Luận án tiến sĩ: Chế tạo nghiên cứu tính chất vật lý hệ gốm áp điện BaTiO3 - Đỗ Viết Ơn, Đại học Huế
Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 bằng công nghệ nano, tối ưu cấu trúc, nâng cao hiệu suất ứng dụng trong thiết bị điện tử.
Khoa Điện-Điện Tử và Công nghệ vật liệu / Công nghệ Vật liệu
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
171
Thời gian đọc
26 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Tổng quan vật liệu áp điện BaTiO3 và cấu trúc nano
- Số trang:
- 171 trang
- Trường:
- Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
- Chuyên ngành:
- Khoa Điện-Điện Tử và Công nghệ vật liệu / Công nghệ Vật liệu
- Tác giả:
- Đỗ Viết Ơn
- Năm:
- 2022
Tóm tắt nội dung luận án
I. Tổng quan vật liệu áp điện BaTiO3 và cấu trúc nano
Vật liệu áp điện BaTiO3 giữ vai trò tiên phong trong ngành vật liệu điện tử không chì. Nhu cầu thay thế gốm chì độc hại PZT ngày càng cấp thiết. Công nghệ nano mang lại bước đột phá mới cho hệ vật liệu này. Kích thước hạt nano giúp cải thiện đáng kể hoạt tính thiêu kết. Cấu trúc vi mô trở nên đồng nhất hơn. Độ xốp của vật liệu giảm rõ rệt. Nhờ đó, gốm điện môi BaTiO3 đạt độ bền cơ học cao và tính năng điện vượt trội. Nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán kiểm soát kích thước hạt nano. Mục tiêu nhằm tối ưu hóa tính chất sắt điện và áp điện của màng và khối gốm.
1.1. Cấu trúc mạng tinh thể Perovskite của BaTiO3
Bari titanat sở hữu cấu trúc mạng tinh thể Perovskite điển hình với công thức chung ABO3. Các ion Ba2+ chiếm vị trí đỉnh của hình lập phương. Ion Ti4+ nằm tại tâm khối. Các ion oxy O2- nằm ở tâm các mặt. Ở nhiệt độ phòng, tinh thể tồn tại ở pha tứ giác bất đối xứng tâm. Ion Ti4+ dịch chuyển lệch khỏi tâm đối xứng của bát diện oxy. Sự dịch chuyển này tạo nên lưỡng cực điện tự phát. Đây là nguồn gốc sinh ra tính chất áp điện và hiện tượng sắt điện đặc trưng. Kích thước hạt nano ảnh hưởng trực tiếp đến độ biến dạng mạng tứ giác. Hiện tượng này quyết định độ phân cực tự phát của vật liệu.
1.2. Sự chuyển pha cấu trúc và nhiệt độ Curie đặc trưng
Vật liệu ferroelectric BaTiO3 trải qua nhiều lần chuyển pha cấu trúc khi nhiệt độ thay đổi. Tinh thể biến đổi từ pha tam giác sang trực thoi, tứ giác và cuối cùng là lập phương. Nhiệt độ Curie của BaTiO3 nguyên chất nằm trong khoảng 120°C đến 130°C. Trên nhiệt độ Curie, vật liệu chuyển sang pha lập phương thuận điện và mất hoàn toàn tính áp điện. Tại vùng lân cận điểm chuyển pha, hằng số điện môi đạt giá trị cực đại. Việc kiểm soát cấu trúc nano giúp dịch chuyển và mở rộng dải nhiệt độ làm việc. Nhờ đó, độ ổn định nhiệt của các linh kiện điện tử được nâng cao rõ rệt.
II. Phương pháp tổng hợp hạt nano BaTiO3 chất lượng cao
Tổng hợp hạt nano BaTiO3 đóng vai trò quyết định đến chất lượng gốm thành phẩm. Các phương pháp hóa học ướt cho phép kiểm soát kích thước và hình thái hạt từ cấp độ phân tử. Bột nano chất lượng cao cần độ tinh khiết cao và ít kết tụ. Phân bố kích thước hạt phải đồng đều trong toàn bộ khối vật liệu. Quá trình tổng hợp phải đảm bảo tỷ lệ cân bằng hóa học chính xác giữa Ba và Ti. Các kỹ thuật tiên tiến giúp hạ thấp nhiệt độ tổng hợp so với phản ứng pha rắn truyền thống. Bột nano sau tổng hợp có hoạt tính bề mặt lớn, tạo thuận lợi cho các bước xử lý nhiệt tiếp theo.
2.1. Phương pháp thủy nhiệt chế tạo bột nano đồng đều
Phương pháp thủy nhiệt là kỹ thuật hiệu quả nhất để chế tạo hạt nano BaTiO3 hình cầu. Quá trình diễn ra trong môi trường nước ở nhiệt độ và áp suất cao bên trong bình autoclave. Nguồn tiền chất gồm Ba(OH)2.8H2O và bột nano TiO2 được phối trộn theo tỷ lệ mol Ba/Ti xác định. Tỷ lệ mol kiềm thích hợp giúp ngăn ngừa sự hình thành tạp chất BaCO3. Nhiệt độ thủy nhiệt dao động từ 150°C đến 240°C với thời gian phản ứng linh hoạt. Kết quả thu được các hạt nano BaTiO3 đơn pha, độ kết tinh cao và kích thước đồng đều từ 30 nm đến 80 nm. Bột nano thủy nhiệt có độ phân tán tốt và ít bị kết tụ cục bộ.
2.2. Phương pháp sol gel và các giải pháp hóa học khác
Phương pháp sol-gel sử dụng các hợp chất cơ kim như alkoxide của titan và muối bari hữu cơ. Quá trình thủy phân và ngưng tụ tạo thành mạng lưới gel liên tục ba chiều. Sau khi sấy khô và ủ nhiệt ở nhiệt độ vừa phải, sản phẩm chuyển hóa thành bột nano BaTiO3. Phương pháp này mang lại độ đồng nhất hóa học tuyệt đối giữa các nguyên tố. Kích thước hạt thu được rất nhỏ và có thể điều chỉnh linh hoạt. Bên cạnh đó, các phương pháp muối nóng chảy và nhiệt dung môi cũng được ứng dụng rộng rãi. Mỗi kỹ thuật cung cấp khả năng điều khiển hình thái tinh thể phục vụ các yêu cầu kỹ thuật chuyên biệt.
III. Kỹ thuật thiêu kết gốm nano BaTiO3 nâng cao hiệu năng
Thiêu kết gốm nano là công đoạn then chốt nhằm chuyển bột nano thành khối gốm đặc chắc. Thách thức lớn nhất là ngăn chặn hiện tượng phát triển hạt mất kiểm soát ở nhiệt độ cao. Khi kích thước hạt tăng quá nhanh, cấu trúc nano bị phá vỡ và làm suy giảm phẩm chất vật liệu. Việc kết hợp kiểm soát vi cấu trúc và tối ưu hóa chế độ nhiệt giúp đạt mật độ tương đối trên 95%. Gốm đạt độ đặc khít cao sẽ giảm thiểu lỗ xốp và khuyết tật mạng. Nhờ đó, các tính chất áp điện và cơ lý của gốm BaTiO3 được cải thiện vượt trội.
3.1. Phương pháp thiêu kết hai bước kiểm soát kích thước hạt
Phương pháp thiêu kết hai bước (Two-Step Sintering - TSS) là giải pháp đột phá để ức chế sự lớn lên của hạt. Trong bước thứ nhất, mẫu được gia nhiệt nhanh đến nhiệt độ cao T1 để kích hoạt sự co ngót ban đầu. Ngay sau đó, nhiệt độ được hạ xuống mức T2 thấp hơn và duy trì trong thời gian dài. Tại mức nhiệt T2, quá trình khuếch tán bề mặt biên hạt vẫn tiếp diễn nhưng sự di chuyển ranh giới hạt bị đóng băng. Kết quả tạo ra khối gốm nano có mật độ đặc chắc cao mà kích thước hạt vẫn giữ ở mức dưới 100 nm. Cấu trúc hạt mịn này cải thiện đáng kể độ bền cơ học và tính chất điện môi.
3.2. Tối ưu hóa vi cấu trúc và kỹ thuật pha tạp dung dịch rắn
Thiết kế vi cấu trúc đóng vai trò trung tâm trong nâng cao độ phân cực sắt điện. Kỹ thuật tạo biên pha hình thái học (MPB) và chuyển pha đa hình (PPT) được áp dụng qua việc tạo dung dịch rắn. Các hệ dung dịch rắn tiêu biểu gồm BaTiO3 kết hợp với CaTiO3, BaZrO3, BaSnO3 hoặc BaHfO3. Sự thay thế ion ở vị trí nút mạng A hoặc B làm biến dạng mạng tinh thể. Biến dạng này làm giảm rào cản năng lượng chuyển pha giữa các trạng thái cấu trúc. Các đô men sắt điện chuyển động dễ dàng hơn dưới tác dụng của điện trường ngoài. Nhờ đó, hệ số áp điện của gốm BaTiO3 pha tạp tăng lên đáng kể.
IV. Tính chất áp điện và hằng số điện môi của gốm BaTiO3
Đánh giá tính chất điện của gốm áp điện BaTiO3 bao gồm khảo sát hằng số điện môi, tổn hao điện môi và đáp ứng cơ điện. Gốm chế tạo từ công nghệ nano thể hiện những đặc tính vượt trội so với gốm truyền thống. Sự phân bố đồng đều của kích thước hạt và mật độ đô men dày đặc tạo nên tương tác phân cực mạnh mẽ. Các thông số điện thay đổi linh hoạt theo nhiệt độ và tần số đo. Việc tối ưu hóa quy trình chế tạo giúp duy trì hằng số điện môi cao cùng tổn hao năng lượng thấp. Đây là tiền đề quan trọng cho các ứng dụng cảm biến và tụ điện hiện đại.
4.1. Khảo sát hằng số điện môi và tổn hao điện môi theo nhiệt độ
Hằng số điện môi của gốm BaTiO3 phụ thuộc chặt chẽ vào nhiệt độ và tần số đo kiểm. Tại nhiệt độ phòng, hằng số điện môi của mẫu gốm nano thường đạt từ vài nghìn đến hơn chục nghìn đơn vị. Khi nhiệt độ tiến gần điểm chuyển pha Curie, hằng số điện môi tăng vọt và tạo thành đỉnh nhọn sắc nét. Tổn hao điện môi duy trì ở mức thấp dưới 0,02 trong dải tần số từ 1 kHz đến 1 MHz. Độ đặc khít cao và kích thước hạt mịn giúp hạn chế dòng rò qua ranh giới hạt. Điều này chứng minh tiềm năng to lớn của vật liệu trong chế tạo linh kiện lưu trữ điện dung cao.
4.2. Hệ số áp điện d33 và đường trễ phân cực sắt điện
Tính chất áp điện của gốm thể hiện qua hệ số áp điện d33 sau quá trình phân cực điện trường cao. Gốm BaTiO3 chế tạo từ hạt nano đạt giá trị d33 vượt trội, có thể lên tới 300-450 pC/N khi tối ưu hóa vi cấu trúc. Đường trễ phân cực sắt điện (P-E) cho thấy độ phân cực dư Pr cao cùng trường kháng điện Ec phù hợp. Hình dạng vòng trễ cân đối và bão hòa tốt ở điện trường kích thích hợp lý. Mật độ ranh giới đô men nano dày đặc tạo điều kiện thuận lợi cho việc tái định hướng đô men. Hiện tượng này làm tăng mạnh độ biến dạng điện giảo và đáp ứng áp điện của vật liệu.
V. Ứng dụng thực tế của vật liệu ferroelectric BaTiO3
Vật liệu ferroelectric BaTiO3 giữ vị trí then chốt trong ngành công nghiệp điện tử xanh hiện đại. Xu hướng loại bỏ hợp chất chứa chì độc hại thúc đẩy mạnh mẽ việc thương mại hóa gốm BaTiO3 nano. Khả năng tương thích sinh học cao mở ra cơ hội ứng dụng trong thiết bị y tế cấy ghép. Độ bền điện áp và độ ổn định hóa học giúp nâng cao tuổi thọ làm việc của linh kiện. Từ các hệ thống vi cơ điện tử đến thiết bị năng lượng tái tạo, gốm BaTiO3 chứng minh hiệu quả vận hành ấn tượng. Công nghệ nano tiếp tục là chìa khóa mở rộng phạm vi ứng dụng của dòng gốm này.
5.1. Chế tạo linh kiện cảm biến và đầu phát sóng siêu âm
Gốm áp điện BaTiO3 là lựa chọn lý tưởng cho các loại cảm biến đo áp suất, cảm biến gia tốc và cảm biến rung động. Hiệu ứng áp điện thuận chuyển đổi trực tiếp biến dạng cơ học thành tín hiệu điện thế chính xác. Trong y học, vật liệu được dùng để chế tạo đầu dò siêu âm chẩn đoán hình ảnh không gây hại môi trường. Trong công nghiệp hàng hải, các máy phát sóng thủy âm sonar tận dụng đáp ứng tần số cao của gốm. Thiết bị thu hồi năng lượng cơ học nano tận dụng rung động môi trường để cấp nguồn cho vi mạch tự hành. Nhờ đó, hiệu suất chuyển đổi năng lượng được cải thiện rõ rệt.
5.2. Phát triển tụ điện gốm đa lớp MLCC và bộ lưu trữ năng lượng
Tụ điện gốm đa lớp (MLCC) là thị trường tiêu thụ gốm điện môi BaTiO3 lớn nhất hiện nay. Công nghệ nano cho phép chế tạo các lớp điện môi siêu mỏng dưới 1 micromet với độ tin cậy tuyệt đối. Nhờ đó, kích thước linh kiện thu nhỏ đáng kể nhưng vẫn duy trì điện dung cực lớn. Trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng, gốm BaTiO3 biến tính thể hiện mật độ năng lượng xả nạp cao và hiệu suất phóng điện nhanh. Các bộ tụ điện xung công suất cao ứng dụng trong xe điện và lưới điện thông minh được phát triển mạnh mẽ. Vật liệu đáp ứng hoàn hảo các tiêu chuẩn an toàn môi trường quốc tế khắt khe.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (171 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộLỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của TS. Trương Văn Chương và PGS. Võ Thanh Tùng, thực hiện tại Khoa Điện- Điện Tử và Công nghệ vật liệu, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế. Các số liệu và kết quả trong luận án được đảm bảo chính xác, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Đỗ Viết Ơn i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện luận án, ngoài nỗ lực của bản thân, tác giả còn nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu, cả về vật chất lẫn tinh thần. Trước hết, xin bày tỏ tình cảm biết ơn sâu sắc nhất đến tập thể cán bộ hướng dẫn: TS. Trương Văn Chương và PGS. Võ Thanh Tùng, những người Thầy luôn dành trọn trí tuệ, tâm sức của mình để hướng dẫn và giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án tiến sĩ và chương trình đào tạo.
Tác giả gửi lời cảm ơn đến Ban Chủ nhiệm, các cán bộ, giảng viên của Khoa Điện, Điện Tử và Công nghệ vật liệu, trực tiếp là Bộ môn Công nghệ Vật liệu (Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế) đã tạo mọi điều kiện để luận án này được hoàn thành. Xin chân thành cảm ơn TS. Lê Đại Vương, ThS. Lê Ngọc Minh về sự hỗ trợ tích cực trong thảo luận và đăng tải công trình liên quan đến nội dung luận án.
Tác giả tỏ lòng biết ơn đến các Nghiên cứu sinh của Khoa Điện-Điện Tử và Công nghệ vật liệu, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế về những tình cảm tốt đẹp, sự giúp đỡ vô tư trong những lúc tác giả khó khăn nhất. Cuối cùng, xin dành lời cảm ơn đặc biệt đến ba, mẹ, vợ và con gái Gia Hân yêu quý cùng những người thân về sự hy sinh cao cả cho tác giả trên bước đường tìm kiếm tri thức khoa học. Công cha, nghĩa mẹ, tình cảm gia đình là động lực to lớn thôi thúc tác giả hoàn thành luận án này. Thành phố Huế, năm 2022 Tác giả luận án ii DANH MỤC KÝ HIỆU BTO BaTiO3 BCT Ba1 x Cax TiO3 BZT BaZrx Ti1 x O3 BT-BS BaTiO3-BaSnO3 BST BCT BaSn0.3TiO3 BHT BCT BaHf0.3TiO3 BTS-BCT Ba(Sn0.9O3 CM COMSOL Multiphysics CS Thiêu kết thường đvtđ Đơn vị tùy định FWHM Full width at half maximum: Độ bán rộng FEM Finite Element Method: Phương pháp phần tử hữu hạn KNN K0.5NbO3 KNN LS KNN pha tạp LiSbO3 MPB Morphotropic Phase Boundary: Biên pha hình thái học NBT BT Na0.5TiO3 BaTiO3 NBT Na0.5TiO3 NN NaNbO3 PPT Polymorphic Phase Transition: Chuyển pha đa hình iii PZT Pb(Zr, Ti)O3 PMN PbMg1/3Nb2/3O3 SEM Scanning electron microscope: Hiển vi điện tử quét TSS Thiêu kết hai bước XRD X-ray Diffraction: Nhiễu xạ tia X iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.
ii DANH MỤC KÝ HIỆU. iii MỤC LỤC. v DANH MỤC BẢNG. ix DANH MỤC HÌNH.
xi MỞ ĐẦU. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU BaTiO3. Cấu trúc Perovskite.
Chuyển pha cấu trúc trong bari titanat. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU BaTiO3 NANO. Phương pháp cơ kim. Phát triển nhiệt dung môi/thủy nhiệt.
Các phương pháp thủy nhiệt. Các phương pháp nhiệt dung môi. Phương pháp muối nóng chảy. Phương pháp sol-gel.
CÁC KỸ THUẬT CẢI THIỆN TÍNH CHẤT ÁP ĐIỆN. Kỹ thuật thiết kế vi cấu trúc. Kích thước hạt và đô men. Kỹ thuật định hướng (texturing).
Kỹ thuật thành phần: pha tạp và dung dịch rắn (Biên pha hình thái học và chuyển pha đa hình). BaTiO3 pha tạp cho các ứng dụng áp điện. Dung dịch rắn trên nền BaTiO3. Kỹ thuật thiêu kết hai bước.
Phương pháp thiêu kết hai bước bởi Chen và Wang (TSS-CW). Cơ chế thiêu kết. Ảnh hưởng của TSS-CW đến tính chất vật liệu BaTiO3 (BTO). Phương pháp thiêu kết hai bước bởi Chu (TSS-C).
VẬT LIỆU GỐM ÁP ĐIỆN TRÊN CƠ SỞ BaTiO3. Sơ lược tình hình nghiên cứu gốm áp điện không chì. Một số kết quả nghiên cứu gốm áp điện trên nền BaTiO3 sử dụng vật liệu đầu kích thước nano. 37 Kết luận chương 1.
THỰC NGHIỆM TỔNG HỢP HỆ VẬT LIỆU ÁP ĐIỆN BaTiO3 VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP VẬT LIỆU BaTiO3 NANO SỬ DỤNG QUÁ TRÌNH THỦY NHIỆT. Tổng hợp các hạt nano TiO2. Tổng hợp các hạt BaTiO3 nano.
CẤU TRÚC VÀ VI CẤU TRÚC CỦA CÁC HẠT NANO TiO2. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ THỦY NHIỆT ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HẠT NANO BaTiO3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp thủy nhiệt. Ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp thủy nhiệt đến cấu trúc của BaTiO3 nano.
Ảnh hưởng của nhiệt độ tổng hợp thủy nhiệt đến vi cấu trúc của BaTiO3 nano. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol Ba/Ti. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Ba/Ti (RBa/Ti) đến cấu trúc của BaTiO3 nano. Ảnh hưởng của tỷ lệ mol Ba/Ti (RBa/Ti) đến vi cấu trúc của BaTiO3 nano.
Ảnh hưởng của thời gian tổng hợp thủy nhiệt. Ảnh hưởng của thời gian tổng hợp thủy nhiệt đến cấu trúc của BaTiO3 nano. Ảnh hưởng của thời gian thủy nhiệt đến vi cấu trúc của BaTiO3 nano 51 2. ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC HẠT NANO BaTiO3 HÌNH CẦU, PHÂN TÁN CAO VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH TRONG QUÁ TRÌNH THỦY NHIỆT TỪ Ba(OH)2.8H2O VÀ TiO2 NANO.
Đặc trưng của các hạt BaTiO3 nano hình cầu, phân tán cao. Cơ chế hình thành BaTiO3 trong quá trình thủy nhiệt từ Ba(OH)2.8H2O và TiO2 nano. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỆ VẬT LIỆU ÁP ĐIỆN BaTiO3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Các phương pháp phân tích cấu trúc, vi cấu trúc và đánh giá chất lượng của mẫu. Phương pháp nghiên cứu tính chất điện môi. Phương pháp nghiên cứu đặc trưng sắt điện. Phương pháp nghiên cứu tính chất áp điện.
67 Kết luận chương 2. NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HỆ VẬT LIỆU TRÊN CƠ SỞ BaTiO3. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA GỐM ÁP ĐIỆN BaTiO3 THIÊU KẾT THƯỜNG. Cấu trúc và hình thái bề mặt của gốm CS-BaTiO3.
Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến tính chất điện môi của vật liệu CS- BaTiO3. Đặc trưng sắt điện của vật liệu CS-BaTiO3. Tính chất áp điện của vật liệu CS-BaTiO3. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA GỐM ÁP ĐIỆN BaTiO3 THIÊU KẾT HAI BƯỚC (TSS-BaTiO3).
Ảnh hưởng của nhiệt độ T1 đến tính chất của gốm TSS1-x.1 Cấu trúc và hình thái bề mặt của gốm TSS1- x. Ảnh hưởng của nhiệt độ T1 đến tính chất điện môi của vật liệu TSS1-x. Đặc trưng sắt điện của vật liệu TSS-T1-x. Tính chất áp điện của vật liệu TSS1-x.
Ảnh hưởng của nhiệt độ T2 đến tính chất của gốm TSS2-y.1 Cấu trúc và hình thái bề mặt của gốm TSS2-y. Ảnh hưởng của nhiệt độ T2 đến tính chất điện môi của vật liệu TSS-y. Đặc trưng sắt điện của vật liệu TSS2-y. Tính chất áp điện của vật liệu TSS2-y.
112 Kết luận chương 3. 115 vii Chương 4. NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO BIẾN TỬ BIMORPH HỖN HỢP ỨNG DỤNG TRONG THỦY ÂM. TÌM HIỂU VỀ BIẾN TỬ ÁP ĐIỆN SỬ DỤNG TRONG ĂNG TEN THU.
Cấu tạo, tính chất của biến tử thu. Giới thiệu về biến tử áp điện kiểu Bimorph hỗn hợp. NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA BIẾN TỬ BIMORPH HỖN HỢP SỬ DỤNG PHẦN MỀM COMSOL MULTIPHYSICS. Phương pháp phần tử hữu hạn FEM.
Các phương trình liên tục đối với môi trường áp điện. Các phương trình động học. Giới thiệu chung về phần mềm Comsol Multiphysics. Thiết lập bài toán mô phỏng cho biến tử Bimorph hỗn hợp trong môi trường COMSOL Multiphysics.
Đặc trưng cộng hưởng và đặc tính âm học của biến tử Bimorph hỗn hợp. Đặc trưng cộng hưởng thu được từ FEM. Các đặc tính âm học của biến tử Bimorph hỗn hợp. CHẾ TẠO VÀ NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CỦA BIẾN TỬ BIMORPH HỖN HỢP.
Chế tạo của biến tử áp điện Bimorph hỗn hợp. Trạng thái dao động của biến tử áp điện Bimorph hỗn hợp. 137 Kết luận chương 4. 139 KẾT LUẬN LUẬN ÁN.
141 DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 145 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Giá trị của thừa số xếp chặt t đối với một số hợp chất kiểu perovskite.
Tính chất áp điện và điện môi của BT pha tạp với d33 trên 200 pC/N. Dạng mẫu đo và các thông số áp điện liên quan. Thông số mạng của vật liệu BaTiO3. Thông số mạng của vật liệu BaTiO3.
Giá trị và tan của vật liệu BaTiO3 ở điều kiện tĩnh. Giá trị của các tham số điện môi thu được khi làm khớp số liệu của hệ BaTiO3 với phương trình (4. Giá trị và của các thành phần BaTiO3. Đánh giá điều kiện áp dụng chuẩn về vật liệu áp điện đối với kiểu dao động theo phương bán kính của các mẫu CS-BaTiO3.
Đánh giá điều kiện áp dụng chuẩn về vật liệu áp điện đối với kiểu dao động theo chiều dọc của các mẫu TSS-BaTiO3. Tính chất vật lý của gốm CS-BaTiO3 ở nhiệt độ phòng. Các tham số của gốm CS-BaTiO3 so sánh với các hệ gốm khác. Thông số mạng của vật liệu BaTiO3.
Giá trị và tan của vật liệu BaTiO3 ở điều kiện tĩnh. Giá trị và tan theo nhiệt độ đo tại 1 kHz của vật liệu BaTiO3. Bảng các giá trị tham số thu được từ phép đo phụ thuộc nhiệt độ của hằng số điện môi và tổn hao điện môi tại các tần số khác nhau của vật liệu TSS1-x. Giá trị và của các thành phần TSS1-x.
Kích thước của các mẫu áp điện TSS1-x theo các kiểu dao động. Hằng số điện môi tương đối, ij / o, của vật liệu TSS1-x. Đánh giá điều kiện áp dụng chuẩn về vật liệu áp điện đối với kiểu dao động theo phương bán kính và chiều dọc của các mẫu TSS1-x. Hệ số liên kết điện – cơ k, hệ số phẩm chất cơ Qm, của hệ vật liệu TSS1-x và các vật liệu so sánh.
Các hệ số áp điện (dij, gij) của hệ TSS1-x và các vật liệu so sánh. Bảng so sánh tính chất áp điện của các hệ vật liệu trên nền BaTiO3. Giá trị cijE (D ) (1010 N/m2 ) của hệ vật liệu TSS1-x và các vật liệu so sánh. Giá trị sij (10 12 m2 /N) của hệ vật liệu TSS1-x và vật liệu so sánh.
Thông số mạng, tỉ lệ tứ giác, thể tích ô mạng và mật độ của vật liệu TSS2-y 105 Bảng 3. Giá trị và tan của vật liệu BaTiO3 ở điều kiện tĩnh. Giá trị và tan của vật liệu BaTiO3 ở điều kiện tĩnh .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Đỗ Viết Ơn (2022). Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế]. LuanAn.net. https://luanan.net/ky-thuat-hoa-hoc-thuc-pham/cong-nghe-hoa-hoc/che-tao-nghien-cuu-tinh-chat-vat-ly-he-gom-ap-dien-batio3-ung-dung
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 bằng công nghệ nano, tối ưu cấu trúc, nâng cao hiệu suất ứng dụng trong thiết bị điện tử.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế. Năm bảo vệ: 2022.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano" thuộc chuyên ngành Khoa Điện-Điện Tử và Công nghệ vật liệu / Công nghệ Vật liệu. Danh mục: Công Nghệ Hóa Học.
Luận án "Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano" có 171 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu chế tạo gốm áp điện BaTiO3 ứng dụng công nghệ nano" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.