بررسی پارامترهای موثر بر زینتر دو مرحله ای پیزوسرامیک عاری از سرب نایوبات پتاسیم-سدیم

سرامیک های پیزوالکتریک سربی که شامل درصد بالایی سرب می باشند، به دلیل سمی بودن سرب و ایجاد مشکلات مختلف محیط زیستی، تلاش های گوناگونی برای جایگزینی این سرامیک ها صورت گرفته است. در این مقاله ابتدا پودر پیزوسرامیک عاری از سرب نایوبات پتاسیم- سدیم (KNN) به عنوان ترکیب کاندید برای جایگزینی پیزوسرامیک های پایه سربی با روش متداول حالت جامد سنتز شد و سپس پارامترهای موثر بر زینتر دو مرحله ای این سرامیک - از جمله دمای مرحله اول (T1)، دمای مرحله دوم (T2)، مدت زمان نگهداری در دمای T2 مطالعه شد. همچنین تاثیر زینتر دو مرحله ای بر ریزساختار و چگالی این ترکیب نیز بررسی گردید. بررسی های انجام شده به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) در کنار اندازه گیری چگالی نمونه ها حاکی از آن بود که با زینتر دو مرحله ای KNN می توان ریزساختار را به نحوی کنترل نمود که بتوان به چگالی هایی تا 3/95% چگالی تئوری دست یافت، این مقدار نسبت به چگالی نمونه های زینتر شده متداول که اغلب در حدود 5/93% می باشد، افزایش قابل ملاحظه ای نشان می دهد. این در حالی است که مدت زمان نگه داری در دمای T2 با آنچه عموما برای زینتر متداول سرامیک KNN استفاده می گردد، فقط دو برابر است، در صورتی که زینتر های دو مرحله ای تاکنون در مدت زمان های طولانی زینتر انجام می شده است. همچنین این افزایش چگالی در زینتر دو مرحله ای همراه با کاهش درصد تخلخل(45/2%) و کاهش میانگین اندازه دانه(μm 72/3) بوده است، در صورتی که مقادیر درصد تخلخل و میانگین اندازه دانه برای زینتر معمولی، 48/6% و μm 48/6 می باشد. لذا نتایج نشان می دهد که زینتر دو مرحله ای می تواند به عنوان یک روش مناسب برای زینتر پیزوسرامیک عاری از سرب KNN محسوب گردد.