بررسی اثر افزودنی های مختلف بر تشکیل پودر باریم تیتانات به روش سل- ژل

پودر باریم تیتانات (BaTiO3) به عنوان یک ماده پیزوالکتریک و فروالکتریک مهم، بطور گسترده در ساخت خازنهای دیالکتریک، مبدلهای پیزوالکتریک، حافظه های فروالکتریک، دستگاه های الکترواپتیک و حسگرهای مختلف کاربرد دارد. این ماده بدلیل نداشتن عنصر سرب در ساختار خود و در نتیجه عدم سمی بودن، در میان مواد با خواص مذکور دارای اهمیت است. در میان روش های سنتز پودر باریم تیتانات، روش سل-ژل با توجه به صرفه اقتصادی، قابلیت سنتز در دماهای نسبتاً پایین، تهیه محصولات با خلوص بالا و در زمان نسبتاً کم، کنترل ترکیب شیمیایی و حصول ترکیب همگن بسیار مطرح می باشد. در این پژوهش از روش سل- ژل اصلاح شده برای تهیه پودر باریم تیتانات استفاده شد، به طوری که در دمای کلسینه 650 درجه سانتیگراد باریم تیتانات با ساختار تتراگونال و تقریبا عاری از هر گونه فاز آمورف مگنلی (Magneli) تشکیل شد. این دما از دماهای کلسینه متداول در پژوهش های انجام شده ، پایین تر است و دارای صرفه اقتصادی می باشد. برای شناسایی سل بهینه ابتدا تاثیر سه افزودنی مطرح استیل استون، گلیسیرین و اتانول بر روی سل پایه اسیدی آبی باریم تیتانات با غلظت مناسب، بررسی شد. سپس بهترین افزودنی انتخاب و میزان نسبت مولی بهینه آن تعیین شد. جهت مشخصه یابی ساختاری و ارزیابی میزان کریستاله شدن، از آزمون پراش پرتوی ایکس (XRD) و برای سنجش اندازه دانه و بررسی وضعیت آگلومره شدن پودر، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) استفاده شد. مطابق با نتایج بدست آمده از آزمون XRD سل حاوی افزودنی استیل استون بعنوان سل بهینه معرفی گردید. در این سل فاز باریم تیتانات به عنوان تنها فاز کریستالی شناسایی شد، ولی در سل حاوی گلیسیرین فاز مگنلی تشکیل شد و در سل حاوی اتانول نیز علاوه بر تشخیص فاز آمورف، فاز تتراگونال باریم تیتانات بعنوان تنها فاز کریستالی قابل ردیابی نبود.

Keywords:

باریم تیتانات , سل- ژل , پیزوالکتریک , فروالکتریک