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B O L E T I N D E L A S O C I E D A D E S PA Ñ O L A D E

Cerámica y Vidrio
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Microestructura y propiedades de materiales cerámicos
PZT con control de crecimiento de grano
L. A. CELI, A. C. CABALLERO, M. VILLEGAS, P. DURÁN, C. MOURE, J. F. FERNÁNDEZ.
Departamento de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC. 28500 Arganda del Rey, Madrid.

Se ha realizado unproceso de modificaci—n superficial con ester fosfato al 0.3% en volumen, sobre polvo cer‡mico de titanato
circonato de plomo, PZT. Se observa que el material modificado con f—sforo presenta una mayor densificaci—n aparente a una
temperatura menor unida a una reducci—n de las pŽrdidas de peso durante el proceso de densificaci—n. Se han establecido las
relaciones entre el procesamiento y lasmicroestructuras del material PZT sin modificar y el modificado. Se evidencia un control del crecimiento de grano y una mayor homogeneidad en la distribuci—n de tama–os de grano en el material modificado.
Palabras clave: Titanato Circonato de Plomo (PZT), microestructura, sinterizaci—n, control de crecimiento de grano.
Microstructure and properties of PZT ceramics with grain growth control
Lead zirconatetitanate ceramic powders have been surface modified by using phosphor esther 0.3% in volume. The phosphorous modification gave higher densities at lower temperatures associated with a reduction of the weight losses during the
densification process. From the relationships between ceramic processing and microstructure, it was established that the
phosphorous surface modification allows the effectivegrain growth control as well a higher homogeneity in the grain size distribution.
Key words: Lead zirconate titanate (PZT), microstructure, sintering, grain growth control.

1. INTRODUCCIîN.
Los materiales cer‡micos de titanato circonato de plomo,
PZT, han sido utilizados como materiales piezoelŽctricos en
una gran variedad de aplicaciones (1-2), debido a la versatilidad de adaptaci—n de suspropiedades a las demandas del
mercado. Sin embargo, estos materiales cer‡micos presentan
algunos inconvenientes en el proceso de fabricaci—n que
redundan en su elevado costo de producci—n. Entre estos
inconvenientes se pueden encontrar variaciones en las propiedades del material cer‡mico PZT relacionadas, en su caso, a
pŽrdida de estequiometr’a, porosidad, inhomogeneidad en el
tama–o de grano,existencia de fases secundarias y diferencias
locales en la polarizaci—n. Uno de los aspectos a mejorar est‡
asociado a lograr un mayor control de la microestructura del
material (3-4). Debe evitarse crecimiento de grano no uniforme
si se desean obtener materiales con propiedades dielŽctricas y
piezoelŽctricas —ptimas. El tama–o de grano ejerce una fuerte
influencia sobre las propiedades el‡sticas,dielŽctricas y piezoelŽctricas de cer‡micas de PZT (5-8). La modificaci—n superficial de las part’culas del polvo cer‡mico BaTiO3 con el dispersante org‡nico ester fosfato, empleando un proceso de turbinado a alta velocidad, ha mostrado excelentes resultados,
obteniŽndose materiales con microestructura homogŽnea, y
una fuerte inhibici—n del crecimiento de grano (9-10). A diferencia de los mŽtodostradicionales de dopado, este mŽtodo de
modificaci—n superficial permite una distribuci—n uniforme
del dopante sobre las part’culas del polvo cer‡mico (9) produciendo un mejor comportamiento durante los primeros estadios de la sinterizaci—n. El origen de este comportamiento se

halla en la interacci—n que se produce entre el f—sforo y el
bario, formando una fase reactiva que recubre los granos y
controlael proceso de sinterizaci—n en su primera etapa (1112). Las caracter’sticas del cati—n Pb2+ permiten suponer Òa
prioriÓ una interacci—n con el f—sforo similar a la que ocurre
con el bario, y por lo tanto, parece posible obtener con el
mismo procedimiento que el empleado para el BaTiO3, materiales de PZT con microestructura controlada.
Por tanto el objetivo de este trabajo es observar el...