Cấu trúc, hình thái, hành vi thiêu kết và tính chất điện môi vi sóng của gốm 6Ca0.61Nd0.26TiO3–4Nd(Zn1/2Ti1/2)O3 được chế tạo thông qua phương pháp tiền chất citrate

Journal of Materials Science: Materials in Electronics - Tập 33 - Trang 20532-20543 - 2022
Xinglong Liu1, Xinyao She1, Quanliang Jia1, Dong Xu1, Jiamao Li1,2
1School of Materials Science and Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan, People’s Republic of China
2Key Laboratory of Green Fabrication and Surface Technology of Advanced Metal Materials, Anhui University of Technology, Ministry of Education, Maanshan, People’s Republic of China

Tóm tắt

Bài báo này báo cáo một phương pháp tổng hợp có kiểm soát các bột nano 6Ca0.61Nd0.26TiO3–4Nd(Zn1/2Ti1/2)O3 (6CNT–4NCT) bằng cách sử dụng phương pháp tiền chất citrate. Các đặc điểm cấu trúc và hình thái vi mô của các hạt nano đã được phân tích bằng các kỹ thuật phương phổ nhiễu xạ X-ray (XRD), phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR), kính hiển vi điện tử quét (SEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM). Hành vi thiêu kết và các đặc tính điện môi vi sóng đã được nghiên cứu dưới dạng gốm khối thu được từ các bột đã tổng hợp. Kết quả cho thấy sự hình thành trực tiếp pha đơn 6CNT–4NCT mà không có tạp chất nào sau khi nung tiền chất citrate ở 700 °C. Hơn nữa, bột thu được có sự phân tán tốt và khả năng thiêu kết cao, điều này có lợi cho quá trình thiêu kết gốm. Gốm 6CNT–4NCT được thiêu kết tốt ở 1220 °C và có các tính chất điện môi hấp dẫn: εr = 58.2, Q × f = 57,150 GHz, và τf =  + 1.7 ppm/°C.

Từ khóa

#gốm 6Ca0.61Nd0.26TiO3–4Nd(Zn1/2Ti1/2)O3 #phương pháp tiền chất citrate #thiêu kết #tính chất điện môi vi sóng #bột nano

Tài liệu tham khảo

H.C. Yang, S.R. Zhang, H.Y. Yang, Q.Y. Wen, Q. Yang, G. Lin, Q. Zhao, E.Z. Li, J. Adv. Ceram. 10, 885–932 (2021) C.Z. Yin, B. Liu, Z.Z. Yu, L.L. Shu, L.J. Liu, Y. Chen, C.C. Li, J. Adv. Ceram. 10, 108–119 (2021) K.P. Surendran, S. Solomon, M.R. Varma, P. Mohanan, M.T. Sebastian, J. Mater. Res. 17, 2561–2566 (2002) S. Nomura, Ferroelectrics 49, 61–70 (1983) A. Kan, H. Ogawa, H. Ohsato, J. Alloys Compd. 337, 303–308 (2002) X.J. Cui, L. Liu, H. Li, F. Liu, L.J. Cheng, S.J. Liu, Mater. Res. Express 7, 016306 (2020) J.Q. Lv, E.C. Xiao, X.H. Li, X.L. Dong, Y. Chen, Z.X. Yue, F. Shi, Ceram. Int. 46, 3715–3724 (2020) X.H. Zhang, N. Chang, J. Zhang, Y.Y. Zhou, Z.X. Yue, L.T. Li, J. Alloys Compd. 819, 153011 (2020) C. Feng, X. Zhou, B.J. Tao, H.T. Wu, S.F. Huang, J. Adv. Ceram. 11, 392–402 (2022) Z.B. Feng, B.J. Tao, W.F. Wang, H.Y. Liu, H.T. Wu, Z.L. Zhang, J. Alloys Compd. 822, 153634 (2020) J. Fan, Q. Zhao, K. Du, F. Wang, X.H. Wang, W.Z. Lu, L. Wen, J. Am. Ceram. Soc. 103, 3231–3237 (2020) Z. Sun, Q.Y. Li, S.Y. Xie, W.X. Liu, Y.M. Han, Mater. Lett. 261, 126994 (2020) X.Q. Hu, J. Jiang, J.Z. Wang, L. Gan, T.J. Zhang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31, 2544–2550 (2020) J.M. Li, C.G. Fan, S.L. Ran, Ceram. Int. 42, 607–614 (2016) G.H. Chen, Y. Yang, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 1012–1017 (2013) L. Hao, G.J. Shu, F.C. Meng, H.X. Lin, Ceram. Int. 44, 13139–13144 (2018) Z.Z. Weng, H. AminiRastabi, Z.X. Xiong, H. Xue, J. Alloys Compd. 725, 1063–1068 (2017) W.T. Xie, Q.X. Jiang, Q.L. Cao, X.S. Xu, H.Q. Zhou, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29, 9745–9750 (2018) Y.A. Ivanova, E.F. Sutormina, N.A. Rudina, A.V. Nartova, L.A. Isupova, Catal. Commun. 117, 43–48 (2018) A.O. Turky, M.M. Rashad, M. Bechelany, Mater. Des. 90, 54–59 (2016) R.F. Zhu, B.J. Fang, X.Y. Zhao, S. Zhang, Z.H. Chen, J.N. Ding, H.S. Luo, J. Alloys Compd. 735, 496–509 (2018) S.A. Kirillova, I.V. Romanova, T.V. Lisnycha, A.V. Potapenko, Electrochim. Acta 286, 163–171 (2018) T. Dippong, E.A. Levei, C.L. Lengauer, A. Daniel, D. Toloman, O. Cadar, Mater. Charact. 163, 110268 (2020) W.A. Wani, S. Kundu, K. Ramaswamy, H. Venkataraman, J. Alloys Compd. 846, 156334 (2020) N.I. Abu-Elsaad, S.A. Mazen, A.Y. Sleem, Ceram. Int. 48, 14210–14223 (2022) P. Thakur, D. Chahar, A. Thakur, Adv. Nano Res. 12, 415–426 (2022) T. Dippong, O. Cadar, E.A. Levei, I.G. Deac, F. Goga, G. Borodi, L.B. Tudoran, Ceram. Int. 45, 7458–7467 (2019) M.K. Lee, S. Kang, Ceram. Int. 45, 6665–6672 (2019) B. Hakki, P. Coleman, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. MTT-8, 402–410 (1960) W. Courtney, IEEE Trans. Microw. Theory Tech. MTT-18, 476–485 (1970) L.A.P. Maqueda, M.J. Diánez, F.J. Gotor, M.J. Sayagués, C. Real, J.M. Criado, J. Mater. Chem. 13, 2234–2241 (2003) R.D. Purohita, A.K. Tyagi, J. Mater. Chem. 12, 1218–1221 (2002) T.V. Anuradha, S. Ranganathan, T. Mimani, K.C. Patil, Scr. Mater. 44, 2237–2241 (2001) L.J. Zhou, W.J. Weng, P.Y. Du, G. Shen, G.R. Han, J. Eur. Ceram. Soc. 26, 1995–1998 (2006) Q.L. Zhang, F. Wu, H. Yang, J.F. Li, J. Alloys Compd. 508, 610–615 (2010) B.L. Liang, X.H. Zheng, D.P. Tang, J. Alloys Compd. 488, 409–413 (2009) S. Chandel, P. Thakur, S.S. Thakur, V. Kanwar, M. Tomar, A. Thakur, Ceram. Int. 44, 4711–4718 (2018) A.V. Zalesskii, A.A. Frolov, T.A. Khimich, A.A. Bush, Phys. Solid State 45, 141–145 (2003) N.S. Gajbhiye, U. Bhattacharya, V.S. Darshane, Thermochim. Acta 264, 219–230 (1995) L.J. Bellamy, The Infrared Spectra of Complex Molecules, 2nd edn. (Springer, Dordrecht, 1958), p.299 M. Stefanescu, M. Stoia, C. Caizer, T. Dippong, P. Barvinschi, J. Therm. Anal. Calorim. 97, 245–250 (2009) J. Shao, Y. Tao, J. Wang, C. Xu, W.G. Wang, J. Alloys Compd. 484, 263–267 (2009) S.M. Khetre, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 24, 1213–1219 (2013) S. Boumaza, R. Brahimi, L. Boudjellal, A. Belhadi, M. Trari, J. Solid State Electrochem. 24, 329–337 (2020) M. Stefanescu, T. Dippong, M. Stoia, O. Stefanescu, J. Therm. Anal. Calorim. 94, 389–393 (2008) X. Zhou, L.T. Liu, J.J. Sun, N.K. Zhang, H.Z. Sun, H.T. Wu, W.H. Tao, J. Adv. Ceram. 10, 778–789 (2021) J.M. Li, C.M. Zhang, H. Liu, T. Qiu, C.G. Fan, J. Adv. Ceram. 9, 558–566 (2020) C.L. Huang, S.H. Lin, Y.B. Chen, J. Alloys Compd. 489, 719–721 (2010) Y.B. Chen, J. Alloys Compd. 502, 153–157 (2010) Y.B. Chen, J. Alloys Compd. 491, 330–334 (2010) Z.H. Yao, H.X. Liu, Z.Y. Shen, Z.Z. Chen, Z.H. Wu, H.T. Yu, M.H. Cao, Mater. Res. Bull. 41, 1972–1978 (2006) Y.Y. Liu, M.S. Fu, H.J. Guo, X. Ma, L. Ni, Ceram. Int. 48, 23044–23050 (2022) H.C. Yang, S.R. Zhang, H.Y. Yang, Y. Yuan, E.Z. Li, J. Am. Ceram. Soc. 103, 1121–1130 (2020)