Nghiên cứu và chế tạo gốm sắt điện PZT53/47 bằng phương pháp hóa học cải tiến

Bài viết này trình bày kết quả điều tra được điều chế bằng gốm sắt điện PZT53/47, có công thức hóa học Pb (Zr0.53Ti0.47) O3 bằng phương pháp hóa học biến đổi. Bột PZT được tổng hợp theo phương pháp truyền thống, tiền nung ở 850 0C trong 4 giờ. Bột đã được hòa tan bằng cách sử dụng HNO3 loãng với lò vi sóng trong thời gian ngắn.

à thành phần Hình 4a cho thấy, nung sơ nguyên tố hóa học hệ vật liệu nhiệt độ 600oC vật liệu chưa PZT53/47, tiến hành phân tích phổ tạo pha hoàn toàn, số pha lạ EDS (Energy Dispersive Spectrumeter) vò trí góc 24,5o; 27,1o 34,2o Hình 4b cho thấy, với mẫu nung nhiệt Phổ EDS (hình 6) cho thấy, không o độ 700 C bột tạo pha hoàn có mặt nguyên tố khác chỉnh Việc tách đôi vạch nhiễu nguyên tố hệ PZT Điều chứng tỏ o xạ vò trí 21,7 ; 31,2 44,5 hệ vật liệu chế tạo phương pháp chồng chập vạch đôi, hoàn toàn o o 26 Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 1(3) - 2012 Hình Phổ EDS bột PZT53/47 chế tạo phương pháp hóa học cải tiến, ủ 700oC Bảng 1a Phần trăm khối lượng nguyên tố hệ PZT(53/47)+10 % wt PbO đo từ thực nghiệm Nguyên Nguyên tử Khối lượng (%) tố (%) 21.38 69.83 OK 6.58 7.18 TiK 15.02 8.60 ZrL 57.03 14.38 PbM 100.00 100.00 Tổng Hình Đường trễ sắt điện mẫu M700 – 950, M700 – 1000, M700 – 1050, M700 – 1100 nung thiêu kết theo nhiệt độ 950, 1000, 1050, 110oC Bảng Các thông số sắt điện phân cực dư Pr điện trường kháng Ec gốm Mẫu Bảng 1b Phần trăm khối lượng nguyên M700 – 950 tố hệ PZT53/47+10 % wt PbO tính từ Nguyên tố OK TiK ZrL PbM Tổng M700 – 1000 lí thuyết Khối lượng (5) M700 – 1050 M700 – 1100 14.0349 6.2768 13.4795 66.209 100.00 Nhieät độ thời gian thiêu kết o 950 C – Pr Ec (µC/cm ) (kV/cm) 17 24 o 26 22 o 32 17 o 47 11 1000 C – 1050 C – 1100 C – Bảng cho thấy phân cực Pr tăng dần từ 17 µC/cm2 đến 47 µC/cm2 theo nhiệt độ thiêu kết, điện trường kháng giảm dần từ 24 kV/cm đến 11 kV/cm Mẫu chế tạo có tính sắt điện tốt, phù hợp Từ bảng 1a bảng 1b, so sánh với công trình công bố tính toán lí thuyết thực nghiệm cho thấy Kết luận nguyên tố O dư trình chế tạo, nguyên tố Pb bò thiếu trình bay Từ lò vi sóng dân dụng NE-5670, công nung Ảnh hưởng thay đổi suất vi sóng 500 W, tần số 2,45 GHz, làm dòch chuyển chút tỉ số Zr/Ti Để đo tính chất sắt điện, dùng thiết kế hoàn thiện thiết bò chuyên dụng mạch Sawyer – Tower dao động ký kó liệu Xuất phát từ bột gốm PZT, nghiên thuật số Tektronic TDS 1012B ghép nối với cứu chế tạo dung dòch PZT môi máy tính đo đường trễ sắt điện (hình 7) trường HNO3 hoàn toàn suốt với hỗ trợ cho việc nghiên cứu chế tạo vaät 27 Journal of Thu Dau Mot university, No1(3) – 2012 hỗ trợ vi sóng Đã chế tạo bột phát triển hướng nghiên cứu chế tạo gốm có cấu trúc vi cấu trúc đồng vật liệu khác, loại bột gốm có cấu trúc đều, kích thước hạt bột gốm thu nanô Trong thời gian đến, tiếp nhỏ 100nm Từ bột gốm tục nghiên cứu phát triển công nghệ chế tạo thành công gốm PZT53/47 có tính để chế tạo loại màng mỏng PZT, sắt điện tốt, phân cực dư đạt Pr = 47 PLZT, vật liệu Multiferroic, màng mỏng µC/cm điện trường kháng Ec = 24 hỏa điện PLZT pha tạp kV/cm Kết nghiên cứu sở để * INVESTEGATION AND PREPARATION OF FERROELECTRIC PZT53/47 CERAMIC BY MODIFIED CHEMICAL METHOD Huynh Duy Nhan Thu Dau Mot University ABSTRACT This paper presents of investigative results prepared of PZT53/47 ferroelectric ceramics, that has chemical formular Pb(Zr0.53Ti0.47)O3 by modified chemical method The PZT powders were synthetized by traditional method, pre-calcination at 850 0C for 4h The calcined powders were dissolved by using dilute HNO3 with the microwave oven in short time The mixtures were precipitated in dilute NH4OH (PH = ÷ 10), the precipitation has been calcinated at 700 0C for 2h the results were obtained ferroelectric ceramic powders have uniform structure and microstructure, supersmooth, the particle’s size from 80nm to 100nm After that, the powders were pressed form sample and sintered at 950, 1000, 1050, 1100 0C for 3h to form bulk ceramic The ferroelectric properties of PZT53/47 ceramic also have been investigated Keywords: PZT, modified chemical method, microwave, ferroelectric, bulk ceramics TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trương Văn Chương, Lê Quang Tiến Dũng, Cấu trúc tính chất sắt điện gốm 0.9PZT53/47-0.1Pb(Mn1/3Nb2/3)O3 chế tạo vi sóng, Hội nghò vật lí toàn quốc lần thứ VI 12/2005, tr 23 – 25 [2] Le Quang Tien Dung, Truong Van Chuong and Vo Duy Dan, 2004 Study of structure, Microstructure and Ferroelectric property of Lead zirconate thin films prepared by Sol-gel technique, Proceeding of the Second International Workshop on Nanophysics and Nanotechnology (IWON’004), pp 187 – 200 [3] E.B Araujo, J.A.Eiras, 1999 Ferroelectric Thin film using Oxide as raw Materials Materails Research, vol No.1.pp 17 – 21 [4] J.B.Rodirigues, J.A.Eiras, 2002, Prepparation and characterization of PLT thick-film produced by chemical route Journal of the European Ceramic Society, Vol 22, pp 2927 – 2932 [5] Truong Van Chuong, Huynh Duy Nhan, Le Quang Tien Dung and Nguyen Duy Anh Tuan, 2009, Preparation and Investegation of ferroelectric Pb(Zr0.53Ti0.47)O3 by modified Pechini method, Journal of Physics (Conference series 187(2009)012045.doi:10.1088/17426596/187/1/012045) 28 ...Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 1(3) - 2012 Hình Phổ EDS bột PZT53/47 chế tạo phương pháp hóa học cải tiến, ủ 700oC Bảng 1a Phần trăm khối lượng nguyên tố... nghệ chế tạo thành công gốm PZT53/47 có tính để chế tạo loại màng mỏng PZT, sắt điện tốt, phân cực dư đạt Pr = 47 PLZT, vật liệu Multiferroic, màng mỏng µC/cm điện trường kháng Ec = 24 hỏa điện. .. nghiên cứu chế tạo gốm có cấu trúc vi cấu trúc đồng vật liệu khác, loại bột gốm có cấu trúc đều, kích thước hạt bột gốm thu nanô Trong thời gian đến, tiếp nhỏ 100nm Từ bột gốm tục nghiên cứu phát