Ảnh hưởng của các hạt nano NiO đến tính chất từ tính và chuyển tiếp pha phân tán của các hợp chất BZT/NiO

Nanoscale Research Letters - Tập 7 - Trang 1-6 - 2012
Parkpoom Jarupoom1,2, Sukum Eitssayeam1,2, Kamonpan Pengpat1,2, Tawee Tunkasiri1,2, David P Cann3, Gobwute Rujijanagul1,2
1Department of Physics and Materials Science, Faculty of Science, Chiang Mai University, Chiang Mai, Thailand
2Materials Science Research Center, Faculty of Science, Chiang Mai University, Chiang Mai, Thailand
3Faculty of Materials Science, Department of Mechanical Engineering, Oregon State University, Corvallis, USA

Tóm tắt

Một hệ thống composite mới, gốm Ba(Zr0.07Ti0.93)O3 (BZT93)/hạt nano NiO, đã được chế tạo để nghiên cứu ảnh hưởng của hạt nano NiO đến các tính chất của các hợp chất này. Các vòng hiển thị M-H cho thấy sự cải thiện trong hành vi từ tính đối với các mẫu có hàm lượng NiO cao hơn cùng với các tính chất điện từ đã được sửa đổi. Tuy nhiên, các mẫu có 1 vol.% cho thấy các tính chất điện từ và từ tính tối ưu. Việc xem xét phổ điện môi cho thấy rằng phụ gia NiO đã thúc đẩy một chuyển tiếp pha phân tán, và hai nhiệt độ chuyển tiếp pha, như quan sát thấy ở BZT93, đã hợp nhất thành một nhiệt độ chuyển tiếp pha duy nhất cho các mẫu composite.

Từ khóa

#hạt nano NiO #hợp chất BZT/NiO #tính chất từ tính #chuyển tiếp pha phân tán #gốm BZT93

Tài liệu tham khảo

Bhalla AS, Guo R, Roy R: The perovskite structure- a review of its role in ceramic science and technology. Mat Res Innovat 2000, 4: 3–26. 10.1007/s100190000062 Yu Z, Guo R, Bhalla AS: Dielectric behavior of Ba(Ti1-xZrx)O3single crystals. J Appl Phys 2000, 88: 410–415. 10.1063/1.373674 Yang GY, Dickey EC, Randall CA, Barber DE, Pinceloup P, Henderson MA: Oxygen nonstoichiometry and dielectric evolution of BaTiO3. Part I-improvement of insulation resistance with reoxidation. J Appl Phys 2004, 96: 7492–7499. 10.1063/1.1809267 Yang GY, Dickey EC, Randall CA, Barber DE, Pinceloup P, Henderson MA: Oxygen nonstoichiometry and dielectric evolution of BaTiO3. Part II-insulation resistance degradation under applied dc bias. J Appl Phys 2004, 96: 7500–7508. 10.1063/1.1809268 Chazono H, Kishi H: DC-electrical degradation of the BT-based material for multilayer ceramic capacitor with Ni internal electrode: impedance analysis and microstructure. Jpn J Appl Phys 2001, 40: 5624–5629. 10.1143/JJAP.40.5624 Kishi H, Mizuno Y, Chazono H: Base-metal electrode-multilayer ceramic capacitors: past, present and future perspectives. Jpn J Appl Phys 2003, 42: 1–15. 10.1143/JJAP.42.1 Hwang HJ, Watari K, Sando M, Toriyama M, Nihara K: Low-temperature sintering and high-strength Pb(Zr, Ti)O3-matrix composites incorporating silver particles. J Am Ceram Soc 1997, 80: 791–793. Ederer C, Spaldin NA: Recent progress in first-principles studies of magnetoelectric multiferroics. Solid State Mater Sci 2005, 9: 128–139. 10.1016/j.cossms.2006.03.001 Jarupoom P, Pengpat K, Rujijanagul G: Enhanced piezoelectric properties and lowered sintering temperature of Ba(Zr0.07Ti0.93)O3by B2O3addition. Curr Appl Phys 2010, 10: 557–560. 10.1016/j.cap.2009.07.020 Yu Z, Ang C, Guo R, Bhalla AS: Piezoelectric and strain properties of Ba(Ti1-xZr x )O3ceramics. J Appl Phys 2002, 92: 1489–1493. 10.1063/1.1487435 Das SR, Choudhary RN, Bhattacharya P, Katiyar RS, Dutta P, Manivannan A, Seehra MS: Structural and multiferroic properties of La-modified BiFeO3ceramics. J Appl Phys 2007, 101: 034104–034111. 10.1063/1.2432869 Chi ZH, Yang H, Feng SM, Li FY, Yu RC, Jin CQ: Room-temperature ferroelectric polarization in multiferroic BiMnO3. J Mag Mag Mater 2007, 310: e358-e360. 10.1016/j.jmmm.2006.10.335 Kumar MM, Srinath S, Kumar GS, Suryanarayana SV: Spontaneous magnetic moment in BiFeO3-BaTiO3solid solutions at low temperatures. J Magn Magn Mater 1998, 188: 203–212. 10.1016/S0304-8853(98)00167-X Chen J, Qi Y, Shi G, Yan X, Yu S, Cheng J: Diffused phase transition and multiferroic properties of 0.57 (Bi1-xLax)FeO3-0.43PbTiO3crystalline solutions. J App Phys 2008, 104: 064124–064128. 10.1063/1.2986497 Jarupoom P: Electrical property development of lead-free barium zirconate titanate ceramics. In Ph.D Thesis. Chiang Mai University; 2011. Makovec D, Samardzija Z, Drofenik M: Solid solubility of holmium, yttrium, and dysprosium in BaTiO3. J Am Ceram Soc 2004, 87: 1324–1329. 10.1111/j.1151-2916.2004.tb07729.x Huang YC, Tuan WH: Exaggerated grain growth in Ni-doped BaTiO3ceramics. Mat Chem Phys 2007, 105: 320–324. 10.1016/j.matchemphys.2007.04.075 Tang XG, Chew KH, Chan HLW: Diffuse phase transition and dielectric tunability of Ba(Zr y Ti1-y)O3relaxor ferroelectric ceramics. Acta Mater 2004, 52: 5177–5183. 10.1016/j.actamat.2004.07.028 Tuan WH, Huang YC: High percolative BaTiO3-Ni nanocomposites. Mat Chem Phys 2009, 118: 187–190. 10.1016/j.matchemphys.2009.07.029 Morrison FD, Sinclair DC, Skakle JMS, West AR: Novel doping mechanism for very-high-permittivity barium titanate ceramics. J Am Ceram Soc 1998, 81: 1957–1960. Morrison FD, Sinclair DC, West AR: An alternative explanation for the origin of the resistivity anomaly in La-doped BaTiO3. J Am Ceram Soc 2001, 84: 474–476. Morrison FD, Sinclair DC, West AR: Electrical and structural characteristics of lanthanum-doped barium titanate ceramics. J App Phys Soc 1999, 86: 6355–6366. 10.1063/1.371698 Gulwade D, Gopalan P: Study of diffuse phase transition in BaTiO3-LaAlO3. J Alloys Compd 2009, 481: 316–319. 10.1016/j.jallcom.2009.02.141