طراحی، ساخت و بهبود پیزوالکتریک های بدون سرب KNN استفاده شده در مبدل های فراصوتی زیرآبی

مواد فروالکتریک پایه سربی و علی الخصوص Pb(ZrTi)O3 به علت دارا بودن خواص پیزوالکتریک عالی دارای کاربردهای وسیعی در عملگرها ، حسگرها و مبدل های پیزوالکتریک هستند. از طرفی، بیش از 60 درصد وزنی این ترکیبات را سرب تشکیل می دهد. با در نظر گرفتن سمی بودن سرب تلاش های فراوانی به منظور گسترش موادی سازگار با بدن و محیط زیست صورت گرفته است. در این پژوهش سرامیک نایوبات پتاسیم-سدیم (KNN) به عنوان مهمترین خانواده از پیزوسرامیک های عاری از سرب با استفاده از روش آلیاژسازی مکانیکی ساخته شد و فرآیندهای سنتز پودر، زینتر و خواص الکتریکی آن مورد بررسی قرار گرفت. بررسی مشخصات پودر سنتز شده با استفاده از آزمایشات XRD و SEM نشان داد که کلسیناسیون مواد اولیه در دمای C˚850 منجر به دستیابی به پودر هموژن و تک فاز KNN می گردد. در دمای بهینه زینتر 1000 درجه سانتیگراد، مقادیر قابل قبول 643، 140pC/N و 0/01 به ترتیب برای ثابت دی الکتریک نسبی(rε)، ضریب بار پیزوالکتریک (d33)و اتلاف دی الکتریک به دست آمد.

Keywords:

پیزوسرامیک , نایوبات پتاسیم-سدیم , سنتز پودر , زینتر