8153

بررسي تحولات، عملكرد و بهبود خواص پيزوسراميك هاي عاري از سرب

1399-1400

دكتر سيد امير غفاري

مواد پيزوالكتريك انرژي مكانيكي را به انرژي الكتريكي تبديل مي كند و بالعكس. در بسياري از زمينه هاي مهم مانند وسايل نقليه موتوري ، تجهيزات پزشكي ، نظامي و هوافضا مورد استفاده قرار گرفته اند.[1] پيزوسراميك هاي با كارايي بالا از مهمترين و پركاربردترين مواد هستند و به همين دليل تحقيق در مورد اين موضوع در راس مطالب پيشرفته با فناوري پيشرفته است. از دهه 1950 ميلادي ، سراميك هاي مبتني بر PZT به دليل ثابت هاي پيزوالكتريك عالي (d33 ≈ 200-750 pC/N) و دماي كوري بالا (TC = 180−320 درجه سانتيگراد) بسيار مورد توجه قرار گرفته اند و در حال حاضر در بسياري از دستگاه هاي الكترونيكي (به عنوان مثال ، سنسورها ، محرك ها ، مبدل هاي اولتراسونيك و غيره) استفاده مي شود.[2] اخيراً ، توليد پيزوالكتريك بدون سرب به دليل نگراني هاي زيست محيطي توجه زيادي را در هر دو زمينه علمي و صنعتي جلب كرده است.[1] محتواي سرب (∼60 درصد وزني) PZT باعث ايجاد نگراني هاي زيست محيطي در طول آماده سازي ، فرآيند و حتي دفع آنها مي شود. براي حفظ توسعه پايدار اجتماعي، كشورها تلاش زيادي براي تحقيق و توسعه (تحقيق و توسعه) مواد پيزوالكتريك بدون سرب كرده اند ، و علاوه بر اين ، قوانين و مقررات اعمال يا بهبود يافته اند. به عنوان مثال ، اتحاديه اروپا قانون محدوديت مواد خطرناك (RoHS) را در سال 2003 تصويب كرد ، "قانون بازيافت محصولات الكترونيكي خانگي" در ژاپن تصويب شد و "قانون مديريت كنترل آلودگي محصولات الكترونيكي اطلاعات" در چين در سال 2006 ايجاد شد. در ميان نامزدهاي بدون سرب، K,Na)NbO3) يا به اختصار KNN به دليل داشتن d33 و TC زياد ، به يكي از سيستمهاي پيزوالكتريك با بيشترين تحقيق در 10 سال گذشته تبديل شده است. اخيراً ، تعدادي از كشورها سرمايه انساني و منابع مالي قابل توجهي را براي مطالعه پيزوالكتريك هاي مبتني بر KNN سرمايه گذاري كرده اند و موفقيت هاي چشمگيري نيز حاصل شده است.[2] در پژوهش هاي ارائه شده، مواد دوپنت مختلف ، و همچنين مواد افزودني مختلف ، به KNN و پيزوسراميك هاي پايه آن اضافه مي شود تا چگالي ، ريزساختار ، استوكيومتري مورد نظر و همچنين خصوصيات پيزوالكتريك را بهبود بخشد. در پژوهش اول d33 و kp و همجنين همزماني فاز تتراگونال و اورتورومبيك مورد بررسي قرار گرفت .سيليكات سديم يكي از مواد افزودني است كه محلول در آب است و در بهبود توسعه ريزساختار و همچنين تراكم بسيار كارآمد است كه به عنوان پژوهش دوم مورد بررسي قرار گرفت.

12/28/2020 12:00:00 AM

70396

1399/10/29

Investigation of developments, performance and improvement of properties of lead-free piezoceramics

پيزوسراميك , پيزوالكتريك , KNN , بدون‌سرب , پروسكايت , دماي كوري

Piezoceramic , piezoelectric , KNN , lead free , perovskite , d33 , curie temperature