عنوان
بهبود خواص دي‌الكتريكي و پيزوالكتريكي سراميك PMN-PT با كمك روش‌هاي مختلف قطبي‌سازي
نويسنده اصلي
قرباني كلخواجه، نويد
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
فيزيك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
اين پژوهش به بررسي خواص دي‌الكتريكي و پيزوالكتريك سراميك Sm;71Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-29PbTiO3(Sm;PMN-PT) با روش‌هاي مختلف قطبي سازي پرداخته مي‌شود.Sm;PMN-PT از جمله سراميك‌هاي فروالكتريك واهلشي است كه به دليل ضريب پيزوالكتريك بالا و اتلاف بسيار پايين جايگزين مناسبي براي فروالكتريك كلاسيك PZT است. از آنجايي كه لازمه ايجاد و مشاهده اثر پيزوالكتريك انجام دادن فرايند قطبي سازي است كه اين امر با اعمال ميدان الكتريكي مؤثر است، لذا در اين پژوهش قصد داريم با بهينه كردن پارامترهاي تأثير گذار در فرايند قطبي سازي به بيشينه مشخصه¬هاي پيزوالكتريك و دي¬الكتريك در نمونه Sm;PMN-PTدست يابيم. پس از بررسي ساختاري نمونه توسط الگوي پراش اشعه ايكس (XRD) و اطمينان از تشكيل فاز نمونه، ريخت شناسي نمونه با ميكروسكوپ الكتروني گسيل-ميداني (FE-SEM) انجام شد كه دلالت بر تراكم بالا و عدم تخلخل در نمونه داشت. مقايسه حلقه‌هاي پسماند فروالكتريك در حالت رفع تنش و بدون رفع تنش دلالت بر افزايش قطبش اشباع ميانگين (PS)، قطبش باقي مانده ميانگين (Pr) و كاهش ميدان وادارنده (EC) پس از فرايند رفع تنش دارد كه حاكي از تأثير مثبت فرايند رفع تنش است. بنابراين، فرايند رفع تنش به منزله يك فرايند آماده سازي جهت قطبي سازي روي همه نمونه ها انجام شد. به منظور دست يابي به بيشينه مشخصه‌هاي دي‌الكتريك و پيزوالكتريك نظير (d33, keff, )، به بهنيه‌سازي قطبي سازي تحت ميدان الكتريكي مستقيم و ميدان الكتريكي متناوب به طور جداگانه پرداختيم. از آنجايي كه وابسته به نوع ميدان الكتريكي اعمال شده، پارامترهاي مختلفي در فرايند قطبي سازي دخيل مي باشد لذا در اين پژوهش ابتدا به بررسي پارامترهاي مؤثر در قطبي سازي براي ميدان الكتريكي مستقيم نظير؛ مقدار ميدان الكتريكي اعمالي، زمان قطبي سازي و ضخامت نمونه پرداختيم. سپس پارامترهاي مؤثر در قطبي سازي براي ميدان الكتريكي متناوب نظير؛ مقدار ميدان اعمالي، ضخامت نمونه، بسامد، تعداد چرخه و شكل موج بررسي شد. در قطبي سازي DCP، مقادير بهينه در EC4=EP، min5=t و mm3=d باPC/N 20±1043=d33 و2 ±53% =Keff به دست آمد و در قطبي سازي ACP، مقادير بهينه در EC5=EP، Hz3=f، 15=NC، mm3=d و موج مثلثي متقارن با PC/N20±1033= d33 و2 ±53% = Keff به دست آمد. مقايسه نتايج نشان مي¬دهد ميانگين ضريب d33 و Keff براي هر دو ميدان مستقيم و متناوب تقريباً يكسان است با اين تفاوت كه در قطبي سازي ACP نتايج در زمان بسيار كمتري به دست آمده است كه موجب صرفه جويي در زمان و انرژي است. همچنين اندازه¬گيري ثابت دي الكتريك در kHz10=f براي حالت بدون قطبي سازي (27947=Ɛ)، قطبي سازي DCP (32602=Ɛ) و قطبي سازي ACP (37782=Ɛ) دلالت بر افزايش ثابت دي‌الكتريك در قطبي سازي ACP داشت كه بيانگر هم جهتي حداكثري حوزه‌ها با ميدان الكتريكي اعمالي است.
شماره ركورد
234563
گرايش رشته تحصيلي
ماده چگال
دانشكده
فيزيك
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان