Ceramicos Ferroelectricos

BOL. SOC. ESP. CERAM. VIDR. 32 (1993), i , 5-15

ARTICULO DE REVISION

Materiales cerámicos ferroelectricos y sus aplicaciones
J. F. FERNANDEZ, P. DURAN Y C. MOURE
Departamento de Electrocerámica, Instituto de Cerámica y Vidrio, CSIC, 28500 Arganda del Rey, Madrid

RESUMEN. Materiales cerámicos ferroelectricos y sus aplicaciones. Desde su descubrimiento, la ferroelectricidad se haconstituido en uno de los fenómenos más apasionantes de la física del estado sólido. Los materiales cerámicos ferroelectricos han alcanzado un interés especial en el desarrollo de nuevas tecnologías, por lo que han potenciado la creación de una industria con un mercado cada vez más creciente. Los materiales pertenecientes a este grupo están caracterizados por poseer una polarización espontánea en unrango de temperaturas, siendo esta polarización reversible bajo la acción de un campo eléctrico. El propósito de esta revisión es acercarse a las características propias de los materiales cerámicos que presentan propiedades ferroeléctricas. Para ello se establece la clasificación en función de las aplicaciones que poseen los diferentes materiales cerámicos ferroelectricos, incluyendo los procesoscerámicos más característicos de obtención de los mismos. De esta forma se estudian materiales cerámicos ferroelectricos que se utilizan como materiales: dieléctricos, piezoeléctricos, electroestrictivos, piroeléctricos, PTCR, electroópticos o fotoelectrolíticos. PALABRAS CLAVE. Ferroelectricos, materiales cerámicos. aplicaciones



1. INTRODUCCIÓN La fig. 1 ilustra la importancia que han tenidociertos materiales y su desarrollo, a lo largo de la Historia de la Civilización (1). De esta forma, se pasa de la Edad de Piedra a una sociedad contemporánea donde los materiales cerámicos de alta tecnología juegan un papel importante en el presente, papel que se incrementará en el futuro. Los materiales cerámicos de alta tecnología representan un tema de actualidad en la sociedad moderna, el cualse ha potenciado con el descubrimiento de los nuevos materiales superconductores de alta temperatura (2), debido a que encaman una alternativa a materiales convencionales, a la vez que son muy importantes en el desarrollo de nuevas aplicaciones y nuevos sistemas de ingeniería. Desde el punto de vista económico pueden ayudar a la reestructuración del sistema industrial. Según las previsiones, elfuturo mundial para los materiales cerámicos avanzados parece ser muy favorable (tabla I) (3). Los materiales cerámicos para la electrónica acapararon virtualmente este sector de mercado, representando un volumen superior al 90 % del total. La proyección de
Recibido el 2-11-92 y aceptado el 21-12-92.

mercado reduce la cuota destinada a dichos productos en favor de otros materiales yaplicaciones. Es de esperar que los nuevos materiales fruto de las actuales investigaciones diversifiquen el abanico de aplicaciones, favoreciendo el desarrollo de un nuevo estilo de vida basado en las nuevas
=«=» Aumento del desempeño de la fundan. — ^ Aumento de la facilidad en la conformación. Materiales inorgánicos

Materiales orgánicos

Piedra

Plásticos
>zas

Porcelanas

\

Aceroinoxidable

Aleaciones ' e^jecialesi
Ingeniería en plásticos

Materiales cerámicos de alta tecnología. Fig. 1. Direcciones en el desarrollo de materiales (1).

ENERO-FEBRERO, 1993

J. F. FERNANDEZ, P. DURAN Y C . MOURE

tecnologías. En cualquier caso, se debe prestar particular atención a aquellos materiales que forman parte de aplicaciones que requieren funciones nuevas en las áreas eléctrica,magnética, óptica, química o biológica.
TABLA I

PROYECCIÓN DE MERCADO MUNDIAL PARA MATERIALES CERÁMICOS AVANZADOS (3) Industria Automóvil Electrónica Optica integrada Sistemas de energía avanzados Herramientas de corte Otras: industrias aeroespaciales Biocerámica TOTALES 1985 ($M) 1990 ($M) 2000 ($M) 53 L708 634 3.734 1 92 225 30 10 4.732 5.700 11.360 111 360 500 690 65 30 18.818

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