Core – Shell structures in Sb – doped BaTiO₃

Abstract

In this work, fine – grained microstructures have been obtained after sintering BaTiO3 doped with an organic precursor of antimonium. In this compound, the development of a core – shell structure in the grains takes place influencing on the final grain size and electrical properties of the material. Samples were characterised by Scanning Electron Microscopy (SEM), X – ray diffraction (XRD) analysis, and dielectric constant – temperature curves. Strong inhibition of the grain growth is observed in Sb-doped BaTiO3. Besides, dielectric constant vs temperature curves show the contribution of two regions, corresponding to the grain boundaries and the grain bulk. According to the observed properties, the contribution belonging to the shell region becomes more important as the dopant content and the sintering temperature rise.En el presente trabajo se han obtenido materiales de BaTiO3 dopados con antimonio a partir de un precursor orgánico que presentaron una microestructura homogénea y con tamaño de grano pequeño. En este compuesto se desarrolla una estructura de tipo “core-shell” en los granos que afecta tanto al tamaño de grano final como a las propiedades eléctricas del material. Las muestras fueron analizadas mediante Microscopía Electrónica de Barrido, difracción de rayos-X y la respuesta de la constante dieléctrica frente a la temperatura. Se observó una fuerte inhibición del crecimiento cristalino con la incorporación de antimonio. La respuesta de la constante dieléctrica frente a la temperatura presenta dos contribuciones, una asociada al borde de grano y otra al interior de grano. De acuerdo con las propiedades observadas, la contribución del borde de grano (región “shell”) crece en importancia a medida que la concentración de dopante y la temperatura de sinterización aumentan.

Keywords

• Processing
• barium titanate
• core-shell structures
• Procesamiento
• titanato de bario
• estructura “core-shell”