Abstracto

Características de la cerámica tipo hollandita High-k dopada con cobre

 Nikolai Gorshkov

Los óxidos complejos tipo Holland Ax(Ti,M)8O16 (A es un catión que no pertenece al marco y M es un metal de transición que sustituye a Ti4+ en el marco) se caracterizan por una alta polarizabilidad debido a la movilidad de los iones alcalinos, incorporados en los canales 1-D, y la valencia variable de los metales de transición. Estas características estructurales permiten considerar las soluciones sólidas tipo hollandita como alternativas a los materiales cerámicos no ferroeléctricos tipo perovskita (CaCu3Ti4O12 y Ba(Fe0.5Nb0.5)O3) que exhiben altos valores (ε~104) de la constante dieléctrica en un amplio rango de temperatura y frecuencia. Sin embargo, los métodos tradicionales utilizados para producir las soluciones sólidas tipo hollandita son complicados. En este informe, presentamos una tecnología de dos etapas para la síntesis de hollanditas en el sistema K2O-CuO-TiO2. Esta metodología se basa en el uso de polititanato de potasio amorfo, modificado en soluciones acuosas de sales de cobre como material precursor. La presencia de una superficie interna bien desarrollada de las láminas de PPT en capas permite introducir los iones de metales de transición directamente en la estructura del material precursor. Se determinaron las condiciones experimentales óptimas del tratamiento químico (pH, concentración de la solución acuosa, dosis de PPT), así como el tratamiento térmico posterior (regímenes térmicos) que permiten producir titanatos de potasio similares a la hollandita que contienen cobre. En este sentido, se propuso el método para producir cerámicas sinterizadas a 1000-1100 °C basadas en soluciones sólidas en polvo similares a la hollandita y se investigaron las propiedades eléctricas de las muestras cerámicas obtenidas en el rango de frecuencia de 1 MHz a 0,1 Hz. La constante dieléctrica y la tangente de pérdidas dieléctricas para las muestras de cerámica calcinadas a 1075 °C fueron de 104-105 y 0,2-0,9, respectivamente. El material sintetizado se puede utilizar para la producción de dieléctricos cerámicos como compuestos funcionales de matriz polimérica rellenos de cerámica de alta k. Esta investigación fue apoyada financieramente por la Fundación de Ciencias de Rusia (proyecto ? 19-73-10133).