Estudio de PMN cerámico dopado con KNbO₃ y LiNbO₃ sintetizado por Pechini

Abstract

El PMN pertenece a una clase especial de materiales conocido como ferroeléctricos relaxores. Posee gran eficacia volumétri-ca debido a su gran constante dieléctrica, siendo un perfecto candidato para la aplicación en capacitores multicapas. Su preparación es más ventajosa cuando se sintetiza por la ruta de la columbita. Las preparaciones de la columbita y del PMN se basaron en los métodos Pechini y Oxalato Parcial, respectivamente. Se ha estudiado los efectos de los dopantes KNbO 3 y LiNbO 3 añadidos a varias concentraciones. La idea esta basada en las correlaciones que estos tienen con BaTiO 3 y PbTiO 3 , respectivamente. El proceso entero se caracterizó mediante ATD/TG, DRX, MEB y determinación de la superficie específica de los polvos. El dopante LiNbO 3 promueve la pre-sinterización de las partículas de MN, reduciendo la superficie específica del polvo. No hay crecimiento de partícula, pero ocurre su alargamiento. En cambio, para el KNbO 3 ocurre crecimiento de partícula, pero los aglomerados son más blandos. El efecto causado por los dopantes durante la síntesis de los polvos de PMN es diferente a los producidos en el precursor. El precursor puro presenta tamaño medio de partícula de 0,2µm, pero la adición de 5,0%molar de dopante produce la formación de aglomerados de ~4µm. La adición de LiNbO 3 produce partículas arredondeadas y pre-sinterización, mientras la adición de KNbO 3 no altera la forma de las partículas. Palabras clave: Ferroeléctrico, Relaxor, PMN, Columbita, Pechini. Study of KNbO 3 and LiNbO 3 -doped ceramic PMN synthesized by PechiniPMN belongs to a special class of materials named relaxor ferroelectrics. It has high volumetric efficiency due to its high dielectric constant, which makes it in a perfect material for application in multilayer capacitors. When prepared the columbite route its preparation has many advantages. In this work, the preparations of columbite and PMN were done by Pechini and Partial Oxalate methods, respectively. The effects of the KNbO 3 and LiNbO 3 dopants added in various concentrations. The idea is founded on the correlations that they have with BaTiO 3 y PbTiO 3 , respectively. The whole process was supervised by TG/DTA, XRD, SEM and determination of the specific surface area of the powders. LiNbO 3 carries out the pre-sinterization of the particles, observed by a reduction in the surface area. There are not particle grow, but occur its lengthening. However, for KNbO 3 these particle growth, but the agglomerates are softer. The effect produced by the doping during the synthesis of the PMN powder is different from the one produced in the columbite precursor. Pure precursor shows an average particle size of 0,2µm, but the addition of 5,0mol% of dopants carries out the formation of agglomerates close to 4µm. LiNbO 3 addition carries out spherical particles and pre-sinterization, while KNbO 3 addition does not change the particles shape.

Study of Ti-Modified Columbite Route and the Effect of Lithium Doping in 0.9PMN-0.1PT Ceramics

“…This additive showed many potentialities in this ceramic for reducing weight loss in the sintering process and displacing T m to higher temperature. This additive also increases the MN precursor crystallinity when the columbite route is used [8,9].…”

Estudio de la adición de K⁺ y LiNbO₃ en las propiedades finales del Relaxor PMN procesado por mezcla de polvos

“…La obtención de los polvos de PMN se ha llevado a cabo utilizando la ruta de la columbita modificada, como sigue: Primero se han preparados los polvos de columbita por el método de los Precursores Poliméricos descrito anteriormente [17,18], y luego se ha llevado a cabo la etapa de precipitación de hidróxido plomo y posteriormente la calcinación. En el caso de las muestras dopadas con litio, se adicionó el dopante en la etapa de síntesis del precursor columbita [18].…”

“…En el caso de las muestras dopadas con litio, se adicionó el dopante en la etapa de síntesis del precursor columbita [18]. Todas las muestras llevan un exceso del 1,5% en peso de PbO, el cual se añade en la etapa de precipitación.…”

Physical Characterization of K-Doped 0.9PMN-0.1PT Synthesized by an Association of the Columbite Route and the Polymeric Precursor Method

“…Such phases are mainly formed due to PbO volatilization during the powder synthesis or sintering process, but it can also be rise by an alteration of the powder stoichiometry [6][7][8][9]. Thus, many methodologies to synthesize leadbased ceramics without Py phase have been investigated, but the most important one is the columbite route, once it permits to obtain high amount of perovskite phase and can be successfully used to prepare Pb-based solid solutions, as PMN-PT [10][11][12][13].…”