Interdifusión en cerámicas magnetoeléctricas de composición 60 (Ba₀,₈₅Ca₀,₁₅(Zr₀,₁Ti₀,₉)O₃)-40Ni₀,₆Zn₀,₄Fe₂O₄

Abstract

Los materiales magnetoeléctricos presentan un acoplamiento entre propiedades magnéticas y eléctricas. Sin embargo, este comportamiento tiende a ser débil a temperatura ambiente en los materiales magnetoeléctricos monofásicos comúnmente estudiados [1]. Para abordar esta limitación, los materiales compuestos que incluyen tanto un material piezoeléctrico como uno magnético ofrecen una solución prometedora [2-3]. Por ello, este trabajo se centra en la síntesis y optimización de las propiedades magnetoeléctricas de cerámicas combinando fases magnéticas y piezoeléctricas con la composición 60(Ba₀,₈₅Ca₀,₁₅)(Zr₀,₁Ti₀,₉)O₃-40Ni₀,₆Zn₀,₄Fe₂O₄ (BZCT-NZF). Para obtener la fase ferrita NZF, se activaron mecánicamente acetato de zinc, acetato de níquel y hematita en un medio alcohólico durante 3 horas utilizando un molino planetario. El polvo resultante se calcinó a 1050 °C durante 2 horas. Para la fase piezoeléctrica BZCT, se activaron mecánicamente óxido de titanio, óxido de zirconio, carbonato de calcio y carbonato de bario durante 3 horas en un molino planetario. El polvo resultante se trató térmicamente a 1250 °C durante 4 horas. Ambos polvos calcinados se mezclaron, según la proporción en peso 60BZCT-40NZF, en un molino planetario durante 1,5 horas. La mezcla se prensó uniaxialmente en discos y se sinterizó a 1200 °C durante 2, 4, 6 u 8 horas. Las muestras obtenidas se analizaron mediante Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Además, la densidad de las muestras se midió mediante el método de Arquímedes. Para las propiedades funcionales, se pintaron electrodos de plata en las caras plano-paralelas y se midieron las propiedades dieléctricas a temperaturas que variaron entre 25 y 500 °C. Finalmente, se determinaron la histéresis magnética y el coeficiente magnetoeléctrico de las muestras sinterizadas.