بررسی سنتز (Kx,Na۱-x)NbO۳ با روش واکنش حالت جامد از طریق سیستم سهجزئیNb۲O۵-K۲CO۳-Na۲CO۳ و دوجزئی KNbO۳-NaNbO۳

ترکیب (Kx,Na۱-x)NbO۳ با ساختار پروسکایتی و محلولهای جامد بر پایه ی آن به دلیل دمای کوری بالا و ضریب پیزوالکتریک مطلوب، جایگزین مناسبی برای پیزوسرامیکهای حاوی سرب است. متداول ترین روش سنتز این ترکیب واکنش حالت جامد است. مواد اولیه ارزان و در دسترس و میزان بالای پودر سنتز شده طی هر فرآیند از مزایای این روش محسوب میشود. از طرفی تبخیر اجزاء قلیایی واکنش خصوصا پتاسیم رسیدن به محدوده ترکیب (K۰.۵,Na۰.۵)NbO۳ که بالاترین خواص پیزوالکتریک در این حالت گزارش شده است را دشوار میسازد. هدف اصلی پژوهش حاضر رسیدن به ترکیب (K۰.۵,Na۰.۵)NbO۳ و یا ترکیبات پروسکایتی نزدیک به آن است. برای این منظور سنتز پودر نایوبیات سدیم-پتاسیم از دو مسیر بررسی شد. در حالت اول واکنش حالت جامد در سیستم سه جزئی Na۲CO۳-K۲CO۳-Nb۲O۵ و در حالت دیگر در سیستم دو جزئی NaNbO۳-KNbO۳ انجام شد. در سیستم سه جزئی شرایط کلسیناسیون در دمای °۹۰۰C برای مدت ۴ ساعت و نرخ گرمایش °۳C /min و در سیستم دو جزئی، دمای °۸۰۰C برای مدت ۲ ساعت و نرخ گرمایش °۱۵C /min در نظر گرفته شد. آنالیز فازی با استفاده از پراش اشعه ایکس (XRD) و بررسی مورفولوژی و آنالیز عنصری از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FESEM) مجهز به آشکار ساز تفکیک انرژی (EDS) صورت گرفت . الگوی پراش پودرهای سنتز شده نشان داد علیرغم تشکیل ترکیب تک فاز در سیستم سه تایی، فاز پروسکایتی در محدوده ترکیب مطلوب قرار نگرفته است. در سیستم دو جزئی پتاسیم بیشتری وارد ساختار پروسکایت شده است و فازهای پروسکایتی متعددی نزدیک به ترکیب (K۰.۵,Na۰.۵)NbO۳ در سیستم حضور دارد. اما واکنش سیستم دوجزئی زمانبر است، مصرف انرژی بالاتری دارد و تکمیل واکنش در دماهای بالاتر امکانپذیر میشود. همچنین مشخص شد ذرات ریز شبه کروی فازهای پروسکایتی با ترکیبات نزدیک به استوکیومتری هدف هستند و ذرات درشت مکعبی شکل ترکیبات فقیر از پتاسیم دارند.

کلیدواژه ها:

پیزوسرامیک ، روش سنتز حالت جامد ، پروسکایت