بررسی تاثیر متغیرهای تف جوشی بر ریزساختار و چگالی الیاف PZT تهیه شده با فرایند اکستروژن

در این پژوهش، الیاف PZT با استفاده از پودر تجاری PZT-5A و افزودنی های پلیمری و حلال آب دیونیزه تهیه شد. رفتار ریولوژی خمیرهای مختلف با مقادیر جامد و افزودنی های متفاوت بررسی شد و بهترین خمیر برای تزریق توسط سرنگ (فرایند اکستروژن) انتخاب شد. در این میان خمیر حاوی 85٪ جامد و 1٪ وزنی گلیسرول که با استفاده از محلول 15٪ وزنی PVA تهیه شد دارای بهترین رفتار ریولوژی بود. الیاف به دست آمده در دمای C100 خشک شده و فرایند چسب زدایی در دمای C600 با نرخ C/min1 به مدت 2 ساعت انجام گردید. فرایند تف جوشی در محدوده دمای C1270-1220 در زمان های 4-5/2 ساعت انجام شد. بررسی های فازی انجام شده توسط آنالیز پراش اشعه X نشان داد که الیاف به دست آمده در دمای C1220 دارای ساختار تک فاز پروسکایت PZT می باشد، اما با افزایش دمای تف جوشی پیک های ثانویه مربوط به اکسیدهای زیرکونیوم و تیتانیوم در الگوهای پراش الیاف مشاهده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف نشان داد الیاف تف جوشی شده در دمای C1220 به مدت 2 ساعت عاری از هرگونه ترک و دارای چگالی قابل قبول بود. بعلاوه، بر اساس تصاویر SEM میانگین قطر این نمونه حدود µm300 محاسبه شد. تصاویر سطح شکست الیاف نشان داد که این نمونه دارای ریزساختاری با دانه های مکعبی با میانگین اندازه دانه μm5/1 بود که حدود نصف میانگین دانه های PZT بالک با دانه های کروی در دمای بهینه تف جوشی بود.