Effect of iron doping on the structure and proterties of barium zirconate titanate (BZT) ceramics prepared by auto-combustion method

ผลของการเติมไอออนเหล็กต่อโครงสร้างและสมบัติของแบเรียมเซอร์โคเนตไททาเนตเซรามิกส์ซึ่งเตรียมโดยวิธีการเผาไหม้เอง

Name: Pornsatit Sookchoo

LCSH: Barium Zirconate Titanate

LCSH: Electronic ceramics

LCSH: Ferroelectric devices

Abstract: Barium zirconate titanate (BZT) ceramics were prepared by the autocombustion method and compared to the conventional mixed oxide method. The effect of Fe doping on the properties of BZT ceramics was also investigated. Undoped and Fe-doped samples were calcined at 1150 oC for 4 h and sintered at 1400 oC for 4 h. The X-ray diffraction patterns indicated that the single BZT phase could not be obtained for the samples prepared via the conventional mixed oxide method under these firing conditions. On the other hand, the samples prepared by the autocombustion method exhibited quite pure perovskite phase with rhombohedral or pseudocubic structure. The EPR signal showed the singlet peak with the g factor value about 2.0 which suggested the +3 state of Fe3+ ion in the rhombohedral geometry. The morphologies of almost all samples showed quite high porosity with the average grain size about 1-2 μm. The grain growth was observed in the 0.6-1.0 mol% Fe-doped BZT(20/80) ceramics. The Curie temperature (Tc) decreased with increasing Zr and Fe contents. The εr at room temperature was maximum for the 0.8 mol% BZT(20/80) ceramic (about 6400). All the samples exhibited ferroelectric hysteresis loops at room temperature. The Fe-doped BZT ceramics also showed paramagnetic, but not ferromagnetic behavior.

Abstract: ได้ศึกษาผลของตัวเติมเหล็กที่มีต่อสมบัติของแบเรียมเซอร์โคเนตไททาเนต (BZT) เซรามิกส์ซึ่งเตรียม โดยวิธีการเผาไหม้เองและการผสมผงออกไซด์ โดยผงของ BZT และ BZT ที่มีตัวเติมเหล็กได้ถูกนำมาเผาแคล ไซน์ที่อุณหภูมิ 1150 oC 4 ชั่วโมง และเผาซินเตอร์ที่อุณหภูมิ 1400 oC 4 ชั่วโมง จากการศึกษาโครงสร้างโดยวิธีการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กส์พบว่าไม่สามารถเตรียมเซรามิกส์ที่มีเฟส บริสุทธิ์ของ BZT จากการเตรียมด้วยวิธีการผสมผงออกไซด์ได้ในสภาวะการเผานี้ ในทางตรงกันข้าม สามารถ เตรียม BZT และ BZT ที่มีตัวเติมเหล็กโดยวิธีการเผาไหม้เองได้สารที่เป็นเปอร์รอฟสไกต์เฟส มีโครงสร้างผลึก แบบคล้ายลูกบาศก์หรือรอมโบฮีดรอน ลักษณะสัญญาณของ EPR เป็นแบบพีคเดี่ยวที่มีค่า g-factor ประมาณ 2.0 ซึ่งเป็นสัญญาณของเหล็ก +3 ที่อยู่ในระบบผลึกแบบรอมโบฮีดรอน ลักษณะผิวหน้าของชิ้นงานส่วนใหญ่มีรูพรุนค่อนข้างมาก โดยมีขนาดเกรนเฉลี่ยประมาณ 1-2 ไมครอน และพบว่ามีการเติบโตของเกรนในตัวอย่าง BZT(20/80) เซรามิกส์ที่มีตัวเติมเหล็ก 0.6-1.0 โมล เปอร์เซ็นต์ อุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสลดลงเมื่อตัวอย่างมีปริมาณของเซอร์โคเนียมและเหล็กมากขึ้น ค่าคงที่ไดอิเล็กท ริค ณ อุณหภูมิห้อง ของ BZT(20/80) ที่มีตัวเติมเหล็ก 0.8 โมลเปอร์เซ็นต์มีค่าสูงสุด (ประมาณ 6400) BZT และ BZT ที่มีตัวเติมเหล็กสามารถแสดงสมบัติทางเฟอร์โรอิเล็กทริคและพาราแมกเนติกได้ที่ อุณหภูมิห้อง แต่ไม่แสดงสมบัติทางเฟอร์โรแมกเนติก

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Laddawan Pdungsap

Role: Thesis Advisors

Created: 2008

Modified: 2553-07-15

Issued: 2010-07-14

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH P836e 2008

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Applied Analytical and Inorganic Chemistry

Grantor: Mahidol University

©copyrights Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4736445.pdf	2.61 MB	55	2021-02-22 11:05:21

ใช้เวลา

0.378754 วินาที