ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THIÊU KẾT ĐẾN CẤU TRÚC VÀ CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA GỐM PZT-PZN-PMnN PHA TẠP Fe2O3
Abstract
Hệ gốm 0,8PZT – 0,125PZN – 0,075PMnN pha tạp Fe2O3 đã được chế tạo theo công nghệ gốm truyền thống kết hợp với phương pháp BO. Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến cấu trúc và các tính chất điện của hệ gốm đã được khảo sát. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng tất cả các mẫu đều có pha perovskit tinh khiết với cấu trúc tứ giác, tỷ số tứ giác c/a tăng theo nhiệt độ thiêu kết tăng. Tương ứng với nhiệt độ thiêu kết của mẫu tăng, các tính chất điện môi, áp điện và sắt điện của mẫu đều gia tăng cùng với sự gia tăng kích thước hạt. Tại nhiệt độ thiêu kết là 1000 oC, hệ gốm có tính chất điện cơ tốt nhất: hệ số liên kết điện cơ kp (0,62), hệ số áp điện d31 (144pC/N), hệ số phẩm chất Qm (1237), tổn hao điện môi tand (0,004), phân cự dư Pr (37µC/cm2) và có khả năng ứng dụng để chế tạo các biến tử áp điện công suất cao.
Hệ gốm 0.8PZT - 0.125PZN - 0.075PMnN pha tạp Fe2O3 đã được chế tạo theo công nghệ gốm truyền thống kết hợp với phương pháp BO. Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến cấu trúc và các tính chất điện của hệ gốm đã được khảo sát. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng tất cả các mẫu đều có pha perovskit tinh khiết với cấu trúc tứ giác, tỷ số tứ giác c/a tăng theo nhiệt độ thiêu kết tăng. Tương ứng với nhiệt độ thiêu kết của mẫu tăng, các tính chất điện môi, áp điện và sắt điện của mẫu đều gia tăng cùng với sự gia tăng kích thước hạt. Tại nhiệt độ thiêu kết là 1000 oC, hệ gốm có tính chất điện cơ tốt nhất: hệ số liên kết điện cơ kp (0.62), hệ số áp điện d31 (144pC/N), hệ số phẩm chất Qm (1237), tổn hao điện môi tand (0.004), phân cự dư Pr (37µC/cm2) và có khả năng ứng dụng để chế tạo các biến tử áp điện công suất cao.
References
Phan Đình Giớ và Lê Đại Vương. Ảnh hưởng của nồng độ PMnN đến cấu trúc và các tính chất áp điện của gốm PZT-PZN-PMnN. Tạp chí khoa học, Đại học Huế, Số 65, 2011, tr. 63-71.
Phan Đình Giớ và Lê Đại Vương. Tính chất điện môi, sắt điện của gốm PZT-PZN-PMnN. Tạp chí khoa học, Đại học Huế, Số 65, 2011, tr. 53-61.
Le Dai Vuong, Phan Dinh Gio. Effect of Li2CO3 addition on the sintering behavior and physical properties of PZT-PZN-PMnN ceramics. International Journal of Materials Science and Applications, 2013; 2(3): 89-93
Le Dai Vuong, Phan Dinh Gio, Truong Van Chuong, Dung Thi Hoai Trang, Duong Viet Hung, Nguyen Trung Duong (2013). Effect of Zr/Ti Ratio Content on Some Physical Properties of Low Temperature Sintering PZT−PZN−PMnN Ceramics. International Journal of Materials and Chemistry 2013, 3(2): 39-43.
M. K. Zhu, P. X. Lu, Y. D. Hou, H. Wang, and H. Yan. Effects of Fe2O3 Addition on Microstructure and Piezoelectric Properties of 0.2PZN–0.8PZT Ceramics. J. Mater. Res., 20, 2670–5 (2005).
M. K. Zhu, P.X. Lu, Y. D. Hou, X. M. Song, H. Wang, and H. Yan. Analysis of Phase Coexistence in Fe2O3-Doped 0.2PZN–0.8PZT Ferroelectric Ceramics by Raman Scattering Spectra. J. Am. Ceram. Soc., 89 [12] 3739–3744 (2006)
Du J, Qiu J, Zhu K, et al. Effects of Fe2O3 Addition on Microstructure and Piezoelectric Properties of 0.55Pb(Ni1/3 Nb2/3) –0.45Pb(Zr0.3Ti0.7) Ceramics. J. Materials Letters, 2012, 66 (1): 507-510.
Huiquiing Fan and Hyoun-Ee Kim. Effect of Lead content on the structure and electrical properties of Pb((Zn1/3Nb2/3)0.5(Zr0.47Nb0.53)0.5)O3 ceramics. Journal.J. Am. Ceram. Soc. 84 (3), (2001), pp. 636-638.
