Conformación de termistores utilizando polvos de BaTiO3 sintetizados por el método pechini

Thermistor formation using BaTiO3 powders synthesised by the Pechini method

El  titanato  de  bario,  BaTiO₃,  es  un  compuesto  de  gran  interés en el ámbito de la electrocerámica, ya que se utiliza en la fabricación de condensadores, transductores piezoeléctricos y dispositivos resistivos con coeficiente positivo de temperatura (PTCR),  así  como  en  la  manufactura  de  piroeléctricos  y  dispositivos optoelectrónicos,  entre otros dispositivos. La mayoría de estos componentes son conformados con polvos cerámicos de elevada pureza y tamaño de partícula adecuado. Esto exige estructurar métodos de síntesis que garanticen es-tos  requerimientos.  En  este  trabajo  se  sintetizaron  polvos  cerámicos  de  BaTiO₃ por  el  método  de  precursor  polimérico  (Pechini),  obteniéndose  una  materia  prima  muy  pura  y  con  pequeño  tamaño  de  partícula.  Los  polvos  obtenidos  se  caracterizaron  utilizando  análisis  térmico  (ATD/TG),  difracción  de  rayos  X  (DRX)  y  calorimetría  diferencial  de  barrido  (DSC).  Los resultados indican que en las muestras tratadas a 650 °C la  única  fase  cristalina  presente  es  el  BaTiO₃  cúbico  y  a  1.100  °C  la  tetragonal,  con  una  relación  c/a  <  1.007.  Las  muestras  tratadas  a  1.100  °C  presentaron  una  transición  ferroeléctrica  a  paraeléctrica  a  una  temperatura  de  T  ≈  123  °C.  Los  polvos  cerámicos  de  BaTiO₃  tetragonal  fueron  prensados uniaxialmente y posteriormente sinterizados a 1.200 °C durante  2  horas.  Estas  muestras  se  caracterizaron  eléctricamente, obteniéndose curvas de resistencia eléctrica en función  de  la  temperatura  (R-T),  evidenciándose  en  ellas  su  comportamiento  termistor  tipo  PTCR.  Además,  se  midió  la  variación  de  la  corriente-voltaje  (I-V)  a  diferentes  temperaturas.

Introducción

Los termistores con coeficiente positivo de temperatura (PTCR), basados en el sistema Ba-Ti, son materiales funcionales importantes que tienen diversas aplicaciones, entre ellas como componentes de desmagnetización en televisores a color, dispositivos de arranque para motores y compresores, protectores de sobrecarga, sensores térmicos y componentes de autorregulación en calentadores (Wegmanna et al., 2007). Entre estas aplicaciones, su uso como protector de sobrecargas ha despertado gran interés ya que ayudan a mejorar la seguridad y la fiabilidad de los aparatos eléctricos y productos electrónicos. Por lo tanto, en general la demanda de materiales PTCR ha aumentado notablemente en los últimos años. Sin embargo, con el rápido desarrollo de los computadores, los sistemas de información, las tecnologías de las telecomunicaciones y automóviles, los termistores PTCR se enfrentan a un gran desafío, como es el de reducir la temperatura de transición (Zhou et al., 2004; Wegmann et al., 2005).