Influencia de las Fases Secundarias en la Microestructura y Propiedades, en Materiales Cerámicos de Bi4Ti3O12

En esta memoria de tesis se realiza un estudio sobre aspectos basicos del procesamiento ceramico, microestructura y propiedades de materiales ceramicos basados en de Bi4Ti3O12, BIT. El material pertenece a la familia de tipo Aurivillius que presentan propiedades ferroelectricas y piezoelectricas hasta temperaturas elevadas, 675oC. Estas propiedades hacen del material un potencial candidato para aplicaciones de alta temperatura que en la practica presenta limitaciones que aun no han sido resueltas. Un primer aspecto abordado fue el estudio del mecanismo de sintesis del compuesto mediante reaccion en estado solido. En la sintesis del BIT el primer compuesto que se forma es la silenita, Bi12TiO20, por difusion de los cationes de Bi3+ en las particulas de TiO2 y posteriormente con una mayor incorporacion de los cationes de Bi3+ forman la fase de BIT. Una vez formado el BIT como unica fase cristalina se ha identificado la presencia de una fase secundaria de naturaleza amorfa rica en bismuto. Dicha fase secundaria influye en los procesos de densificacion del material. A temperaturas bajas de sinterizacion inhibe el transporte de masa limitando el crecimiento de placa, mientras que a temperaturas de sinterizacion mas elevadas promueve la sinterizacion mediante una fase liquida, aun para bordes de grano de baja curvatura, provocando un crecimiento de placa y de la relacion de aspecto. Se evaluo la influencia que presentan estas fases secundarias en la microestructura del material ceramico, estableciendo dos mecanismos de sinterizacion diferenciados para explicar el crecimiento exagerado de placa y el crecimiento de placas a partir de colonias.