Piezoelectric ceramics by powder processing

Cerámicas piezoeléctricas por medio de procesamiento en polvo

Por otra parte, el moldeo por inyección de polvos (PIM) es una tecnología avanzada para procesar metal o polvos cerámicos. Combina el moldeo de inyección de plásticos con la pulvimetalurgia convencional, lo que proporciona una tecnología para procesamiento tipo near-net-shape de polvos. Normalmente, existen cuatro pasos básicos para un proceso PIM: preparación de la materia prima, moldeo por inyección, debiding y sinterizado.

El PIM es un proceso rentable para la producción de componentes de cerámicas piezoeléctricas con formas complejas. En este estudio se fabricaron materiales con base en circonato-titanato de plomo (PZT) a partir de moldeado de inyección de polvos, seguido de sinterizado a temperaturas entre 1000ºC y 1300ºC. También se prepararon cerámicas piezoeléctricas por el método convencional de polvimetalurgia a modo de comparación. Se caracterizaron las cerámicas sinterizadas a través de mediciones de diversas propiedades densidad, microestructura, propiedades dieléctricas y piezoeléctricas.

Se descubrió que se lograba obtener cerámicas densas con microestructura uniforme a una temperatura de sinterización de 1200ºC; un incremento posterior en esta temperatura disminuía la densidad y las propiedades. Las propiedades obtenidas en este estudio son similares a aquellas reportadas en la literatura; esto muestra el éxito en implementar este proceso para la producción de cerámicas piezoeléctricas.

Mechanochemical ceramic technique : metastable complex oxides preparation for ceramic nanomaterials and composites

Técnica cerámica mecanoquímica : preparación de óxidos complejos metaestables para nanomateriales y compositos cerámicos

En este estudio se desarrolló una nueva propuesta mecanoquímica para la producción de nanopolvos cerámicos. El uso de un procedimiento patentado de molienda de bolas de acero de alta energía en molinos planetarios permite obtener polvos de óxidos con un tamaño medio de partícula de aproximadamente 30 nm con una contaminación pequeña de 0,02-0,001%. Un procesamiento adicional de polvos fuertemente agregados mediante la técnica EMC (electromass classifier) conllevó a una desaglomerización y separación de la fracción fina de agregados densos <1 μm. Tales polvos presentan una densificación muy buena de green bodies de hasta 70-75%. .

La aplicación prometedora de esta propuesta es para síntesis mecanoquímica de óxidos complejos. La teoría de este fenómeno fue desarrollada sobre el estudio de dinámica de reacciones de síntesis en reacciones modelo MO+M’O₃ y confirmadas por estudios estructurales de productos cristalinos en distintas mezclas de óxidos. Se obtuvieron cerca de 40 nuevos compuestos metaestables de óxidos de metales pesados. Algunos de los tipos estructurales de productos están limitados por estructuras que son estables a la desviación de la composición ideal, entre ellos perovskita, scheelita, espinela, fluorita y pirocloro, sal de roca y K₂NiF₄, Cd₂PbO₄, silenita.