Nghiên cứu chế tạo hệ gốm áp điện trên cơ sở BaTiO3: Tính chất vật lý
Tìm hiểu tính chất gốm áp điện BaTiO3: nghiên cứu cấu trúc, ứng dụng và phương pháp chế tạo tiên tiến trong công nghiệp điện tử.
Công nghệ vật liệu
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
172
Thời gian đọc
26 phút
Lượt xem
1
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Tổng quan cấu trúc perovskite gốm áp điện BaTiO3
- Số trang:
- 172 trang
- Trường:
- Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
- Chuyên ngành:
- Công nghệ vật liệu
- Tác giả:
- Đỗ Viết Ơn
- Năm:
- 2022
Tóm tắt nội dung luận án
I. Tổng quan cấu trúc perovskite gốm áp điện BaTiO3
Gốm áp điện BaTiO3 là vật liệu tiên phong trong nghiên cứu vật liệu sắt điện. Hợp chất bari titanat (barium titanate) sở hữu cấu trúc perovskite đặc trưng với công thức tổng quát ABO3. Vật liệu này đóng vai trò cốt lõi trong xu hướng phát triển gốm áp điện không chì thân thiện với môi trường. Các nghiên cứu hiện đại tập trung thay thế vật liệu gốm chứa chì truyền thống độc hại. Cấu trúc mạng tinh thể của BaTiO3 biến đổi linh hoạt theo nhiệt độ. Sự dịch chuyển của ion titan tại tâm ô mạng tạo ra độ phân cực tự phát mạnh mẽ. Nhờ đó, vật liệu thể hiện tính chất sắt điện vượt trội cùng hiệu ứng áp điện rõ nét. Việc kiểm soát cấu trúc pha giúp nâng cao hiệu suất biến đổi năng lượng cơ điện. Đây là tiền đề quan trọng để ứng dụng vật liệu trong các linh kiện điện tử hiện đại.
1.1. Cấu trúc perovskite và cơ chế chuyển pha trong BaTiO3
Barium titanate tồn tại ở nhiều dạng cấu trúc tinh thể tùy thuộc nhiệt độ. Ở nhiệt độ cao, vật liệu mang cấu trúc lập phương không có tính áp điện. Khi hạ nhiệt độ qua nhiệt độ Curie khoảng 120°C, ô mạng chuyển sang cấu trúc bốn phương bất đối xứng. Quá trình này kích hoạt tính chất sắt điện và độ phân cực dư lớn. Tiếp tục hạ nhiệt độ, tinh thể chuyển lần lượt sang pha trực thoi và pha tam giác. Mỗi pha tinh thể quyết định trực tiếp đến hằng số điện môi và tổn hao điện môi của vật liệu. Sự dịch chuyển bất đối xứng của ion Ba2+ và Ti4+ tạo ra momen lưỡng cực điện. Hiện tượng phân cực này là nguồn gốc tạo nên hiệu ứng áp điện bền vững. Hiểu rõ giản đồ pha giúp định hướng chính xác quy trình nhiệt luyện và định hình cấu trúc gốm.
1.2. Tính chất điện và nhiệt độ Curie của bari titanat
Nhiệt độ Curie là giới hạn nhiệt quyết định trạng thái sắt điện của bari titanat. Tại điểm chuyển pha này, hằng số điện môi đạt giá trị cực đại và tuân theo định luật Curie-Weiss. Trên nhiệt độ Curie, trật tự phân cực biến mất hoàn toàn. Dưới nhiệt độ chuyển pha, vật liệu duy trì tính chất sắt điện ổn định với tổn hao điện môi thấp. Mức độ phân cực tự phát phụ thuộc chặt chẽ vào độ hoàn thiện của mạng tinh thể và mật độ domain sắt điện. Độ tinh khiết của nguyên liệu ban đầu cũng ảnh hưởng trực tiếp đến điện trở suất và độ bền cách điện. Việc tối ưu hóa các thông số điện môi đảm bảo khả năng hoạt động ổn định của gốm áp điện BaTiO3 trong các dải tần số khác nhau. Các thử nghiệm nhiệt điện học giúp xác định chính xác ngưỡng làm việc an toàn của linh kiện.
II. Các phương pháp tổng hợp hạt nano gốm áp điện BaTiO3
Tổng hợp bột nano là bước then chốt quyết định chất lượng gốm áp điện BaTiO3. Kích thước hạt ban đầu ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc vi mô và tỷ trọng sau thiêu kết. Các phương pháp hóa học ướt giúp kiểm soát tốt độ đồng đều và hình thái hạt. Quá trình này hạn chế sự tích tụ tạp chất và kiểm soát chính xác thành phần hóa học. Bột bari titanat nano có hoạt tính bề mặt cao, giúp giảm nhiệt độ thiêu kết đáng kể. Sự đồng nhất về kích thước hạt tạo điều kiện hình thành các domain sắt điện kích thước nhỏ. Nhờ vậy, hiệu ứng áp điện của mẫu gốm được tăng cường rõ rệt. Việc lựa chọn phương pháp tổng hợp phù hợp giúp tối ưu hóa chi phí sản xuất và nâng cao khả năng thương mại hóa sản phẩm gốm áp điện không chì.
2.1. Quy trình tổng hợp thủy nhiệt vật liệu barium titanate
Phương pháp thủy nhiệt là kỹ thuật phổ biến để chế tạo bột nano barium titanate. Quá trình phản ứng diễn ra trong bình phản ứng kín ở nhiệt độ và áp suất cao. Tiền chất TiO2 nano phản ứng trực tiếp với dung dịch Ba(OH)2 trong môi trường kiềm mạnh. Kỹ thuật này tạo ra các hạt nano bari titanat có độ tinh khiết cao và kích thước đồng đều. Hình thái hạt có dạng cầu hoàn hảo với độ phân tán tốt. Nhiệt độ phản ứng, nồng độ bazơ và thời gian thủy nhiệt là các yếu tố quyết định tốc độ kết tinh. Bột nano thu được có cấu trúc perovskite hoàn chỉnh ngay ở nhiệt độ phản ứng thấp dưới 200°C. Phương pháp này giảm thiểu sự kết tụ hạt so với các phương pháp phản ứng pha rắn truyền thống. Sản phẩm bột nano là tiền đề lý tưởng để tạo mẫu gốm có mật độ khối cao.
2.2. Phương pháp sol gel và cơ kim trong chế tạo nano BaTiO3
Phương pháp sol-gel và cơ kim mang lại khả năng trộn lẫn hóa chất ở cấp độ phân tử. Tiền chất alkoxide kim loại trải qua quá trình thủy phân và ngưng tụ liên tục. Mạng lưới gel đồng nhất hình thành và giữ nguyên tỷ lệ cân bằng hóa học giữa Ba và Ti. Sau quá trình sấy khô và nhiệt phân, bột bari titanat kết tinh ở nhiệt độ thấp hơn phản ứng pha rắn. Cấu trúc perovskite hình thành đồng nhất giúp hạn chế tối đa các khuyết tật mạng tinh thể. Hạt nano thu được có bề mặt riêng lớn và độ tinh khiết hóa học vượt trội. Tuy nhiên, phương pháp đòi hỏi kiểm soát nghiêm ngặt độ ẩm và tốc độ bay hơi dung môi. Bột nano sau khi nung sơ bộ thể hiện hoạt tính phản ứng cao khi ép tạo hình gốm áp điện BaTiO3.
III. Kỹ thuật thiêu kết nâng cao tính chất gốm áp điện BaTiO3
Kỹ thuật thiêu kết đóng vai trò then chốt trong việc định hình vi cấu trúc gốm áp điện BaTiO3. Mật độ khối và kích thước hạt gốm quyết định trực tiếp đến hệ số áp điện d33. Thiêu kết một bước thông thường dễ làm hạt gốm phát triển bất thường ở nhiệt độ cao. Điều này làm gia tăng tổn hao điện môi và làm suy giảm độ bền cơ học. Các nghiên cứu hiện nay áp dụng kỹ thuật thiêu kết hai bước hiện đại để khắc phục nhược điểm trên. Quy trình nhiệt luyện được phân tầng nhằm thúc đẩy quá trình đặc kết mà không làm tăng kích thước hạt. Vi cấu trúc gốm mịn màng giúp cải thiện vượt bậc tính chất sắt điện. Nhờ vậy, gốm áp điện không chì đạt được các thông số kỹ thuật tương đương với gốm chứa chì truyền thống.
3.1. Kỹ thuật thiêu kết hai bước kiểm soát kích thước hạt gốm
Kỹ thuật thiêu kết hai bước là giải pháp đột phá trong công nghệ chế tạo gốm bari titanat. Mẫu gốm được nung nhanh đến nhiệt độ cao T1 để kích hoạt sự đặc kết ban đầu. Ngay sau đó, nhiệt độ được hạ xuống mức T2 thấp hơn và duy trì trong thời gian dài. Cơ chế này tận dụng sự khác biệt giữa năng lượng kích hoạt khuếch tán biên hạt và khuếch tán bề mặt. Quá trình đặc kết tiếp tục diễn ra trong khi sự phát triển của kích thước hạt bị ức chế hoàn toàn. Mẫu gốm đạt độ đặc khít trên 98% lý thuyết với kích thước hạt đồng đều dưới micromet. Cấu trúc vi mô hạt mịn giúp giảm ứng suất nội tại và cải thiện đáng kể hằng số điện môi. Kỹ thuật này mở ra hướng đi mới cho việc sản xuất gốm áp điện không chì chất lượng cao.
3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt thiêu kết
Nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt thiêu kết tác động sâu sắc đến độ xốp và ranh giới hạt gốm. Nếu nhiệt độ thiêu kết quá thấp, mẫu gốm không đạt mật độ cần thiết và tồn tại nhiều lỗ xốp. Lỗ xốp làm suy giảm hiệu ứng áp điện và gây rò rỉ điện tích nghiêm trọng. Ngược lại, nhiệt độ quá cao khiến pha tinh thể bị biến dạng và bay hơi nguyên tố. Thời gian giữ nhiệt tối ưu tại T2 đảm bảo các hạt liên kết bền vững mà không gây thô hóa hạt. Vi cấu trúc đồng nhất giúp giảm thiểu tổn hao điện môi và tăng điện trường đánh thủng. Quá trình phân cực điện trường cao sau đó diễn ra thuận lợi và đạt độ phân cực bão hòa tối đa. Sự tối ưu hóa chế độ nhiệt là yếu tố quyết định để ổn định hệ số áp điện d33.
IV. Tối ưu hiệu ứng áp điện trên hệ gốm áp điện BaTiO3
Tối ưu hóa hiệu ứng áp điện là mục tiêu trọng tâm trong nghiên cứu gốm áp điện BaTiO3. Các nhà khoa học kết hợp kỹ thuật biến tính thành phần và kỹ thuật phân cực điện trường. Việc tạo dung dịch rắn hoặc pha tạp ion giúp hạ thấp rào cản chuyển dịch domain sắt điện. Hệ số áp điện d33 tăng trưởng mạnh mẽ khi vật liệu nằm gần các vùng biên pha không ổn định. Bên cạnh đó, kiểm soát vi cấu trúc hạt nano giúp tăng cường phản ứng cơ điện. Cấu trúc perovskite biến tính duy trì hằng số điện môi cao và tính chất sắt điện ổn định. Các giải pháp công nghệ đồng bộ giúp gốm áp điện không chì BaTiO3 đạt hiệu năng vượt bậc. Vật liệu đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe cho các thiết bị chuyển đổi tín hiệu.
4.1. Pha tạp và thiết kế biên pha hình thái học MPB
Pha tạp các nguyên tố như Zr, Ca, Sn hoặc Hf vào mạng barium titanate tạo ra các dung dịch rắn đa nguyên. Hệ vật liệu BZT-BCT hoặc BCZT là minh chứng tiêu biểu cho hướng tiếp cận này. Sự pha tạp dịch chuyển các đường chuyển pha và hình thành biên pha hình thái học MPB. Tại vùng biên pha MPB, hai pha bốn phương và trực thoi cùng tồn tại đồng thời. Năng lượng tự do dị hướng phân cực giảm xuống mức tối thiểu, giúp các domain sắt điện quay tự do dưới điện trường ngoài. Hệ quả là hệ số áp điện d33 tăng vọt, đạt giá trị trên 500 pC/N. Cấu trúc perovskite biến tính này còn cải thiện đáng kể hằng số điện môi và giảm nhiệt độ chuyển pha. Đây là bước đột phá đưa gốm áp điện không chì thay thế hoàn toàn gốm PZT độc hại.
4.2. Tối ưu hóa quá trình phân cực và hệ số áp điện d33
Quá trình phân cực điện trường cao định hướng lại toàn bộ các domain sắt điện trong khối gốm. Mẫu gốm áp điện BaTiO3 được gia nhiệt trong dầu silicon cách điện đến gần nhiệt độ Curie. Điện trường một chiều cường độ cao được đặt vào hai bề mặt điện cực của mẫu gốm. Dưới tác dụng của điện trường, các lưỡng cực điện sắp xếp đồng hướng dọc theo phương phân cực. Khi làm nguội về nhiệt độ phòng dưới điện trường, trạng thái phân cực được khóa chặt lại. Hiệu ứng áp điện xuất hiện rõ rệt sau khi hoàn tất quá trình định hướng lưỡng cực. Hệ số áp điện d33 đo được phản ánh trực tiếp mức độ định hướng của các domain. Việc kiểm soát nhiệt độ phân cực và điện trường giúp giảm tổn hao điện môi và tránh nứt vỡ mẫu.
V. Đánh giá tiềm năng ứng dụng của gốm áp điện BaTiO3
Gốm áp điện BaTiO3 mở ra triển vọng to lớn trong kỷ nguyên công nghệ xanh và bền vững. Việc loại bỏ hoàn toàn nguyên tố chì độc hại đáp ứng các tiêu chuẩn bảo vệ môi trường quốc tế. Vật liệu bari titanat biến tính sở hữu hệ số áp điện d33 cao cùng hằng số điện môi lớn. Nhờ đó, linh kiện chế tạo từ BaTiO3 hoạt động hiệu quả trong nhiều dải tần số. Tính chất sắt điện ổn định giúp nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị. Các cảm biến và đầu dò siêu âm sử dụng gốm áp điện không chì ngày càng phổ biến. Sự kết hợp giữa công nghệ nano và kỹ thuật thiêu kết tiên tiến tiếp tục nâng cao giá trị thương mại của vật liệu này.
5.1. Ứng dụng trong cảm biến và đầu phát sóng siêu âm
Gốm áp điện không chì BaTiO3 là thành phần cốt lõi trong các bộ chuyển đổi siêu âm và cảm biến đo lường. Nhờ hiệu ứng áp điện thuận, vật liệu biến đổi nhanh chóng các dao động cơ học thành tín hiệu điện áp chính xác. Ngược lại, hiệu ứng áp điện nghịch cho phép tạo ra sóng siêu âm công suất lớn trong môi trường chất lỏng và không khí. Các thiết bị y tế chẩn đoán hình ảnh và máy đo khoảng cách siêu âm ứng dụng rộng rãi cấu trúc này. Độ bền cơ học cao cùng tổn hao điện môi thấp giúp thiết bị duy trì độ nhạy tín hiệu liên tục. Cấu trúc perovskite ổn định giảm thiểu hiện tượng trôi tín hiệu trong điều kiện làm việc khắc nghiệt. Sản phẩm mang lại độ chính xác cao và thân thiện với sức khỏe con người.
5.2. Tiềm năng thu hoạch năng lượng và linh kiện vi cơ điện tử
Thu hoạch năng lượng từ rung động môi trường là hướng ứng dụng đột phá của gốm áp điện BaTiO3. Máy phát điện nano áp điện chuyển đổi áp lực cơ học xung quanh thành nguồn điện một chiều hữu ích. Nguồn năng lượng tự cấp này cấp nguồn hiệu quả cho các cảm biến không dây trong mạng lưới vạn vật kết nối IoT. Ngoài ra, vật liệu barium titanate còn được tích hợp sâu rộng vào các hệ thống vi cơ điện tử MEMS. Độ phân cực tự phát cao giúp kích hoạt các cơ cấu chấp hành siêu nhỏ với độ dịch chuyển chính xác cấp nanomet. Tổn hao điện môi thấp đảm bảo hiệu suất truyền dẫn năng lượng tối ưu và không gây quá nhiệt linh kiện. Đây là giải pháp xanh định hình tương lai của ngành vi điện tử tự động hóa.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (172 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.
Tác giả luận án Đỗ Viết Ơn i Tng hp các án, khóa lun, tiu lun, chuyên và lun vn tt nghip i hc v các chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123 2 of 98. 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, tác giả 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 Tng hp các án, khóa lun, tiu lun, chuyên và lun vn tt nghip i hc v các chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123 3 of 98. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa BCT Ba1-xCaxTiO3 BCZT Ba0.9O3 BFO BiFeO3 BHT-BCT BaHf0.3TiO3 BST-BCT BaSn0.3TiO3 BT BaTiO3 BT-BS BaTiO3-BaSnO3 BZT BaZrx Ti1-O3 BZT-xBCT BaZr0.3TiO3 CM COMSOL Multiphysics CS Conventional one-step sintering: Thiêu kết thường đvtđ Đơn vị tùy định EDX Energy dispersive Xray: Tán xạ năng lượng tia X 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 PPT Polymorphic Phase Transition: Chuyển pha đa hình iii Tng hp các án, khóa lun, tiu lun, chuyên và lun vn tt nghip i hc v các chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123 4 of 98. PVA Chất polyvinyl alcohol PZT PbZrxTi1-xO3 SEM Scanning electron microscope: Kính hiển vi điện tử quét SPL Sound pressure level: Mức áp suất âm TEM Transmission electron microscope: Kính hiển vi điện tử truyền qua TVR Transmitting Voltage Response: Đáp ứng điện áp truyền TSS Two-step sintering: Thiêu kết hai bước TSS-BaTiO3 Vật liệu BaTiO3 thiêu kết hai bước TSS1-x Hệ vật liệu thiêu kết hai bước với nhiệt độ T1 thay đổi TSS2-y Hệ vật liệu thiêu kết hai bước với nhiệt độ T2 thay đổi XRD X-ray Diffraction: Nhiễu xạ tia X iv Tng hp các án, khóa lun, tiu lun, chuyên và lun vn tt nghip i hc v các chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123 5 of 98. MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN.
ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. iii MỤC LỤC. v DANH MỤC BẢNG. viii DANH MỤC HÌNH.
TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TRÊN CƠ SỞ BaTiO3. VẬT LIỆU BaTiO3. Cấu trúc Perovskite. Chuyển pha cấu trúc trong BaTiO3.
CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO VẬT LIỆU BaTiO3 NANO. Phương pháp cơ kim. Phương pháp nhiệt dung môi/thủy nhiệt. 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. Kỹ thuật thành phần: pha tạp và dung dịch rắn (Biên pha hình thái học và chuyển pha đa hình).
Kỹ thuật thiêu kết hai bước. 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.
36 Kết luận chương 1. THỰC NGHIỆM TỔNG HỢP HỆ VẬT LIỆU ÁP ĐIỆN BaTiO3 VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 39 v Tng hp các án, khóa lun, tiu lun, chuyên và lun vn tt nghip i hc v các chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123 6 of 98. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP VẬT LIỆU BaTiO3 NANO SỬ DỤNG QUÁ TRÌNH THỦY NHIỆT.
Tổng hợp các hạt nano TiO2. Cấu trúc và vi cấu trúc của các hạt nano TiO2. Tổng hợp các hạt BaTiO3 nano. 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 tỉ lệ mol Ba/Ti. Ảnh hưởng của thời gian tổng hợp thủy nhiệt. 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 nano 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 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.
66 Kết luận chương 2. NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HỆ VẬT LIỆU ÁP ĐIỆN 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).
82 vi Tng hp các án, khóa lun, tiu lun, chuyên và lun vn tt nghip i hc v các chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123 7 of 98. Ảnh hưởng của nhiệt độ T1 đến tính chất của gốm TSS1-x. Ảnh hưởng của nhiệt độ T2 đến tính chất của gốm TSS2-y. 97 Kết luận chương 3.
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. Giới thiệu chung về phần mềm Comsol Multiphysics. Thiết lập bài toán mô phỏng cho biến tử Bimorph hỗn hợp bằng phần mềm COMSOL Multiphysics.
Đặc trưng cộng hưởng và đặc tính âm học của biến tử Bimorph hỗn hợp. CHẾ TẠO VÀ KHẢO SÁT 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.
130 Kết luận chương 4. 134 KẾT LUẬN LUẬN ÁN. 135 DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN. 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
139 vii Tng hp các án, khóa lun, tiu lun, chuyên và lun vn tt nghip i hc v các chuyên ngành: Kinh t, Tài Chính & Ngân Hàng, Công ngh thông tin document, khoa luan, tieu luan, 123 8 of 98. DANH MỤC BẢNG Trang 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.
Hằng số mạng của vật liệu BaTiO3. Giá trị εr và tanδ 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 (3. 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 CS-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 ε và tanδ của vật liệu BaTiO3 ở điều kiện tĩnh. Giá trị ε và tanδ 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 εijS(T)/ε0 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 sijE(D) (10-12 m2/N) của hệ vật liệu TSS1-x và vật liệu so sánh .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Đỗ Viết Ơn (2022). Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo [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/nghien-cuu-che-tao-he-gom-ap-dien-co-so-bati03-tinh-chat-vat-ly
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo" nghiên cứu về vấn đề gì?
Tìm hiểu tính chất gốm áp điện BaTiO3: nghiên cứu cấu trúc, ứng dụng và phương pháp chế tạo tiên tiến trong công nghiệp điện tử.
Luận án "Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo" 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 "Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo" thuộc chuyên ngành Công nghệ vật liệu. Danh mục: Công Nghệ Hóa Học.
Luận án "Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo" có bao nhiêu trang?
Luận án "Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo" có 172 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Tính chất gốm áp điện BaTiO3: Nghiên cứu và chế tạo" 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.