Thông thường mẫu được chế tạo bằng phương pháp gốm, tại bộ môn Vật lý Nhiệt Độ Thấp. So với các phương pháp khác, phương pháp gốm đơn giản phù hợp với trang thiết bị sẵn có của bộ môn mà chất lượng mẫu không thua kém gì các phương pháp khác.
Các bột oxit và muối ban đầu (La2O3, SrCO3, CoO) có độ sạch 3N – 4N, được tính toán cân theo các hợp thức danh tính đã định, sau đó thực hiện các bước sau: Nghiền trộn các phối liệu ban đầu từ 40 – 60 phút. Sấy bột hỗn hợp ở 2000C trong 3 giờ. Tiếp đó, nung sơ bộ ở 10000C trong 19 giờ và để nguội mẫu đến nhiệt độ phòng. Tiếp tục nghiền lại bột khoảng 20 – 30 phút. Sau đó ép thành viên, sấy khô và nung ở 7500C – 10000C trong 16 giờ, tăng nhiệt độ nung lên 11000C trong 8 giờ, tăng tiếp nhiệt độ lên 12000C trong 3 giờ. Tiếp đó, hạ nhiệt độ xuống 11500C trong 15 giờ và xuống 10600C trong 15 giờ. Mẫu được ủ ở 6000C – 6500C trong 15 giờ và để mẫu nguội theo lò đến nhiệt độ phòng. Sản phẩm thu được là các mẫu nghiên cứu, được tóm tắt trong sơ đồ 3.1
Sơ đồ 3.1: Qui trình công nghệ chế tạo mẫu La2-xSrxCoO3 tại Bộ môn vật lý Nhiệt độ thấp
Phối liệu ban đầu (La2O3; SrCO3; CoO)
Nghiền và ép thành viên (Φ15 – 20mm)
Để nguội mẫu theo lò đến nhiệt độ phòng
Nghiền lại và ép lại (Φ15 – 20mm) Sấy khô và nung mẫu
(7500C →10000C)
Nung thiêu kết mẫu (10000C – 12000C)
Ủ nhiệt và tắt lò rồi để nguội theo lò (6000C – 6500C)
Mẫu nghiên cứu (La2-xSrxCoO3)
Sấy khô ở 2000C; nung sơ bộ ở 10000C
30 3.2 Phân tích thành phần
Hình 3.1: Giản đồ tán xạ năng lượng (EDS) của các mẫu La2-xSrxCoO3
Hệ bốn mẫu được chế tạo có thành phần danh định là La2-xSrxCoO3 (với x = 0,05; 0,08; 0,10; 0,30). Thành phần của các mẫu sau khi chế tạo được xác định thông qua phép phân tích phổ tán xạ năng lượng điện tử (EDS). Phổ EDS của các mẫu được đưa ra trên hình 3.1. Từ các giản đồ phổ tán xạ năng lượng của các mẫu ta thấy không có các đỉnh tán xạ lạ nào, chứng tỏ rằng các mẫu không bị lẫn tạp chất. Nhận thấy, khi hàm lượng Sr tăng từ 0,05 đến 0,30 thì cường độ của đỉnh đặc trưng cho Sr cũng tăng dần. Đặc biệt là khi đi từ mẫu với x = 0,10 tới mẫu có x = 0,30 thì sự thay đổi này là rõ rệt. Ngoài việc xác định mẫu chế tạo không có tạp chất, chúng tôi còn xác định được
31
thành phần theo phần trăm của các nguyên tố La, Sr, Co từ phổ EDS kết quả thu được các thành phần trong mẫu đưa ra ở bảng 3.1
Bảng 3.1: Thành phần tính theo phần trăm của các nguyên tố La, Sr, Co trong công thức danh định La2-xSrxCoO3 và thành phần thực được xác định từ phép đo EDS
x 0,05 0,08 0,10 0,30 Thành phần La (%) Danh định 65,00 64,00 63,33 56,67 Đo EDS 71,54 65,49 68,63 45,00 Thành phần Sr (%) Danh định 1,67 2,67 3,33 10,00 Đo EDS 1,62 2,85 3,44 11,00 Thành phần Co (%) Danh định 33,33 33,33 33,33 33,33 Đo EDS 26,84 31,66 27,93 44,00
Lưu ý trong phép phân tích EDS không xác định được chính xác hàm lượng của Oxy trong mẫu, mặc dù có sự xuất hiện đỉnh đặc trưng của Oxy trên nền phổ. Thành phần phần trăm của các nguyên tố La, Sr, Co trong bảng được tính theo phần trăm số nguyên tử của nguyên tố có trong hợp thức không kể đến sự có mặt của Oxy. Tức là, được xác định theo công thức:
% 100 Co Sr La A n n n n A % (3.1)
Trong đó: %A là thành phần phần trăm của nguyên tố A (với A = La, Sr, Co) nA là số nguyên tử của nguyên tố A có trong một đơn vị công thức.
Các kết quả thu được cho thấy rằng thành phần phần trăm của Sr trong mẫu sau khi chế tạo khá phù hợp với thành phần danh định ban đầu. Còn La và Co thì có sự sai khác chút ít so với thành phần danh định.
Nếu lấy thành phần danh định là 100%, thì thành phần thực của mẫu xác định từ phổ EDS khác với thành phần danh định được ghi trong bảng 3.2:
32
Bảng 3.2: Giá trị sai khác của các thành phần thực xác định từ phép đo EDS so với thành phần danh định của hệ mẫu La2-xSrxCoO3
x = 0,05 La ~ 0,908% Co ~ 1,24%
x = 0,08 La ~ 0,975% Co ~ 1,05%
x = 0,10 La ~ 0,922% Co ~ 1,19%
x = 0,30 La ~ 1,26% Co ~ 0,76%
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});