27460

بررسي عوامل سنتز و ساخت قطعه سراميكي تيتانات سرب-‌باريم بكاررفته در گرمكن‌ها

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد و متالورژي- سراميك

1398

1401/6/23

هاجر قنبري - حسين سرپولكي

مهندسي مواد و متالورژي

از پركاربردترين سراميك‌هاي اكسيدي، سراميك‌هاي پروسكايتي پايه تيتانات باريم، تيتانات سرب و محلول جامد اين دو تيتانات است. به دليل ويژگي‌‌هاي فيزيكي و ساختاري خاص اين مواد، كاربردهاي مختلف و زيادي در حوزه‌هاي الكتريكي دارند؛ يكي از اين ويژگيها، نشان‌دادن رفتار ضريب دمايي مثبت (Positive Temperature Coefficient-PTC)، است. رفتار PTC، اين نوع سراميك‌ها را براي كاربردهاي سنسورهاي دما، محافظ مدار و گرمكن است. در اين پژوهش با مشخصه‌يابي شيميايي، فازي و ريزساختاري نمونه‌ي تجاري موجود در بازار و طي نمودن فرآيندهاي ارزيابي و مهندسي معكوس، سازوكار توليد قطعات با اين نوع ويژگي‌ها در دستوركار قرار گرفت. در ادامه، به بررسي اثر عوامل مختلف فرآيندي بر سنتز پودر و زينتر قطعات تيتانات‌ سرب-‌باريم، از جمله شرايط آسياكاري و كوره حين سنتز و دما، زمان، نوع و اتمسفر زينتر، پرداخته شد. رسيدن به قطعه با چگالي نسبي بالا و مشاهدهي رفتار PTC، از چالش‌هاي اين پژوهش بود كه طي روش‌هاي مختلف به رفع اين چالش‌ها پرداخته شد؛ ايجاد تغيير در عوامل فرايندي (سنتز و زينتر) و روش زينتر، از جمله فعاليت‌هاي اين پژوهش بود. روش‌هاي زينتر مورد استفاده در اين پژوهش، شامل زينتر متداول (ConventionalSintering - CS)، زينتر ماكروويو (Microwave Sintering - MS) و زينتر پلاسماي جرقهاي (Spark Plasma Sintering - SPS) هستند. در اين پژوهش، با اصلاح تركيبِ آميز، با استفاده از روش‌هاي زينتر عنوان‌شده، نمونه‌هاي سراميكي ساخته شد. نمونه‌ها تحت مشخصه‌يابي XRD و SEM و آزمون‌هاي ارشميدوس قرار گرفت. نمونه‌ي بهينه‌ي ساخته‌شده در اين پژوهش، با روش زينتر ماكروويو ساخته شد و به چگالي نسبي 5/98 درصد، رسيد، اما رفتار PTC آن بررسي نشد.

1401/09/07

Investigating the Factors of Synthesis and Manufacturing of Lead-Barium Titanium Ceramics Used in Heaters

9/14/2023 12:00:00 AM

از پركاربردترين سراميك‌هاي اكسيدي، سراميك‌هاي پروسكايتي پايه تيتانات باريم، تيتانات سرب و محلول جامد اين دو تيتانات است. به دليل ويژگي‌‌هاي فيزيكي و ساختاري خاص اين مواد، كاربردهاي مختلف و زيادي در حوزه‌هاي الكتريكي دارند؛ يكي از اين ويژگيها، نشان‌دادن رفتار ضريب دمايي مثبت (Positive Temperature Coefficient-PTC)، است. رفتار PTC، اين نوع سراميك‌ها را براي كاربردهاي سنسورهاي دما، محافظ مدار و گرمكن است. در اين پژوهش با مشخصه‌يابي شيميايي، فازي و ريزساختاري نمونه‌ي تجاري موجود در بازار و طي نمودن فرآيندهاي ارزيابي و مهندسي معكوس، سازوكار توليد قطعات با اين نوع ويژگي‌ها در دستوركار قرار گرفت. در ادامه، به بررسي اثر عوامل مختلف فرآيندي بر سنتز پودر و زينتر قطعات تيتانات‌ سرب-‌باريم، از جمله شرايط آسياكاري و كوره حين سنتز و دما، زمان، نوع و اتمسفر زينتر، پرداخته شد. رسيدن به قطعه با چگالي نسبي بالا و مشاهدهي رفتار PTC، از چالش‌هاي اين پژوهش بود كه طي روش‌هاي مختلف به رفع اين چالش‌ها پرداخته شد؛ ايجاد تغيير در عوامل فرايندي (سنتز و زينتر) و روش زينتر، از جمله فعاليت‌هاي اين پژوهش بود. روش‌هاي زينتر مورد استفاده در اين پژوهش، شامل زينتر متداول (ConventionalSintering - CS)، زينتر ماكروويو (Microwave Sintering - MS) و زينتر پلاسماي جرقهاي (Spark Plasma Sintering - SPS) هستند. در اين پژوهش، با اصلاح تركيبِ آميز، با استفاده از روش‌هاي زينتر عنوان‌شده، نمونه‌هاي سراميكي ساخته شد. نمونه‌ها تحت مشخصه‌يابي XRD و SEM و آزمون‌هاي ارشميدوس قرار گرفت. نمونه‌ي بهينه‌ي ساخته‌شده در اين پژوهش، با روش زينتر ماكروويو ساخته شد و به چگالي نسبي 5/98 درصد، رسيد، اما رفتار PTC آن بررسي نشد.

تيتانات سرب-باريم , سراميك پروسكايتي

Lead-barium titanate , Provskite ceramics

Sepide Soltani

Dr. Ghanbari