بررسی اثر افزودنی آهن بر ساختار، ریزساختار و ثابت دی الکتریک پیزوسرامیک های نانوبلور PbZrTiFe

مواد پیزوالکتریک با پایه سرب (تیتانات زیرکونیوم سرب (PZT) به دلیل خواص الکتریکی مناسب کاربرد بسیار وسیعی در فناوری های الکترونیک و میکروالکترونیک دارند. خواص این مواد وابستگی زیادی به دوپنت های موجود دارد. از جمله دوپنت هایی که برای این دسته از پیزوسرامیک ها استفاده می شود دوپنت های نوع دهنده بوده که باعث بهبود خواص دی الکتریک و پیزوالکتریک آنها می شود. در تحقیق حاضر پیزوسرامیک های (PZTF) Zr R0.51R TiR0.447-xR FeR0.043+x با مقادیر x = 0 ،0/02 ،0/04 به کمک آسیاکاری مکانیکی و عملیات حرارتی بعدی تولید شد و سپس مورد بررسی های ساختاری و ریزساختاری به کمک پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) قرار گرفتند. در نهایت ثابت دی الکتریک قطعات تولید شده به کمک دستگاه LCR-meter اندازه گیری گردید. با تحلیل نتایج ساختاری مشخص شد که اندازه بلورها در محدوده نانومتری (93-45 نانومتر) بوده و فاز اصلی ایجاد شده پس از عملیات سینترینگ پروسکایت می باشد. تغییرات ساختاری با افزایش درصد آهن نشانگر نزدیک شدن ساختار به مرز بین ساختار تتراگونال و رمبوهدرال بوده و تغییرات ریزساختاری نمایانگر افزایش فاز شیشه ای در مرز دانه ها با افزایش درصد آهن بوده که بهبود قابل توجه در چگالی نمونه های تولیدی را در بر دارد. نتایج بررسی ثابت دی الکتریک نمونه ها نشان دهنده اثر بسیار مناسب و مثبت آهن در بهبود خواص الکتریکی این سرامیکها می باشد.