Las electrocerámicas son una clase de materiales cerámicos utilizados principalmente por sus propiedades eléctricas. [ 1 ]
Si bien la cerámica se ha valorado y utilizado tradicionalmente por su estabilidad mecánica, térmica y química, sus singulares propiedades eléctricas , ópticas y magnéticas han adquirido una importancia creciente en numerosas tecnologías clave, como las comunicaciones, la conversión y el almacenamiento de energía, la electrónica y la automatización. Estos materiales se clasifican actualmente como electrocerámicas , a diferencia de otras cerámicas funcionales como las cerámicas estructurales avanzadas.
Históricamente, los avances en las diversas subclases de electrocerámicas han ido de la mano del crecimiento de nuevas tecnologías. Algunos ejemplos son: ferroeléctricos ( condensadores de alta constante dieléctrica , memorias no volátiles), ferritas (almacenamiento de datos e información), electrolitos sólidos (almacenamiento y conversión de energía), piezoeléctricos (sonar) y óxidos semiconductores ( monitoreo ambiental ).
cerámicas dieléctricas
Los materiales dieléctricos utilizados para la construcción de condensadores cerámicos incluyen: titanato de zirconato de plomo (PZT) , titanato de bario (BT), titanato de estroncio (ST), titanato de calcio (CT), titanato de magnesio (MT ), titanato de calcio y magnesio (CMT), titanato de zinc (ZT), titanato de lantano (LT) y titanato de neodimio (NT), zirconato de bario (BZ), zirconato de calcio (CZ), niobato de plomo y magnesio (PMN), niobato de plomo y zinc (PZN), niobato de litio (LN), estannato de bario (BS), estannato de calcio (CS), silicato de magnesio y aluminio , silicato de magnesio , tantalato de bario , dióxido de titanio , óxido de niobio , zirconia , sílice , zafiro , óxido de berilio y titanato de circonio y estaño.
También se pueden utilizar algunos materiales piezoeléctricos; los dieléctricos de clase 2 de la EIA se basan en mezclas ricas en titanato de bario . Por su parte, los dieléctricos de clase 1 de la EIA contienen poco o ningún titanato de bario.
Cerámicas conductoras de electricidad
Óxido de indio y estaño (ITO), titanato de estroncio dopado con lantano (SLT), titanato de estroncio dopado con itrio (SYT)
Cerámica conductora de iones rápidos
zirconia estabilizada con itria (YSZ), ceria dopada con gadolinio (GDC), magnesita de galato de lantano y estroncio (LSGM), alúmina beta, alúmina beta
Cerámicas piezoeléctricas y ferroeléctricas
La cerámica piezoeléctrica de uso comercial es principalmente titanato de zirconato de plomo (PZT). También se utilizan titanato de bario (BT), titanato de estroncio (ST), cuarzo y otros materiales.
Ver categoría: Materiales piezoeléctricos .
cerámicas magnéticas
Las ferritas, incluyendo el óxido de hierro(III) y el carbonato de estroncio, presentan propiedades magnéticas. El manganito de lantano y estroncio exhibe una magnetoresistencia colosal .
Véase también
Referencias
Lecturas adicionales
- Newnham, RE (febrero de 1989). "Electrocerámicas". Informes sobre el progreso en física . 52 (2): 123– 156. doi : 10.1088/0034-4885/52/2/001 .
- Moulson, AJ; Herbert, JM (2003). Electrocerámica . doi : 10.1002/0470867965 . ISBN 978-0-471-49747-9.
- Wang, Ge; Lu, Zhilun; Li, Yong; Li, Linhao; Ji, Hongfen; Feteira, Antonio; Zhou, Di; Wang, Dawei; Zhang, Shujun; Reaney, Ian M (26 de mayo de 2021). "Electrocerámicas para condensadores de alta densidad energética: estado actual y perspectivas futuras" . Chemical Reviews . 121 (10): 6124– 6172. doi : 10.1021/acs.chemrev.0c01264 . PMC 8277101. PMID 33909415 .
- Setter, Nava (enero de 2001). "Electrocerámica: mirando hacia el futuro" . Journal of the European Ceramic Society . 21 ( 10–11 ): 1279–1293 . doi : 10.1016/S0955-2219(01)00217-5 .
- Pandey, RK, ed. (2019). Fundamentos de la electrocerámica . doi : 10.1002/9781119057093 . ISBN 978-1-119-05734-5.
- Newnham, Robert E.; Ruschau, Gregory R. (marzo de 1991). "Electroceramics inteligentes". Journal of the American Ceramic Society . 74 (3): 463– 480. doi : 10.1111/j.1151-2916.1991.tb04047.x .
- Waser, Rainer (junio de 1999). "Modelado de electrocerámicas: aplicaciones y perspectivas". Journal of the European Ceramic Society . 19 ( 6–7 ): 655–664 . doi : 10.1016/S0955-2219(98)00293-3 .
- Irvine, John TS; Sinclair, Derek C.; West, Anthony R. (marzo de 1990). "Electrocerámicas: Caracterización mediante espectroscopia de impedancia". Advanced Materials . 2 (3): 132– 138. Bibcode : 1990AdM.....2..132I . doi : 10.1002/adma.19900020304 .
- van de Krol, R (septiembre de 2002). "Electrocerámicas: el papel de las interfaces". Solid State Ionics . 150 ( 1–2 ): 167–179 . doi : 10.1016/S0167-2738(02)00273-4 .
- Feng, Yu; Wu, Jiagang; Chi, Qingguo; Li, Weili; Yu, Yang; Fei, Weidong (12 de febrero de 2020). "Defectos e ingeniería de dopaje aliovalente en electrocerámicas". Chemical Reviews . 120 (3): 1710– 1787. Bibcode : 2020ChRv..120.1710F . doi : 10.1021/acs.chemrev.9b00507 . PMID 31899631 .
Enlaces externos
- El Grupo de Electrocerámica y Física de Cristales del MIT
- Ciencias de los materiales
- Materiales cerámicos
- Física de la materia condensada