Efectos de los métodos de molienda en la síntesis de polvos de Niobato de Sodio y Potasio por mezcla de óxidos

DOI: https://doi.org/10.22430/22565337.1269
Palabras clave: Niobato de sodio y potasio, mezcla de óxidos, libre de plomo
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Resumen

Los materiales piezoeléctricos son ampliamente utilizados en dispositivos electrónicos. Tradicionalmente, para tales aplicaciones, se han utilizado diversos materiales a base de plomo; sin embargo, debido al daño causado por este elemento, se han desarrollado materias primas con características similares que no causen un impacto negativo a la sociedad o al medio ambiente. Un material con estas características es el niobato de potasio y sodio K0.5Na0.5 Nbo3. En este artículo, se realizaron análisis termogravimétricos, estructurales y microestructurales para los polvos del sistema K0.5Na0.5 Nbo3 obtenidos mediante mezcla de óxido, con el objetivo de determinar el efecto y la eficiencia de la molienda utilizando molinos de bolas, planetario y horizontal en la etapa de mezcla de los reactivos, para la producción del polvo final. Se determinó que el uso de la molienda horizontal y la calcinación a 900 °C crean las condiciones óptimas para obtener polvos  con una estructura y microestructura adecuadas para continuar los procesos de densificación y/o dopaje.

Biografía del autor/a

María C. Quintero, Universidad de Antioquia, Colombia

Ing. Química, Grupo de Estado sólido, Instituto de física, Universidad de Antioquia, Medellín-Colombia, mariaclara3010@gmail.com

Miryam Rincón, Universidad de Nacional de Colombia, Colombia

PhD. en Ciencia, Departamento de Física, Universidad de Nacional de Colombia, Bogotá-Colombia, mrinconj@unal.edu.co

Jorge M. Osorio-Guillén, Universidad de Antioquia, Colombia

PhD. en Física, Grupo de Estado sólido, Instituto de física, Universidad de Antioquia, Medellín-Colombia, mario.osorio@udea.edu.co

Diana López, Universidad de Antioquia, Colombia

PhD. en Química, Química de Recursos Energéticos y Medio Ambiente, Universidad de Antioquia, Medellín-Colombia, dplope@gmail.com

Fernando A. Londoño*, Universidad de Antioquia, Colombia

PhD. en Ciencias, Grupo de Instrumentación científica y microelectrónica, Universidad de Antioquia, Medellín-Colombia, fernandoa.londono@udea.edu.co

Referencias bibliográficas

J.-F. Li, K. Wang, F.-Y. Zhu, L.-Q. Cheng, and F.-Z. Yao, “(K,Na)NbO 3 -Based Lead-Free Piezoceramics: Fundamental Aspects, Processing Technologies, and Remaining Challenges,” J. Am. Ceram. Soc., vol. 96, no. 12, pp. 3677–3696, Dec. 2013. https://doi.org/10.1111/jace.12715

G. H. Khorrami, A. Kompany, and A. Khorsand Zak, “Structural and optical properties of (K,Na)NbO3 nanoparticles synthesized by a modified sol–gel method using starch media,” Adv. Powder Technol., vol. 26, no. 1, pp. 113–118, Jan. 2015. https://doi.org/10.1016/j.apt.2014.08.013

T. R. Shrout and S. J. Zhang, “Lead-free piezoelectric ceramics: Alternatives for PZT?,” J. Electroceramics, vol. 19, no. 1, pp. 113–126, Sep. 2007. https://doi.org/10.1007/s10832-007-9047-0

A. D. Woolf, R. Goldman, and D. C. Bellinger, “Update on the Clinical Management of Childhood Lead Poisoning,” Pediatr. Clin. North Am., vol. 54, no. 2, pp. 271–294, Apr. 2007. https://doi.org/10.1016/j.pcl.2007.01.008

M. D. Maeder, D. Damjanovic, and N. Setter, “Lead Free Piezoelectric Materials,” J. Electroceramics, vol. 13, no. 1–3, pp. 385–392, Jul. 2004. https://doi.org/10.1007/s10832-004-5130-y

F. Rubio-Marcos, P. Marchet, T. Merle-Méjean, and J. F. Fernandez, “Role of sintering time, crystalline phases and symmetry in the piezoelectric properties of lead-free KNN-modified ceramics,” Mater. Chem. Phys., vol. 123, no. 1, pp. 91–97, Sep. 2010. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2010.03.065

H.-C. Thong, C. Zhao, Z.-X. Zhu, X. Chen, J.-F. Li, and K. Wang, “The impact of chemical heterogeneity in lead-free (K, Na)NbO3 piezoelectric perovskite: Ferroelectric phase coexistence,” Acta Mater., vol. 166, pp. 551–559, Mar. 2019. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.01.012

J.-F. Li, K. Wang, B.-P. Zhang, and L.-M. Zhang, “Ferroelectric and Piezoelectric Properties of Fine-Grained Na0.5K0.5NbO3 Lead-Free Piezoelectric Ceramics Prepared by Spark Plasma Sintering,” J. Am. Ceram. Soc., vol. 89, no. 2, pp. 706–709, Feb. 2006. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00743.x

R. E. JAEGER and L. EGERTON, “Hot Pressing of Potassium-Sodium Niobates,” J. Am. Ceram. Soc., vol. 45, no. 5, pp. 209–213, May 1962. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1962.tb11127.x

E. D. Politova et al., “Processing and characterization of lead-free ceramics on the base of sodium–potassium niobate,” J. Adv. Dielectr., vol. 08, no. 01, p. 1850004, Feb. 2018. https://doi.org/10.1142/S2010135X18500042

S.-H. Hong and D.-Y. Kim, “Effect of Liquid Content on the Abnormal Grain Growth of Alumina,” J. Am. Ceram. Soc., vol. 84, no. 7, pp. 1597–1600, Dec. 2004. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2001.tb00883.x

B. Chen et al., “High-efficiency synthesis of high-performance K0.5Na0.5NbO3 ceramics,” Powder Technol., vol. 346, pp. 248–255, Mar. 2019. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.01.039

C. Frances, N. Le Bolay, K. Belaroui, and M. N. Pons, “Particle morphology of ground gibbsite in different grinding environments,” Int. J. Miner. Process., vol. 61, no. 1, pp. 41–56, Jan. 2001. https://doi.org/10.1016/S0301-7516(00)00025-9

I.-W. Chen and R. Riedel, Ceramics Science and Technology. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2013. https://doi.org/10.1002/9783527631940

I. Seo, C.-R. Lee, and J.-K. Kim, “Zr doping effect with low-cost solid-state reaction method to synthesize submicron Li 4 Ti 5 O 12 anode material,” J. Phys. Chem. Solids, vol. 108, pp. 25–29, Sep. 2017. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2017.04.011

N. Chaiyo, B. Boonchom, and N. Vittayakorn, “Solid-state reaction synthesis of sodium niobate (NaNbO3) powder at low temperature,” J. Mater. Sci., vol. 45, no. 6, pp. 1443–1447, Mar. 2010. https://doi.org/10.1007/s10853-009-4098-z

A. Kamal, M. A. Rafiq, M. N. Rafiq, M. Usman, M. Waqar, and M. S. Anwar, “Structural and impedance spectroscopic studies of CuO-doped (K0.5Na0.5Nb0.995Mn0.005O3) lead-free piezoelectric ceramics,” Appl. Phys. A, vol. 122, no. 12, p. 1037, Dec. 2016. https://doi.org/10.1007/s00339-016-0564-z

R. Zuo, J. Rodel, R. Chen, and L. Li, “Sintering and Electrical Properties of Lead-Free Na0.5K0.5NbO3 Piezoelectric Ceramics,” J. Am. Ceram. Soc., vol. 89, no. 6, pp. 2010–2015, Jun. 2006.

https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2006.00991.x

N. Kumada, T. Kyoda, Y. Yonesaki, T. Takei, and N. Kinomura, “Preparation of KNbO3 by hydrothermal reaction,” Mater. Res. Bull., vol. 42, no. 10, pp. 1856–1862, Oct. 2007. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2006.11.045

F. Rubio-Marcos, J. J. Romero, and J. F. Fernandez, “Effect of the temperature on the synthesis of (K,Na)NbO3-modified nanoparticles by a solid state reaction route,” J. Nanoparticle Res., vol. 12, no. 7, pp. 2495–2502, Sep. 2010. https://doi.org/10.1007/s11051-009-9817-5

C. Wattanawikkam, S. Chootin, and T. Bongkarn, “Crystal Structure, Microstructure, Dielectric and Piezoelectric Properties of Lead-Free KNN Ceramics Fabricated via Combustion Method,” Ferroelectrics, vol. 473, no. 1, pp. 24–33, Dec. 2014. https://doi.org/10.1080/00150193.2014.974438

Cómo citar
[1]
M. C. Quintero, M. . Rincón, J. M. . Osorio-Guillén, D. López, y F. A. Londoño-Badillo, «Efectos de los métodos de molienda en la síntesis de polvos de Niobato de Sodio y Potasio por mezcla de óxidos», TecnoL., vol. 22, n.º 46, pp. 15–23, sep. 2019.

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Publicado
2019-09-20
Número
Vol. 22 Núm. 46 (2019)
Sección
Artículos de investigación

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