سنتز پيزوالكتريك بدون سرب (Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3 به روش آلياژسازي مكانيكي

Synthesis of (Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3 (BNBT) Lead free piezoelectric by Mechanical Alloying

در اين پژوهش، تركيب الكتروسراميك بيسموت – سديم - باريم تيتانات (Bi0.5Na0.5)0.94Ba0.06TiO3 ((BNBT به روش آلياژسازي مكانيكي توليد شد و ساختار، ريزساختار، تركيب شيميايي و رفتار حرارتي آن به ترتيب به وسيله ي آناليز پراش اشعه ي ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، آناليز EDX و آناليز حرارتي DTA/TG بررسي شد. به‌كمك آناليز XRD مشخص شد كه در زمان هاي نخستين آسياب‌كاري، پيك‌هاي مربوط به مواد اوليه حذف شده و پس از آسياب‌كاري تا 150 ساعت فاز پروسكايت BNBT به گونه ي جزيي تشكيل شده و به مرور زمان آسياب‌كاري تا 300 ساعت به گونه اي تقريباً كامل تشكيل مي گردد. هم‌چنين، به‌دليل پهن شدگي پيكي كه در 2? بزرگ‌تر از o35 وجود دارد (بويژه در زمان 150 ساعت) حضور مقدار زيادي فاز آمورف در ساختار مشخص است. نتايج آناليز ريزساختاري نشان داد كه با پيشرفت آسياب‌كاري، اندازه‌ي ذرات پودر به گونه‌اي پيوسته، كاهش يافته و مورفولوژي آن‌ها هم‌محور مي‌شود. هم‌چنين، ارزيابي تركيب شيميايي، توزيع همگن و يكنواخت عناصر را نشان داد. نتايج آناليز حرارتي حضور فاز آمورف و هم‌چنين، ايجاد فاز پروسكايت در حين آسياكاري را تاييد نمود.

In the present work, Bismuth- Sodium-Barium Titanate (BNBT) electroceramics were prepared by mechanical alloying (MA) and their structure, microstructure, chemical composition and thermal behavior were investigated by XRD, SEM, EDX, DTA/TG, respectively. The XRD results indicated that the peaks related to the primary materials are disappeared at initial milling times and after sufficient milling time (150 h) the BNBT perovskite phase is appeared. By continuation of milling to 300 h the perovskite phase almost totally developed. In addition, due to the peak broadening at 2? higher than 35 (particularly at150 h of milling), the presence of a considerable amount of amorphous phase is obvious in the structure. The microstructural analysis revealed that, by progression of milling, the powder particle size is reduced continuously and the equiaxed morphology is developed. Furthermore, chemical composition assessment demonstrated that the desirable distribution of elements has been accomplished by development of MA. Moreover, the presence of the amorphous and perovskite BNBT phases was confirmed by thermal analysis.