecuadas para la obtención del sistema BZT-BCT libre de fases secundarias fueron una temperatura de calcinación de 1250ºC durante 3 horas y una temperatura de sinterizado de 1400ºC durante 4 horas. Estas conclusiones se basaron en los análisis detallados de la estructura cristalina y la microestructura de las muestras, así como en la evaluación de las propiedades piezoeléctricas desarrolladas.