زینتر چند مرحله ای سرامیک پیزوالکتریک عاری از سرب نایوبات پتاسیم سدیم

دمای بهینه زینتر سرامیک پیزوالکتریک عاری از سرب نایوبات پتاسیم سدیم (KNN) حدود 1114 درجه سانتیگراد می باشد. دانسیته نسبی متعارف نمونه های زینتر شده در این دما به سختی به 94 % می رسد. دلیل این مسأله به عدم امکان بالا بردن دمای زینتر به خاطر نزدیکی آن به دمای شروع ذوب نامتجانس ترکیب KNN (دمای 1140 درجه سانتیگراد) و نیز تبخیر شدید اکسیدهای پتاسیم و سدیم در دماهای بالا و در نتیجه ت غییر استو کیومتری ترکیب و کاهش دانسیته آن بر می گردد. در این پژوهش سعی شد تا با استفاده از فرآیند گرماده ی در سه مرحله شامل 1) پیش حرارت دهی در دمایی قبل از دمای بهینه زینتر با زمان متوسط 2) حرارت دهی در دمای اندکی بالاتر از دمای بهینه زینتر و با زمان کوتاه و 3) حرارت دهی در دماهای پایین تر از دمای زینتر و با زمان های نسبتاً طولانی، دانسیته نمونه ها را بالا برد. هر فرآیندی که سبب بهبود دانسیته نمونه های زینتر شده در این خانواده از تر کیبات پیزوالکتریک گردد، باعث افزایش خواص الکتریکی آنها نیز خواهد شد. نتایج نشان می دهد نمونه های زینتر شده در دمای پیش زینتر T0=1064 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت، دمای اولیه زینتر T1=1124 درجه سانتیگراد به حدت 13 دقیقه و دمای نگه داری T2=1094 درجه سانتیگراد به مدت 8 ساعت بالاترین خواص فیزیکی و الکتریکی شامل دانسیته نسبی 96/5% ثابت دی الکتریک نسبی 651 و ضریب بار پیزوالکتریسیته 107pC/N را دارد. نتایج این پژوهش نشان می دهد با بهبود فرآیند زینتر این خانواده از سرامیکهای پیزوالکتریک ، همچنان امکان افزایش قابل ملاحظه ای در خواص الکتریکی آنها وجود دارد.

کلیدواژه ها:

زینتر ، پیزوالکتریک عاری از سرب ، نایوبات پتاسیم- سدیم ، دانسیته ، خواص الکتریکی