Análisis de homogeneidad en piezocerámicos libres de plomo de Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3 y Ba0.85Ca0.15Hf0.1Ti0.9O3 por Tomografía de Rayos X

Abstract

En este trabajo se presentan ensayos no destructivos utilizando la técnica de tomografía de rayos X (TRX) para determinar la homogeneidad y distribución de defectos en piezocerámicos libres de plomo de composición Ba0.85Ca0.15Zr0.1Ti0.9O3 (BCZT). Para realizar un estudio comparativo se analiza también la composición Ba0.85Ca0.15Hf0.1Ti0.9O3 (BCHT). Las pastillas cerámicas fueron preparadas por el método convencional de reacción de estado sólido, calcinando a 1250 ºC y sinterizando a dos temperaturas distintas: 1400 ºC y 1500 ºC. La TRX detectó la presencia de defectos o inclusiones con dimensiones de 50 a 300 m. El porcentaje de defectos no supera el 3% en la cerámica de BCZT sinterizada a 1500 ºC y es inferior a 0,5% en muestra sinterizada a 1400 ºC. El porcentaje de inclusiones en BCHT es más del doble que en BCZT. Dado el tamaño de las mismas y analizando la densidad relativa de las pastillas, estas imperfecciones no son asignadas a porosidad remanente sino a inhomogeneidades del material que presentan distinta absorción a los rayos X. Una comparación con fotografías SEM, junto al análisis de esfericidad de las inclusiones, permite identificar estos defectos como regiones amorfas remanentes en el interior del material.