CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU ÁP ĐIỆN
1.3.1.5. Tóm tắt tình hình nghiên cứu vật liệu gốm áp điện nhiều thành phần
Năm 1965 công ty điện tử Matsushita (Nhật) đã giới thiệu một hệ gốm áp điện mới có 3 thành phần: PbZrO3-PbTiO3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PZT-PMN) với tên thương mại là PCM. Năm 1969 Trung Quốc phát triển hệ gốm áp điện PbZrO3- PbTiO3 - Pb(Mn1/3Sb2/3)O3 (PZT-PMnSb) mang tên là PMS. Hệ gốm PZT-PMnN được nhóm Ise Ọ và cộng sự nghiên cứu từ những năm 1990, cho thấy PZT-PMnN có tốc độ dao động tương đương PZT cứng và PMS thương mại [52]. Năm 2001, Gao Ỵ [41] phát hiện thấy pha tạp đất hiếm Yb+3, Eu+3 vào 0,9Pb(Zr0,52Ti0,48)O3 - 0,1Pb(Mn1/3Sb2/3)O3 thì cả k và Qm tăng lên. Năm 2002, Lee S. và cộng sự [62] nghiên cứu vật liệu Pb[(Sb1/2Nb1/2)0,035 (Mn1/3Nb2/3)0,065(Zr0,49Ti0,51)0,90]O3 đã nhận được kp = 0,55; Qm= 1214. Năm 2003, nhóm Ryu J. [106] nghiên cứu chế tạo gốm 0,9Pb(Zr0,61Ti0.39)O3-0,1Pb(Mn1/3Nb2/3)O3 pha tạp Yb+3 đã xác nhận vật liệu có tốc độ dịch chuyển cao hơn 2,5 lần so với PZT cứng.
Hiện nay, các đơn vị nghiên cứu vật liệu kiểu PZT + re-la-xo có lẽ tập trung ở Châu Á. Điển hình là Li B. S. và đồng sự tại Viện Nghiên cứu Gốm Thượng Hải thuộc Viện Khoa học Trung Quốc [63-68], nghiên cứu về các tính chất của PZT-
PMnN từ năm 2005. Nhóm nghiên cứu của Tsai C. C. tại Viện Công nghệ Tung Fang Đài Loan (Trung Quốc) mạnh về nghiên cứu ứng dụng PZT-PMnN trong máy phát siêu âm dùng trong điều trị và giải pháp công nghệ giảm nhiệt độ thiêu kết [118-120]. Tại Hàn Quốc, nhóm Lee Ỵ H. và đồng sự của Khoa Kỹ thuật điện trường Đại học Semyung (Chung buk) và nhóm Kim Ị S. và đồng sự thuộc phòng nghiên cứu về áp điện KERI (Chungwon) kết hợp với Ryu J. tập trung nghiên cứu tính chất các vật liệu áp điện nhiều thành phần cơng suất lớn trong đó có cả PZT- PMnN [61-62,69,103-106,134-135]. Các nhà nghiên cứu tại Thái Lan cũng đã công bố khá nhiều cơng trình liên quan đến nhóm vật liệu này [53,83,85,94].
Ở Việt Nam, bộ môn Vật lý Chất rắn thuộc Khoa Vật lý trường Đại học Khoa học - Đại học Huế là đơn vị tiên phong nghiên cứu về vật liệu điện môi, do PGS. TS. Võ Duy Dần chủ trì từ những năm đầu thập niên 1980. Hai luận án tiến sỹ đầu tiên về lĩnh vực gốm áp điện tại Việt Nam, của TS. Vương Bình Dương (1996) tập trung nghiên cứu ứng dụng trên gốm PZT và TS. Trương Văn Chương (2002) nghiên cứu chế tạo và tính chất của gốm có tính dị hướng áp điện mạnh trên cơ sở PbTiO3 pha tạp [2]. Trước năm 2000, các nghiên cứu của nhóm tác giả thuộc ĐH Huế là những bước khởi đầu về chế tạo, nghiên cứu cơ bản và ứng dụng gốm áp điện cứng trên cơ sở PT và PZT pha tạp Mn, đến năm 2005 thì đã có sản phẩm ứng dụng cụ thể. Song song với đó, các vật liệu PZT + re-la-xo như PbZrO3-PbTiO3- Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PZT-PMN) và PbZrO3-PbTiO3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 (PZT-PZN) bắt đầu được nghiên cứu từ năm 2000. Vào năm 2007, TS. Phan Đình Giớ đã hoàn thành luận án tiến sỹ nghiên cứu vật liệu sắt điện trên cơ sở PZT pha tạp Fe, Mn, La [8]. Mới nhất, năm 2011, TS. Nguyễn Duy Anh Tuấn bảo vệ luận án về vật liệu hỏa điện trên PZT pha tạp và TS. Nguyễn Đình Tùng Luận bảo vệ luận án nghiên cứu về vật liệu 4 thành phần PZT-PMnN-PSbN [11].