دراسة الخصائص البنيوية والكهربائية لسيراميك PZT المشوب بأيونات مانحة وقابلة
Investigation of Structural and Electrical Properties of PZT Ceramics Modified with Donor and Acceptor Dopants
- الباحث
- عبد المجيد حميد عكلة
- المشرف
- محمد ناجي حسن الأعرجي
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- هندسة المواد / هندسة السيراميك ومواد البناء
- الشهادة
- دبلوم عالي
- السنة
- 2022
- لغة الرسالة
- انكليزي
- الكلمات المفتاحية
- PZT ceramics;Donor and acceptor dopants;Dielectric properties;Piezoelectric
الملخص
تم تحضير مواد فيروكهربائية والمكونة بشكل رئيسي من الرصاص (PZT) Lead zirconate titanate باستخدام الطريقة التقليدية (طريقة تفاعل الحالة الصلبة)، بالحالة النقية وبالتشويب بأيونات مختلفة. التركيب الاساسي الي تم اختياره يقع في منطقة ال Rhombohedral في مخطط التوازن PZ-PT وحسب الصيغة الكيميائية (Zro.s6Tio.s4) 5 دورط والتي بالقرب من منطقة ال Morphotropic Phase Boundary (MPB) التي تتميز باحتوائها على نوعين من البنية البلورية لمادة ال PZT الفيروكهربائية، هما (Tetragonal) وال (rhombohedral) تم اتباع إستراتيجيات مختلفة في التشويب لمعرفة تأثير الايونات المشوبة على الخصائص البنيوية والتركيبية والكهربائية على مادة ال PZT الفيروكهربائية. الطريقة الاولى تضمنت التشويب بأيون ال *1,33 في الموقع A من المادة الأم Gus الصيغة ABO; المميزة لبنية البيروفسكايت، أي التشويب يكون باستبدال جزئي لأيون ال Ph*? .بهذا يكون التشويب مانح والمادة المنتجة ثوصف بانها Soft اما الطريقة الثانية، تضمنت التشويب بأيون ال *503 في الموقع 1 من المادة الأم أي التشويب يكون باستبدال جزئي لأيون ال Zr .بهذا يكون التشويب كاسب والمادة المنتجة ثُوصف بانها Hard تم اختيار ال 71*4 وليس ال 11*4' كموقع للتشويب كون ال 7114 يعمل على تثبيت البنية البلوية rhombohedral وهذا غير مطلوب, كون الهدف المطلوب هو احداث تحول طوري في المادة. . اما الطريقة الثالثة، تضمنت التشويب بأيون ال *1,33 وال *503 في الموقع4, و 8 في نفس الوقت في المادة الأم أي التشويب يكون باستبدال جزئي لأيونات ال Pht? وال 7154 ء على التوالي. بهذا يكون التشويب مانح وكاسب في نفس الوقت والمادة المنتجة aes بانها doped materials 0100162 ©. العينات بمختلف التراكيب أظهرت بنية مجهرية كثيفة ومتجانسة Cus PSZT elitiul تميزت الاخيرة بحجم حبيبي صغير نسبياً. فيما بينت تحاليل حيود الاشعة السينية ان اضافة ال +53 أو ال *133 + *503 تساعد على Glas! تحول طوريء حيث dalled) cats ظهور طور (Tetragonal)J! الى جانب طور ال (rhombohedral) فيما يخص الفحوصات الكهربائية، أظهرت النتائج ان السيراميك الصلب المشوب بال Sc* > يمتلك أعلى قيم للسماحية النسبية وأدنى خسارة عازلة عند تردد 100 كيلو هرتز.
Abstract
Lead-based (PZT) ferroelectric ceramic materials were prepared utilizing solid state reaction method as a pure and doped with different additives. As a pure form, the composition with chemical formula Pb1.03(Zr0.56Ti0.44)O3 that characterized with rhombohedral structure according to PZT phase diagram region, was investigated systematically. Afterwards, different strategies of doping were followed to investigate the influence of donor and acceptor ion in addition to complex doping on structural and microstructure properties of the parent composition. For the soft ceramic, 2 mol% lanthanum-doped PZT at A-site, whereas 2 mol% of Scandium-doped PZT at B-site to produce hard ceramic. In terms of complex doping, 2 mol% of both La+3 and Sc+3 substitute A- and B- site, respectively. All samples show dense and homogeneous microstructures ceramics exempt PSZT ceramic displays small grain size, relatively. XRD results show that the addition of Sc+3 induce phase transformation and formation coexistence region consist of tetragonal and rhombohedral phases. This region was recognized in both compositions (PSZT) (PLSZT). Hard ceramic (Sc+3 doped PZT) exhibited highest values (around 3450) of relative permittivity and lowest dielectric loss (around 0.007) at frequency of 100 kHz.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.