ساخت نانوکامپوزیت bnt-bt-zno با استفاده از روش تف جوشی دو مرحله ای و بررسی چگالی و خواص الکتریکی آن

در میان مواد پیزوالکتریک، تیتانات بیسموت-سدیم (bi0.5na0.5tio3 , bnt) به دلیل داشتن دمای کوری بالا و ثابت پیزوالکتریک نسبتاً خوب، جایگزین خوبی برای مواد پیزو الکتریک بر پایه سرب می باشد. از طرفی افزودن batio3 به bi0.5na0.5tio3 باعث بهبود خواص پیزوالکتریک و رفتار تف جوشی این ترکیب می شود. علی رغم این خواص برجسته، قطبش زدایی حرارتی آسان این محلول های جامد مانعی برای کاربردهای عملی آن ها می باشد که با افزودن اکسید روی این مشکل تا حد زیادی برطرف شده است. در این پژوهش ترکیب پیزوالکتریک bi0.5na0.5tio3 - 0.6batio3 با استفاده از روش سل-ژل و کلسیناسیون در دمای ͦc600 به مدت 2 ساعت انجام شد. سپس نمونه های نانوکامپوزیتی mol zno 30%-bntbt با استفاده از آسیاکاری و پرس سرد همه جانبه تهیه شدند. ساختار فازی پروسکایت bntbt و حضور zno در ترکیب با استفاده از آنالیز پراش اشعه x (xrd) تایید شد. عملیات تف جوشی این کامپوزیت طی دو مرحله در دمای اولیه در محدوده ͦc1100-1050 به مدت 15 دقیقه و در دمای نهایی در محدوده ͦc1170-1140 به مدت 2 ساعت انجام شد. با بررسی نتایج چگالی و خواص الکتریکی نمونه ها، نمونه تف جوشی شده در دمای اولیه ͦc1050 و دمای نهایی ͦc1140 دارای بالاترین چگالی در حدود 98٪ بود. این نمونه دارای بهترین خواص دی الکتریک 1072=ε و 06/0=tanδ بود.

Fabrication of BNT-BT-ZnO nano composite with two step sintering method and investigating the density and electrical properties

Among piezoelectric materials, bismuth-sodium titanate (Bi0.5Na0.5TiO3, BNT) is a good alternative to lead-based piezoelectric materials, due to its high Curie temperature and relatively good piezoelectric constant. On the other hand, adding BaTiO3 to Bi0.5Na0.5TiO3 improves the piezoelectric properties and sintering behavior of this compound. Despite these outstanding properties, the easy thermal depolarization of these solid solutions is a hindrance to their practical applications, which has been largely eliminated by the addition of zinc oxide. In this study, the piezoelectric combination of Bi0.5Na0.5TiO3 - 0.06BaTiO3 was synthesized using sol-gel method and calcination was performed at 600 ֯C for 2 hours. The phase structure of BNTBT perovskite and the presence of ZnO in the composition were confirmed using X-ray diffraction (XRD) analysis., then BNTBT-30 mol% nano ZnO samples were prepared using milling and cold isostatic pressing. The sintering operation of this composite was performed in two stages; in the initial step the samples were heated in the temperature range of 1100-1050 ֯C for 15 minutes and in the second step they were heated in thr temperature in range of 1170-1140 for 2 hours. Our results revealed that the sintering condition of 1050 ֯C, 15 min-1140 ֯C, 2 h reached the highest density of 98% of theoretical density. This sample had the best dielectric properties of ε = 1072 and tanδ = 0.06.