การศึกษาโครงสร้างอะตอมและการเปลี่ยนโครงสร้างเฟสเชิงลึกที่มีต่อสมบัติไพอิโซอิเล็กทริกของเซรามิก (1-x)BNT-xBCTS ด้วยใช้แสงซินโครตรอนและเทคนิครามาน สเปกโตรสโคปี
The study of local atomic structure and phase transition with effecting on piezoelectric property of (1-x)BNT-xBCTS ceramics by using Synchrotron and Raman spectroscopy technique
: ชื่อผู้วิจัย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.จิตรกร กรพรม
: ตำแหน่ง -
: เทคโนโลยีการศึกษา
: ปี 2563
: 1139
บทคัดย่อ (Abstract)
งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาโครงสร้างเฟส โครงสร้างอะตอมเชิงลึกและการเปลี่ยนเฟสที่มีต่อสมบัติไพอิโซอิเล็กทริกของเซรามิก (1-x)BNT-xBCTS ที่ปริมาณ x ต่างๆ ที่เตรียมด้วยเทคนิคการเผาไหม้ของแข็ง โดยใช้ไกลซีนเป็นเชื้อเพลิง เซรามิก (Bi0.5Na0.5) TiO3 (BNT) บริสุทธิ์มีโครงสร้างแบบเพอร์รอฟสไกต์ (ABO3) โดยที่อะตอม Bi และ Na ตำแหน่ง A-site และอะตอม Ti อยู่ที่ตำแหน่ง B หรือกึ่งกลางลูกบาศก์ และมีอะตอม O อยู่ที่ตำแหน่งกลางหน้าลูกบาศก์ อย่างไรก็ตาม BNT มีสมบัติไพอิโซอิเล็กทริก (d33) ที่ต่ำ ดังนั้นการเจือสาร (Ba0.98Ca0.02) (Sn0.06Ti0.94)O3 (BCST) ซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์ไพอิโซอิเล็กทริกสูง สามารถพัฒนาค่า d33 สูงขึ้นเมื่อเจือในปริมาณที่เหมาะสมและโครงสร้างเฟสอยู่บริเวณรอยต่อเฟสร่วม งานวิจัยนี้ศึกษาโครงสร้างผลึกด้วยเทคนิค X-ray diffraction (XRD) ศึกษาโครงสร้างอะตอมเชิงลึกด้วย X-ray absorption (XAS) แบบ XANES และเทคนิค Ramanspectroscopy นอกจากนี้วัดค่า d33
ผลการศึกษาพบว่าเซรามิก (1-x)BNT-xBCTS แสดงโครงสร้างผลึก ผสมระหว่างรอมโบฮีดรัลและเททระโกนัลในทุกตัวอย่าง และจากผล XANES พบว่าการเจือสาร BCTS ที่มากขึ้นส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งอะตอม Ti ทำให้เกิดการเปลี่ยนโครงสร้าง จากผลการศึกษา Ramanspectroscopy พบว่ารามานสเปกตรัมสามารถยืนยันการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเฟสจากโครงสร้างผสมระหว่างรอมโบฮีดรัลและเททระโกนัลที่ปริมาณ x = 0.04 และเมื่อปริมาณ x มากขึ้นกว่า 0.04 เซรามิกแสดงโครงสร้างผลึกที่เป็นเททระโกนอลที่มากขึ้น และค่าสัมประสิทธิ์ไพอิโซอิเล็กทริก (d33) มีการเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณ x เพิ่มขึ้นถึง 0.07 และหลังจากนั้นมีค่าลดลงที่ ซึ่งที่ปริมาณ x เท่ากับ 0.07 ตัวอย่างเซรามิกมีความหนาแน่นสูงสุด (5.93 g/cm3) และค่า d33 สูงสุด (202 pC/N)
การศึกษาโครงสร้างอะตอมและการเปลี่ยนโครงสร้างเฟสเชิงลึกที่มีต่อสมบัติไพอิโซอิเล็กทริกของเซรามิก (1-x)BNT-xBCTS ด้วยใช้แสงซินโครตรอนและเทคนิครามาน สเปกโตรสโคปีThe study of local atomic structure and phase transition with effecting on piezoelectric property of (1-x)BNT-xBCTS ceramics by using Synchrotron and Raman spectroscopy technique is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.