تهیه نانوپودر زیرکونات تیتانات سرب با استفاده از فرایند سل ژل آلکوکسیدی

Abstract

الکتروسرامیکها بویژه زیرکونات تیتانات سرب با ترکیب مورفوتروپیک دارای خواص ویژه و کاربردهای متنوعی هستند. در این تحقیق, ابتدا پودر ریز دانه Pb1.1(Zr0.53Ti0.47)O3 با استفاده از روش سل­–ژل از مواد اولیه زیرکنیوم ایزوپرپ اکساید, تیتانیوم پروپ اکساید, سرب استات تری هیدرات تهیه شده, در این مرحله تشکیل فاز پروسکایت و اندازه کریستالیتها با استفاده از پراش پرتو ایکس و توزیع اندازه دانه ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی و آنالیزگر لیزری اندازه ذرات بررسی شده است. رفتار حرارتی نمونه ها نیز با استفاده از FT-IR و STM مورد ارزیابی قرار گرفت, در ادامه قرصهایی به قطر 10 میلیمتر از پودرها تهیه شده و تحت دماهای 1150- 1400 درجه سانتیگراد زینتر شد. ریز ساختار و دانسیته نمونه ها در این مرحله بررسی شد و با الکترودگذاری و قطبی کردن ثوابت دی الکتریکی و پیزوالکتریکی نمونه ها به دست آمد. بدین ترتیب نمونه های نانوکریستالی با خواص الکتریکی مطلوب در دماهای به مراتب کمتر نسبت به روشهای متداول بدست آمد , بدین ترتیب که تک فاز پروسکایت در دماهای ◦C500 با اندازه کریستالیتهای 20-30 نانومتر و اندازه آگلومره های200 تا 300 نانومتر شکل گرفت. دانسیته نمونه­ها نیز حدود 98% مقدار تئوریک با اندازه دانه های 3-1 میکرومتر تحت چگالش یک ساعته در دمای C°1250 بود که افزایش قابل ملاحظه زینتر پذیری نمونه ها مشهود است. مقدار ثابت دی الکتریکی, ثابت بار و ضریب کوپلینگ الکتریکی برای این نمونه قابل مقایسه با نمونه های تجاری موجود است.