Tập 20 > Chuyên san Toán - Công nghệ thông tin - Vật lý - Kiến trúc

---

ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ BÙ KIM LOẠI KIỀM ĐẾN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT ÁP ĐIỆN CỦA GỐM KNLNS-BNKZ

Phan Đình Giớ, Ngô Vũ Hoài, Trần Lê Bích Thuận, Nguyễn Thị Thanh Huệ

Email: pdinhgio@husc.edu.vn, pdg_55@yahoo.com

Tóm tắt

Gốm áp điện không chì 0,96(K_0,48Na_0,48Li_0,04)_1+x (Nb_0,95Sb_0,05) O₃-0,04Bi_0,5 (Na_0,82K_0,18)_0,5 ZrO₃ với nồng độ bù kiềm x = 0, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05 đã được chế tạo bằng phương pháp gốm truyền thống kết hợp với kỹ thuật thiêu kết hai bước. Ảnh hưởng của hàm lượng bù kiềm đến cấu trúc, vi cấu trúc và các tính chất áp điện của hệ gốm đã được nghiên cứu để xác định nồng độ bù kiềm tối ưu cho hệ gốm. Kết quả thực nghiệm cho thấy ứng với 0 £ x £ 0,03, các mẫu gốm đều có cấu trúc thuần perovskit với pha hỗn hợp tứ giác-mặt thoi (R-T), tuy nhiên khi x ³ 0,04 trong gốm xuất hiện thêm một pha nhỏ thứ hai có cấu trúc tứ giác. Tại nồng độ bù kiềm x = 0,02, gốm có vi cấu trúc đồng đều, các hạt xếp chặt, ít lỗ xốp, các thông số đặc trưng cho tính chất của vật liệu là cao nhất. Cụ thể mật độ gốm đạt được 4,45 g/cm³, hệ số liên kết điện cơ k_p = 0,47, k_t = 0,51, d₃₃ = 236 pC/N. Các giá trị này cao hơn nhiều so với mẫu không bù kiềm.

Từ khóa: Áp điện, Bù kiềm, Cấu trúc, Gốm KNLNS-BNKZ

---

EFFECT OF ALKALINE EXCESS CONTENT ON THE STRUCTURE AND PIEZOELECTRIC PROPERTIES OF KNLNS-BNKZ CERAMICS

Phan Dinh Gio, Ngo Vu Hoai, Tran Le Bich Thuan, Nguyen Thi Thanh Hue

Email: pdinhgio@husc.edu.vn, pdg_55@yahoo.com

Abstract

The 0.96(K_0.48Na_0.48Li_0.04)_1+x(Nb_0.95Sb_0.05)O₃-0.04Bi_0.5(Na_0.82K_0.18)_0.5ZrO₃ piezoelectric ceramics with with different alkaline excess content (x = 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05) were prepared by using conventional ceramic method combined with two-step sintering technique. The effect of excessive alkali metals content on the structure, microstructure and piezoelectric properties of ceramic systems was studied to determine the optimal alkali compensation concentration for ceramic systems. Experimental results showed that for 0 £ x £ 0.03, all ceramic samples have a pure phase perovskite structure with a mixed tetragonal- rhombohedral phase (R-T), however when x ³ 0.04, a tetragonal symmetry second small phase has appeared in ceramics. At x = 0.02, the ceramics has a homogeneous microstructure, few pores and the physical properties are the highest: The density of 4.45 g/cm³; the electromechanical coupling factors k_p = 0.47, k_t = 0.51, the piezoelectric factor d₃₃ = 236 pC/N.

Keywords: Piezoelectricity, Alkaline excess, Structure, KNLNS-BNKZ ceramics