بررسي ساز و كار سنتز و زينتر پودر پيزوالكتريك نايوبات پتاسيم سديم (KNN )كلسينه شده در دماهاي بالا و پايين

سراميك نايوبات پتاسيم سديم كه از اين پس با نام اختصاري KNN شناخته ميشود، يك تركيب پيزوالكتريك بدون سرب است كه به دليل خواص الكترومكانيكي خوبي كه دارد، مورد توجه قرار گرفته است. دماي سنتز حالت جامد پودر KNN عموماً در محدودۀ 750-950°C قرار دارد. در اين پژوهش، بررسي شد كه آيا مي توان دماي كلسيناسيون پودر KNN را همچنان پايين تر آورد يا خير و اينكه زينترپذيري و خواص سراميك زينترشده از اين پودر دماپايين تاچه ميزان قابل مقايسه با پودر دمابالا است؟ بر اساس نتيجۀ آناليز حرارتي STA از مخلوط پيش ماده هاي فاز KNN ، مشخص شد كه محدودۀ دماي 550±50˚C براي سنتز دماپايين پودر KNN ميتواند مورد بررسي دقيق تر قرار بگيرد. بررسي هاي بيشتر با استفاده از تكنيك پراش اشعۀ X نشان داد كه پودرهاي دوبار كلسينه شده در دماي 550˚C فاقد فازهاي ثانويه يا مواد اوليۀ باقي مانده به ويژه Nb2O5 هستند. دانسيتۀ نمونه هاي دو ساعت زينترشده از پودرهاي KNN كلسينه شده در دماي بالا ( 850˚C ) و دماي پايين ( 550˚C ) برابر 0/ 94 % دانسيتۀ تئوري اندازه گيري شد. مشخص شد فازهاي ثانويه اي كه امكان تشكيل آنها در اين سيستم وجود دارد، فازهاي پلي نايوباتي هستند كه به دليل تبخير عناصر قليايي و به ويژه پتاسيم در دماهاي بالا در هر دو نوع سراميك زينترشده از پودرهاي دمابالا و دماپايين تشكيل مي شوند. ضريب بار پيزوالكتريسيته، پلاريزاسيون اشباع و باقي ماندۀ سراميك زينترشده از پودر سنتزشده در دماي پايين به ترتيب برابر 30/4 μC/cm^2 ،97 pC/N و 24/7 μC/cm^2 اندازه گيري شد كه قابل مقايسه و حتي در مواردي بالاتر از مقادير اندازه گيري شده براي سراميك زينترشده از پودر سنتزشده در دماي بالا )به ترتيب برابر 99 pC/N ، 29/4 μC/cm^2 و 23/5 μC/cm^2  )مي باشد. نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه بدون ترس از تحت تأثير قرار گرفتن خواص نهايي قطعه، امكان كاهش دماي سنتز حالت جامد پودر سراميك KNN تا دماي 550˚C وجود دارد