Untitled - Materials Science Institute of Madrid - Consejo Superior de ...

9. Nuevos métodos de preparación de
óxidos de bismuto laminares
Se ha llevado a efecto un estudio sobre la síntesis y
caracterización de los óxidos de bismuto laminares
SrBi 4 Ti 4 O 15 y Sr 2 Bi 4 Ti 5 O 18 , en vista del interés que despiertan
estas fases tipo Aurivillius por sus excelentes
características como materiales ferroeléctricos sin
plomo, para aplicaciones a elevadas temperaturas. Se
ha aplicado el método de activación mecanoquímica,
estudiándose la influencia tanto del medio y tiempo de
reacción mecánica, como de los reactivos utilizados.
Las muestras se han analizado mediante DRX, AT, SEM
y espectroscopia Raman. Se aprecia cómo el tratamiento
mecánico conduce a muestras amorfas, homogéneas,
con tamaños de partícula de alrededor de 300 nm.
Al someterlas a tratamientos térmicos posteriores
aumenta el tamaño de partícula, produciéndose la cristalización
de la fase Aurivillius buscada. La obtención
de esto óxidos se consigue con una reducción importante
de la temperatura de síntesis (unos 500 ºC) y del
tiempo de reacción (varios días).
9. Layered bismuth oxides prepared by
novel methods
A survey of the preparation methods of layered
SrBi 4 Ti 4 O 15 and Sr 2 Bi 4 Ti 5 O 18 has been carried out, in view
of the attention these Aurivillius-type phases have
attracted, because of their potential usefulness as leadfree
ferroelectrics for high-temperature applications.
Mechanochemical activation has been employed to prepare
these materials, and attention has been paid to the
influences of the reaction media, reaction times and
starting reagents. The samples were studied by XRD,
TA, SEM and Raman spectroscopy. The mechanical treatment
yields homogeneous, amorphous samples, with
a particle size of around 300 nm. Subsequent thermal
treatment makes the particles grow in size and longdistance
order, and crystalline, Aurivillius-type phases
are obtained. The method produces energy savings (as
compared with solid- state methods), since the preparation
temperature is lowered by some 500ºC, and the
reaction time by several days.
1. P. Ferrer, J.E. Iglesias, A. Castro, Chem. Mater. 16, 1323-1329 (2004).
2. P. Ferrer, J.E. Iglesias, A. Castro, J. Mat. Sci. 39, 5299-5303 (2004).
3. P. Ferrer, A. Castro, J.E. Iglesias, VIII Congreso Nacional de Materiales, ISBN:84-9705-594-2, SPUPV, 143-148 (2004).
Proyectos: MAT2001-0561, CAM (07N/0076/2002) y UE Thematic Network POLECER (G5RT-CT-2001-05024)
10. Preparación de materiales cerámicos
de la solución sólida relaxor-ferroeléctrico
Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 : Activación
mecanoquímica y texturación
La preparación de materiales cerámicos de la solución
sólida relaxor-ferroeléctrico Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 con
altas homogeneidad composicional y calidad cristalográfica,
es fundamental para el establecimiento de los
fundamentos del estado relaxor, la transición entre los
estados relaxor y ferroeléctrico, y de la frontera de
fases morfotrópica (MPB, del inglés morphotropic
phase boundary). En 2004, se ha completado el estudiado
en profundidad la preparación de materiales
cerámicos a partir de polvo sintetizado por activación
mecanoquímica de precursores, que proporciona la alta
homogeneidad composicional buscada, y se han definido
las condiciones para preparar materiales cerámicos
con calidad cristalográfica alta y microestructura controlada
para todas las composiciones. La preparación
de materiales cerámicos texturados de MPB PMN-PT con
orientación y microestructuras controladas, y deformación
bajo campo muy grande, es clave para el desarrollo
de la nueva generación de aplicaciones piezoeléctricas
de alta sensibilidad. En 2004, se ha trabajado activamente
en la preparación de estos materiales por crecimiento
de plantillas orientadas en matrices policristalinas
submicrométricas (TGG, del inglés templated
grain growth), por colaje en cinta. Se está explorando
una ruta original basada en el uso de solamente el
polvo sintetizado por activación, tanto para la preparación
de las plantillas como para la matriz policristalina.
10. Processing of ceramic materials of
the Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 relaxor-ferroelectric
solid solution: mechanochemical
activation and texturing
The processing of ceramic materials of the
Pb(Mg 1/3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 relaxor-ferroelectric solid solution
with high chemical homogeneity and crystallographic
quality, is necessary for establishing the basis of
the relaxor state, of the transition between the relaxor
and ferroelectric states, and of the morphotropic phase
boundary (MPB). Activity during 2004 has concentrated
on completing the study of the preparation of ceramic
materials from powder synthesised by mechanochemical
activation of precursors, which was shown to provide
the required high chemical homogeneity. Conditions
for the processing of high crystallographic quality samples
with controlled microstructure have been stated
for all compositions. The processing of MPB PMN-PT
textured ceramics with controlled crystallographic
orientation and microstructure, and with very high
deformation under the electric field, is necessary for
the development of the new generation of high sensitivity
piezoelectric applications. In 2004, we have been
working in the processing of these materials by templated
grain growth (TGG), with tape casting. An original
route based on the only use of the powder synthesised
by mechanochemical activation for both, the preparation
of the platelets and the submicron size
polycrystalline matrix, is being explored.
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