بررسی افزودنی اکسید تیتانیوم بر ریزساختار و خواص دی الکتریکی اکسید روی

اکسید روی به دلیل ویژگی های منحصر به فرد به صورت گسترده در زمینه های مختلف از قبیل دستگاه های الکترونیک، مبدل های پیزوالکتریک، وریستورها، کاتالیست ها و فوتوالکتریک استفاده می شود. در تحقیق حاضر، تاثیر افزودنی اکسید تیتانیوم (TiO۲) بر خواص سرامیک اکسید روی مطالعه شد. مقادیر ۵/۰، ۱ و ۲ درصد وزنی TiO۲ به اکسید روی افزوده و خواص مختلف شامل چگالی، رفتار فازی، ریزساختار و خواص دی الکتریک اکسید روی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها با چگالی نسبی بالا و در حد ۹۸ درصد چگالی تئوری با عملیات تف جوشی در دمای ºC ۱۲۵۰ حاصل شد. طبق نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس (XRD)، افزودنی TiO۲ منجر به ایجاد فاز ثانویه Zn۲TiO۴ در اکسید روی می شود و با افزایش مقدار TiO۲  مقدار فاز ناخالصی افزایش و میزان جابجایی پیک ها به سمت زوایای پایین تر بیشتر می شود. نتایج بررسی ریزساختار نشان داد افزودنی TiO۲ تاثیر چشمگیری بر ریزساختار اکسید روی خواهد داشت به گونه ای که با افزایش مقدار افزودنی TiO۲ رشد دانه کاهش می یابد. افزودنی TiO۲ باعت کاهش خواص ثابت دی الکتریک و اتلاف دی الکتریک اکسید روی به میزان قابل توجهی شد. با افزودن ۲ درصد وزنی TiO۲، ثابت دی الکتریک اکسید روی از مقدار ۴۸۲۰۰ به ۱۴۰۰ و مقدار اتلاف دی الکتریک اکسید روی از مقدار ۲۰ به ۴/۵ اندازه گیری شده در فرکانس ۱۰۰ کیلو هرتز کاهش یافت. کاهش در مقدار ثابت دی الکتریک اکسید روی می تواند به اندازه دانه کوچکتر، وجود فاز ناخالصی و عیب جای خالی کاتیون در حضور افزودنی TiO۲  نسبت داده شود.

کلیدواژه ها:

Zinc oxide ، Titanium oxide ، Density ، Phase behavior ، Dielectric constant ، Microstructure ، اکسید روی ، اکسید تیتانیوم ، چگالی ، رفتار فازی ، ثابت دی الکتریک ، ریزساختار