اثر نانو ذرات اکسید روی بر ریزساختار و خواص دی‌الکتریک سرامیک تیتانات باریم

سرامیک‌های (1-x) BaTiO3-x ZnO با مقادیر x برابر با 0، 0/5، 1 و 2 درصد وزنی با روش حالت جامد تهیه شدند. تأثیر افزودنی نانو ذرات اکسید روی بر چگالش، ریزساختار و خواص دی‌الکتریک سرامیک تیتانات باریم مورد بررسی قرار گرفت. پودر تیتانات باریم با روش حالت جامد در دمای ºC 1200 سنتز شد. نمونه‌ها با روش پرس تهیه و در دمای ºC 1280 تف‌جوشی شدند. با افزودن دو درصد وزنی نانو ذرات اکسید روی، چگالی سرامیک تیتانات باریم از مقدار 93/5 به 98/2 درصد افزایش و درصد تخلخل از مقدار 6/5 به 1/8 کاهش یافت. ریزساختاری متراکم همراه با رشد دانه در نمونه‌های حاوی نانو اکسید روی حاصل شد. کاهش در مقادیر ثابت دی‌الکتریک و اتلاف دی‌الکتریک (تانژانت دلتا) سرامیک تیتانات باریم با افزایش مقدار نانو اکسید روی مشاهده شد. کم‌ترین مقادیر ثابت دی‌الکتریک برای نمونه حاوی دو درصد وزنی نانو اکسید روی ثبت شد. ثابت دی‌الکتریک تیتانات باریم از مقدار 1745 به 895 برای نمونه حاوی دو درصد نانو اکسید روی در فرکانس یک کیلوهرتز کاهش یافت. مقدار اتلاف دی‌الکتریک نمونه‌های حاوی نانو اکسید روی در فرکانس‌های بالا (بیش از یک کیلوهرتز) به یکدیگر بسیار نزدیک و در حد 0/025 بود که کاهش چشمگیری نسبت به سرامیک تیتانات باریم، با اتلاف دی‌الکتریک در حد 0/065 نشان دادند. قطبش باقی‌مانده تیتانات باریم از مقدار μC/cm2 3/7 به μC/cm2 1/2 با افزودن یک درصد وزنی نانو ذرات اکسید روی کاهش یافت. مقدار میدان پسمان‌زدا برای هر دو نمونه در حد kV/cm 3/3 اندازه‌گیری شد.