Thermistor formation using batio3 powders synthesised by the pechini method

Abstract

Barium titanate (BaTiO3) is a compound of interest in the field of electroceramics which is widely used in the manufacture of capacitors, piezoelectric transducers and resistive devices having a positive temperature coefficient (PTCR) and in manu- facturing pyroelectric and optoelectronic devices. Most of these devices are obtained by consolidating high purity, suitable sized particle ceramic powders; structured synthesis methods are required to ensure such requirements. BaTiO3 powders were synthesised by a polymeric precursor method (Pechini) in this work. Very pure, small particle sized, raw material was obtained. These powders were characterised using thermo- gravimetric and differential thermal analysis (TGDT), X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC). The results indicated that samples treated at 650°C presented cubic BaTiO3 as unique crystalline phase. If a sample were treated at 1,100°C, the tetragonal phase having a c/a

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 and lt; 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.