Estudio y obtención de materiales piezoeléctricos libres de plomo basados en (K,Na)NbO3

Abstract

[ES] El plomo es un elemento bioacumulativo, se va depositando en nuestro organismo a lo largo de nuestra vida y se distribuye por nuestro cuerpo hasta alcanzar órganos como el cerebro, el hígado o los huesos. Se trata de un elemento tóxico, especialmente nocivo para niños de corta edad, y, sin embargo, debido a sus interesantes propiedades físicas y químicas lo encontramos en muchos y muy diversos productos que empleamos en nuestro día a día. Uno de usos más importantes es como titanato de circonato de plomo, PZT, el cual se debe a sus excelentes propiedades piezoeléctricas. Actualmente, se emplea en la fabricación de equipos industriales, en sistemas de limpieza, equipos de ultrasonido¿ Hoy en día, la normativa europea restringe el uso de materiales tóxicos (RoHs 2002/95/CE), donde el plomo está exento para los usos piezoeléctricos, por lo que es necesaria la búsqueda continua de nuevas cerámicas piezoeléctricas. El objetivo de este Trabajo Final de Máster, TFM, es determinar, a partir de compuestos basados en (K,Na)NbO3 (KNN), si es viable obtener un material piezoeléctrico libre de plomo que pueda competir a nivel industrial con los materiales TZP. Para ello, con el fin de obtener un material KNN óptimo, se van a utilizar como precursores de partida dos carbonatos (K2CO3 y Na2CO3) y un óxido (Nb2O5). Se pretenden modificar diversas variables del proceso de molienda inicial de estos polvos de partida, para su posterior calcinación y finalmente llegar a la sinterización para obtener un material con buenas propiedades finales. Este estudio se desarrollará bajo métodos convencionales, abriendo la puerta a un futuro estudio de este KNN optimizado con medios no convencionales (microondas). Los resultados de esta investigación son interesantes puesto que el procesamiento de cerámicas piezoeléctricas por medio de microondas es un tema de reciente creación, pudiendo sumar, además de la no toxicidad respecto al plomo, importantes mejoras respecto al ahorro energético y tiempos de procesamiento en comparación con los métodos convencionales.