تاثير افزودني Bi2O3 بر جدايش فازي مايع- مايع، تبلور و خواص الكتريكي شيشه- سراميك هاي فروالكتريكي سيستم PbO-TiO2-SiO2-B2O3

The Effect of Bi2O3 Addition on Liquid-Liquid Phase Separation, Crystallization and Dielectric Properties of Ferroelectric Glass-Ceramics in PbO-TiO2-SiO2-B2O3 System

در اين تحقيق، تاثير جوانه?زاي اكسيد بيسموت بر جدايش فازي مايع- مايع، رفتارتبلور و خواص دي?الكتريك شيشه سراميك?هاي سيستم PbO-TiO2-B2O3-SiO2 كه به?روش تبلور و تف?جوشي پودر شيشه آماده شده?اند، با انجام مطالعات SEM ، XRD، DTA و LCR بررسي شده است. نتايج مطالعات ريزساختاري نشان دادند كه افزودن اكسيد بيسموت باعث جدايش فازي مايع – مايع از نوع تجزيه?ي اسپينودال است، و اين تاثير زيادي بر فرايند جوانه?زني و رشد فاز نهايي داشته است. نمونه?هاي شيشه در دماهاي ?C 557 تا ?C 630 به?مدت زمان?هاي مختلف عمليات حرارتي شدند. نتايج نشان دادند كه در حضور اكسيد بيسموت، ميزان تبلور فاز PbTiO3 افزايش مي?يابد. در همه?ي نمونه?ها، ?r با افزايش زمان عمليات حرارتي افزايش يافت، ولي در نمونه?ي حاوي جوانه?زا كه به?مدت 5 ساعت عمليات حرارتي شده بود، ميزان ?r كاهش يافت. دليل اين رفتار تشكيل احتمالي محلول جامد PT-Bi2O3 ذكر شد. ميزان ثابت دي?الكتريك و تلفات دي?الكتريك شيشه سراميك?ها به?ترتيب در محدوده?ي 33 تا 61 و 0.007 تا 0.02 به?دست آمد.

In this study, an attempt has been made to study the effect of Bi2O3 addition as nucleating agent on the liquid-liquid phase separation, crystallization and dielectric properties of samples prepared by sintering and crystallization of powdered glass in PbO-TiO2-B2O3-SiO2 glass-ceramic system using DTA, XRD, SEM and LCR techniques. The results showed that the addition of Bi2O3 resulted in a quite distinct liquid-liquid phase separation, i.e. spinodal decomposition, in as-quenched glass samples with significant effects on the nucleation and crystallization process. Glass ribbons were heat treated at 630-557 ?C for different lengths of time. Based on the results obtained, it was shown that the addition of Bi2O3 promotes the crystallization of PbTiO3. The dielectric constant (?r) increased in all heat-treated samples with increasing time except for the sample heat treated for 5 hr for which ?r, decreased. This behavior was attributed to the formation of PT-Bi2O3 solid solution. The dielectric constant and dissipation factors for the glass-ceramic samples were obtained in the ranges of 33-61 and 0.007-0.02, respectively.