Síntesis hidrotérmica de partículas de BaTiO3

H. A. ÁVILA; M. M. REBOREDO; M. S. CASTRO; R. PARRA

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción El titanato de bario (BaTiO3) es el material ferroeléctrico más utilizado en la fabricación de dispositivos capacitores, piezoeléctricos y dispositivos de coeficiente de temperatura positivo. Dado que las propiedades de estos materiales dependen del tamaño y la estructura, se han analizado diferentes métodos de síntesis para el BaTiO3.1-3 En este sentido, el método de síntesis hidrotermal constituye una vía alternativa para obtener el polvo cerámico a bajas temperaturas.4 Objetivo Evaluar el efecto de distintos aditivos en la síntesis de partículas de BaTiO3 por el método hidrotermal. Procedimiento Experimental Se mezclan una dispersión etanólica de isopropóxido de titanio y una solución acuosa de cloruro de bario con una proporción molar Ba/Ti 1,1:1 dentro de un recipiente de politetrafluoroetileno. Se le adiciona una solución 1 M de KOH para que la mezcla alcance pH 14. En algunos ensayos se incorporaron Triton X100® y HMTA como modificadores de las propiedades del solvente. Luego, el recipiente se introduce en un reactor de acero inoxidable, se cierra herméticamente y se calienta en un baño de silicona. Se realizaron ensayos a 240° C por 24 h y con agitación constante en el interior del reactor. Luego, los polvos obtenidos se lavan y secan a 70º C. Resultados Los resultados de DRX muestran que el Triton X100® genera BaTiO3 fase única con simetría cúbica, mientras que el uso de HMTA produce una mezcla de fases donde la fase predominante es BaTiO3 con trazas de BaCO3 y TiO2. La espectroscopía Raman muestra la presencia de BaTiO3 cuando se usa Triton X100®. El material obtenido utilizando HMTA revela la presencia de TiO2 junto a distintas fases de titanato. Mediante microscopía se determinó que el uso de HMTA genera un material con morfología irregular, partículas tipo-bastón y aglomerados de partículas esféricas de tamaño nanométrico. Por otro lado, las partículas obtenidas utilizando Triton® tienen una morfología uniforme, de forma esferoide con bordes ligeramente biselados. Conclusiones Este estudio confirmó que los aditivos tienen un efecto significativo sobre la estructura cristalina, tamaño y morfología del titanato de bario sintetizado por el método hidrotermal. Referencias 1.- K.-C. Huang, T. –C. Huang, W. –F. Hsieh, Inorg. Chem. 48[19] (2009) 9180-9184. 2.- M.T. Buscaglia, M. Bassoli, V. Buscaglia, R. Vormberg, J. Am. Ceram. Soc. 91[9] (2008) 2862-2869. 3.- C.-Y. Chang, C.-H. Huang, Y.-C. Wu, c.-Y Su, C.-L Huang, J. Alloy Compd. 495[1] (2010) 108-112. 4.- R.E. Vold, R. Biederman, G.A. Rossetti Jr., A. Sacco Jr.,J. Mater. Sci. 36[8] (2001) 2019-2026