การก่อเกิดเฟส โครงสร้างจุลภาคและสมบัติทางไฟฟ้าของเซรามิก SBNLT ที่เตรียมด้วยวิธีการเผาไหม้แบบสถานะของแข็ง

PHASE FORMATION, MICROSTRUCTURE AND ELECTRICAL PROPERTIES OF SBNLT CERAMICS FABRICATED VIA THE SOLID STATE COMBUSTION TECHNIQUE

Name: ธนพล สินเครือสอน

keyword: BNT-based

ThaSH: การกักเก็บพลังงาน

; เฟร์โรอิเล็กทริก

ThaSH: โครงสร้างจุลภาค

; เซรามิกไฟฟ้า

ThaSH: เครื่องเคลือบดินเผา -- สมบัติทางไฟฟ้า

; การกักเก็บพลังงาน

ThaSH: การเผาไหม้

; วิธีการเผาไหม้

ThaSH: เฟอร์โรอิเล็กทริกคริสตัล

ThaSH: เซรามิกไฟฟ้า

Abstract: เตรียมเซรามิกปราศจากตะกั่ว (So.3Blo.35Na0.335 Li0.015)TIO3 (SBNLT) ด้วยวิธีการเผาไหม้แบบสถานะของแข็ง โดยใช้ไกลซีนเป็นเชื้อเพลิง แคลไซน์ และซินเตอร์ในช่วงอุณหภูมิ 700 ถึง 900 °C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง และ 1100 ถึง 1200 °C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ตามลำดับ ผงผลึก SBNLT บริสุทธิ์ (ไม่พบเฟสแปลกปลอม) พบที่อุณหภูมิแคลไซน์ในช่วง 750 ถึง 900 °C ขนาดอนุภาคเฉลี่ยอยู่ในช่วง 0.35 ถึง 0.7 um ผลการวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของเซรามิก SBNLT แสดงโครงสร้างผลึก เพอรอฟสไกต์แบบผสมระหว่างรอมโบฮีดรัล และเททระโกนัลในทุกตัวอย่าง โดยพบบริเวณรอยต่อของโครงสร้างผลึก (morphotropic phase boundary,MPB) ในอัตราส่วน 49:51 ที่อุณหภูมิซินเตอร์ 1175 °C ยืนยันด้วยการปรับแต่งเรียทเวลด์ เมื่ออุณหภูมิซินเตอร์เพิ่มขึ้นจาก 1100 เป็น 1175 °C พบว่าขนาดเกรนมีแนวโน้มใหญ่ขึ้นอย่างต่อเนื่อง ซึ่งมีขนาดเกรนเฉลี่ยนอยู่ในช่วง 0.84 ถึง 2.01 um พบความหนาแน่นของเซรามิกสูงสุด (5.48 g/cm) ที่อุณหภูมิซินเตอร์ 1175 °C เมื่อวัดสมบัติทางไฟฟ้าพบว่าเซรามิก SBNLT แสดงพฤติกรรมรีแลกเซอร์-เฟรโรอิเล็กทริกในทุกตัวอย่าง สมบัติ ไดอิเล็กทริก สมบัติเฟร์โรอิเล็กทริก และสมบัติการกักเก็บพลังงานสูงสุด พบที่อุณหภูมิซินเตอร์ 1175 °C โดยสอดคล้องกับผลของอัตราส่วนโครงสร้างเฟส ความหนาแน่น และโครงสร้างจุลภาคของเซรามิก ในกรณีของเซรามิก SBNLT เจือแบบแทนที่ด้วย La ในปริมาณ 0.00 ถึง 0.05 mol% เตรียมด้วยวิธีการเผาไหม้แบบสถานะของแข็ง แคลไซน์ และซินเตอร์ที่อุณหภูมิ 750 และ 1175 °C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ผงผลึกแสดงเฟสแปลกปลอมของ LazO3 เมื่อเจือ La ในปริมาณ 0.01 ถึง 0.05 mol% โดยร้อยละความบริสุทธิ์เพอรอฟสไกต์ลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อปริมาณ La เพิ่มขึ้นขนาดอนุภาคเฉลี่ยของผงผลึกอยู่ในช่วง 0.40-0.45 um เซรามิก SBNLT-La แสดงโครงสร้างผลึกเพอรอฟสไกต์บริสุทธิ์ (ปราศจากเฟสแปลกปลอม) แบบผสมระหว่างรอมโบฮีดรัล และเททระโกนัลในทุกตัวอย่าง เมื่อปริมาณการเจือ La เพิ่มขึ้น พบว่าขนาดเกรน และความหนาแน่นมีแนวโน้มลดลงอย่างต่อเนื่องอยู่ในช่วง 0.86 ถึง 2.43 pm และ 5.29 ถึง 5.48 g/cm ตามลำดับ เมื่อวิเคราะห์สมบัติทางไฟฟ้า พบว่าเซรามิกแสดงพฤติกรรมรีแลกเซอร์-เฟร์โรอิเล็กทริกในทุกตัวอย่างสมบัติไดอิเล็กทริก และสมบัติเฟร์โรอิเล็กทริกลดลงอย่างต่อเนื่อง เมื่อปริมาณการเจือ La เพิ่มขึ้น (ตั้งแต่ 0.00 ถึง 0.05 mol%) ซึ่งเกิดจากอิทธิพลการลดลงของโครงสร้างเฟสรอมโบฮีดรัล และขนาดเกรนของเซรามิก ขณะที่ปริมาณการเจือ La ที่ 0.02 mol% เซรามิกแสดงสมบัติการกักเก็บพลังงานสูงสุดเหมาะสมต่อการประยุกต์ใช้เป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงานอย่างมาก โดยมี Wtotal=0.781 J/cm, Weec=0.624 J/cm2,Woss=0.157 J/cm3 และ =87.1% ที่สนามไฟฟ้า 60 KV/cm สุดท้ายเซรามิก SBNLT ที่เจือแบบแทนที่ด้วย ZO2 ในปริมาณ 0.00 ถึง 0.05 mol% เตรียมวิธีการเผาไหม้แบบปฏิกิริยาสถานะของแข็ง แคลไซน์ที่อุณหภูมิ 750 เป็นเวลา 2 ชั่วโมง และซินเตอร์ที่อุณหภูมิ 1175 °C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง ผงผลึกแสดงเฟสแปลกปลอมของ ZO2 เมื่อมีการ เจือ Zr ในปริมาณ 0.02 ถึง 0.05 mol% โดยปริมาณการเจือ Zr ที่เพิ่มขึ้น (ตั้งแต่ 0.00 ถึง 0.05 mol%) ส่งผลให้ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของผงผลึก SBNLT-Zr มีแนวโน้มลดลงอย่างต่อเนื่องอยู่ในช่วง 0.38 ถึง 0.45 pum การวิเคราะห์โครงสร้างผลึกของเซรามิก SBNLT-Zr พบว่าเซรามิกแสดงโครงสร้างผลึกเพอรอฟสไกต์แบบผสมระหว่างรอมโบฮีดรัล และเททระโกนัล โดยปราศจากเฟสแปลกปลอมในทุกตัวอย่าง ขนาดเกรนเฉลี่ยของเซรามิกมีแนวโน้มลดลงอย่างต่อเนื่องจาก 2.01 เป็น 1.72 pm เมื่อปริมาณการเจือ Zr เพิ่มขึ้นจาก 0.00 เป็น 0.05 mol% ขณะที่ความหนาแน่นสูงสุด (5.50 g/cm) พบที่ปริมาณการเจือ Zr อยู่ที่ 0.02 mol% เมื่อวิเคราะห์สมบัติทางไฟฟ้า พบว่าเซรามิกแสดงพฤติกรรมรีแลกเซอร์-เฟร์โรอิเล็กทริกในทุกตัวอย่าง เมื่อปริมาณการเจือ Zr เพิ่มขึ้นจาก 0.00 ถึง 0.05 mol% พบว่าเซรามิกแสดงสมบัติไดอิเล็กทริกลดลงอย่างต่อเนื่อง ขณะที่สมบัติสมบัติ เฟร์โรอิเล็กทริก และสมบัติการกักเก็บสูงสุด พบที่ปริมาณการเจือ Zr อยู่ที่ 0.02 mol% โดย แสดง Pmax=29.18 µC/cm², Wtotal=0.851 J/cm, Wrec=0.609 J/cm,Woss=0.242 J/cm และ n=71.56% ตามลำดับที่สนามไฟฟ้า 60 kV/cm ซึ่งสอดคล้องกับความหนาแน่น และโครงสร้างจุลภาคของเซรามิก

มหาวิทยาลัยนเรศวร. สำนักหอสมุด

Address: พิษณุโลก

Email: library@nu.ac.th

Name: ธีระชัย บงการณ์

Role: ประธานที่ปรึกษา

Created: 2564

Modified: 2569-05-05

Issued: 2569-05-05

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: ฟิสิกส์ประยุกต์

Grantor: มหาวิทยาลัยนเรศวร

©copyrights มหาวิทยาลัยนเรศวร

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	ThanaponSinkruason.pdf	15.05 MB

ใช้เวลา

0.033233 วินาที