بررسی عوامل موثر در دست‌یابی به رنگ‌های پیزوالکتریک

در این تحقیق خواص پیزوالکتریک رنگ‌های با درصد جامد بالا بدست آمده از اختلاط رنگدانه پیزوالکتریک (بالای 85% وزنی) مورد بررسی قرار گرفت. رنگدانه پیزوالکتریک با قطبش بالای مورد استفاده در این تحقیق از قطعات بازیافتی دستگاه های سونار تهیه شد که پس از خردایش، الک و اصلاح سطح با استفاده از ترکیبات سیلانی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج بررسی ساختاری نشان داد که الگوی پراش پرتو x خالص تیتانات زیرکونات سرب pbzr1xtixo3(pzt) در رنگ وجود دارد. ریزساختار، حضور ذرات زیر µm 50 را نشان می دهد که نسبتا توده هستندکه حالت توده ای برای ایجاد ریسمانی از ذرات پیزو برای ایجاد خاصیت پیزوالکتریک در زمینه رنگ، مطلوب می باشد. با توجه به مساله افت ضریب پیزوالکتریک (عدد d33) با کاهش اندازه ذرات، میانگین اندازه ذرات در محدوده بیش از μm 38 (الک مش 400) و کمتر از μm 106 (الک مش 140) قرار گرفت. به همین دلیل، محدوده بهینه ضخامت فیلم در محدوده μm 1500-500 انتخاب شد. همچنین مشخص شد، نوع آماده‌سازی سطح فلز و استفاده از حلال تاثیر بسزایی در بهبود خواص پیزوالکتریک رنگ داشته است. نمونه رنگ قلیاشویی شده به عنوان رنگ بهینه ضریب پیزوالکتریک pc/n 22 را نشان داد. همچنین این رنگ، مقاومت به خوردگی مطلوب تری پس از 200 ساعت آزمون مه نمکی را داشت.

An investigation on the Effect of Different Parameters on Preparation of Piezoelectric Paints

In this study, piezoelectric properties of high solid piezoelectric paints (upper than 85 wt% pigment) have been investigated. High polarity particles were obtained by recyclying cores of sonar devices through cruching, milling, seizing anod surface modifying by silane groups. Structural studies revealed the presence of lead zirconate titanate (PZT) in the Xray diffraction pattern (XRD) of paint. Microstructue confirmed the existence of PZT particles in the polymeric matrix of resin which were agglomerated to optimize piezoelectric values. Due to the loss of piezoelectric properties in submicron sizes, average of particle size was selected between 38 μm (400 mesh) and 106 μm (140 mesh). The optimized thickness was also set between 5001500 μm for the same reason. Moreover, other studies showed that surface treatments and use of solvent in formulation had undeniable effects on piezoelectric properties of paints. The optimized Piezoelectric Coefficient d33 (22 pC/N) was achieved in the sample treated by alkaline solution. This sample also showed higher corrosion resistivity in 200 hours period of time.