بررسی تاثیر مقدار ژلاتین بر ویژگی ساختاری نانوپودر پیزوالکتریک بدون سرب (K0.5Na0.5)NbO3 تهیه شده به روش سل ژل اصلاح شده در محیط ژلاتین

نویسندگان

دانشگاه بجنورد

چکیده

در این پژوهش، نانوپودر پیزوالکتریک بدون سرب (K0.5Na0.5)NbO3 (KNN) به­روش سل ژل اصلاح شده به­ازای مقادیر متفاوت ژلاتین در دمای 700 درجه سانتی‌گراد سنتز شد. از نیترات سدیم، نیترات پتاسیم و آمونیوم نایوبیوم اگزالات به عنوان مواد اولیه استفاده شوند. ژلاتین که یک پلیمر طبیعی است به منظور عامل پلیمریزاسیون و پایدار کننده و نیز آب مقطر به عنوان حلال مورد استفاده قرار گرفتند. ساختار بلوری پودرها به­روش پراش پرتو X (XRD) مورد بررسی قرار گرفت و اندازه متوسط بلورک‌ها، کرنش شبکه و فشار شبکه با استفاده از فرمول شرر، روش ویلیامسون- ‌هال (W-H) و روش نمودار اندازه-کرنش (SSP < /span>) براورد شدند. تصویرهای میکروسکوپ الکترونی تراگسیلی (TEM) نانوپودر (K0.5Na0.5)NbO3 تهیه شده به ازای مقدارهای متفاوت ژلاتین، اندازه­ی متوسط ذرات را بین 100 تا 200 نانومتر نشان دادند. طرح پراش الکترونی ناحیه­ی انتخابی (SAED) نمونه­ها نشان دهنده­ی آن است که ذرات دارای ساختار بلوری منظم هستند.    

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Effect of gelatin on structural properties of lead-free piezoelectric (K0.5Na0.5) NbO3 nanopowders synthesized by a modified sol-gel route in gelatin media

نویسندگان [English]

  • gholamhosain Khorrami
  • Malihe Mousavi
چکیده [English]

In this research, lead-free piezoelectric Sodium potassium niobate nanopowders (K0.5Na0.5)NbO3 were synthesized using a modified sol–gel method. Nitrate sodium, nitrate potassium, and ammonium niobate oxalate were used as starting materials. Gelatin which is natural polymer was used as polymerization agent and distilled water was used as solvent. The crystal structure of the prepared powders is characterized using X-ray diffraction (XRD) and crystallite size, lattice strain and stress were estimated using Scherrer formula, Williamson-Hall (W-H), and Size-strain Plot (SSP) methods. TEM images showed that the morphology of the prepared particles is cubic, with the average size of about 100 to 200 nm. Selected area electron diffraction (SEAD) image of the samples were confirmed that the prepared particles have good crystallinity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • (K0.5Na0.5)NbO3
  • Modified Sol-gel
  • piezoelectric
  • Nanopowder

مراجع

[1] Khorrami G.H., Khorsand Zak A., Kompany A., "Optical and structural properties of X-doped (X= Mn, Mg, and Zn) PZT nanoparticles by Kramers–Kronig and size strain plot methods", Ceramics International, 38 (2012) 5683-5690.

[2] Ghasemifard M., Hosseini S., Khorsand Zak A., Khorrami G.H., "Microstructural and optical characterization of PZT nanopowder prepared at low temperature", Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 41 (2009) 418-422.

[3] Shvartsman V.V., Lupascu D.C., "Lead-Free Relaxor Ferroelectrics", Journal of the American Ceramic Society, 95 (2012) 1-26.

[4] Zhang S., Xia R., Shrout T., "Lead-free piezoelectric ceramics vs. PZT?", Journal of Electroceramics, 19 (2007) 251-257.

[5] Takenaka T., Nagata H., Hiruma Y., Yoshii Y., Matumoto K., "Lead-free piezoelectric ceramics based on perovskite structures", Journal of Electroceramics, 19 (2007) 259-265.

[6] Khorrami G.H., Kompany A., Khorsand Zak A., "A facile sol–gel approach to synthesize KNN nanoparticles at low temperature", Materials Letters, 110 (2013) 172-175.

[7] Kang I. Y., Seo I. T., Cha Y. J., Choi J. H., Nahm S., Sung T. H., Paik J. H., "Low temperature sintering of ZnO and MnO2-added (Na0.5K0.5)NbO3 ceramics", Journal of the European Ceramic Society, 32 (2012) 2381-2387.

[8] Pang X., Qiu J., Zhu K., Du J., "Effect of ZnO on the microstructure and electrical properties of (K0.5Na0.5)NbO3 lead-free piezoelectric ceramics", Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 23 (2011) 1083-1086.

[9] Li L., Gong Y. Q., Gong L. J., Dong H., Yi X. F., Zheng X. J., "Low-temperature hydro/solvothermal synthesis of Ta-modified K0.5Na0.5NbO3 powders and piezoelectric properties of corresponding ceramics", Materials & Design, 33 (2012) 362-366.

[10] Zhang F., Bai S., Karaki T., "Preparation of plate-like potassium sodium niobate particles by hydrothermal method", physica status solidi (a), 208 (2011) 1052-1055.

[11] Bai L., Zhu K., Qiu J., Zhu R., Gu H., Ji H., "Synthesis of (K,Na)NbO3 particles by traditional hydrothermal method and high-temperature mixing method under hydrothermal–solvothermal conditions", Research on Chemical Intermediates, 37 (2011) 185-193.

[12] Zak A.K., Yousefi R., Majid W.A., Muhamad M., "Facile synthesis and X-ray peak broadening studies of Zn 1-xMg xO nanoparticles", Ceramics International, 38 (2012) 2059-2064.

[13] Khorsand Zak A., Majid W.A., Abrishami M., Yousefi R., "X-ray analysis of ZnO nanoparticles by Williamson-Hall and size-strain plot methods", Solid State Sciences, 13 (2011) 251-256.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 11 تیر 1404
  • تاریخ بازنگری: 15 بهمن 1404
  • تاریخ پذیرش: 11 تیر 1404

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار