การศึกษาโครงสร้างอะตอมเชิงลึกและการเปลี่ยนโครงสร้างเฟสที่มีต่อสมบัติไพอิโซอิเล็กทริกของเซรามิก (1-x)BNT-xBCST ด้วยใช้แสงซินโครตรอนและเทคนิครามาน สเปกโตรสโคปี

The Study of Local Atomic Structure and Phase Transition with Effecting on Piezoelectric Property of (1-x)BNT-xBCST Ceramics by Using Synchrotron and Raman Spectroscopy Technique

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาโครงสร้างเฟส โครงสร้างอะตอมเชิงลึกและการเปลี่ยนเฟสที่มีต่อสมบัติไพอิโซอิเล็กทริกของเซรามิก (1-x)(Bi0.5Na0.5)TiO3 -x(Ba0.945Ca0.055)(Ti0.9946Sn0.0054)O3 [(1-x)BNT-xBCST] ที่ปริมาณ x ต่างๆ เตรียมด้วยเทคนิคการเผาไหม้ของแข็ง โดยใช้ไกลซีนเป็นเชื้อเพลิง ผลการศึกษาพบว่าเซรามิก (1-x)BNT-xBCST แสดงโครงสร้างผลึกแบบผสมระหว่างรอมโบฮีดรัลและเททระโกนัลในทุกตัวอย่าง และจากผล XANES พบว่าการเจือสาร BCST ที่มาก x เพิ่มขึ้นส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งอะตอม Ti ทำให้เกิดการเปลี่ยนโครงสร้างผลึก จากผลการศึกษาลักษณะโครงสร้างด้วยเทคนิครามานสเปกโตรสโคปี พบว่ารามานสเปก ตรัมสามารถยืนยันว่าเซรามิกแสดงโครงสร้างเฟสแบบผสมระหว่างรอมโบฮีดรัลและเททระโกนัลที่ปริมาณ x = 0.04 และเมื่อปริมาณ x มากขึ้นกว่า 0.04 เซรามิกแสดงโครงสร้างผลึกที่เป็นเททระโกนอลที่มากขึ้น และค่าสัม ประสิทธิ์ไพอิโซอิเล็กทริก (d33) มีการเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณ x เพิ่มขึ้นถึง 0.07 และหลังจากนั้นมีค่าลดลงที่ซึ่งที่ ปริมาณ x เท่ากับ 0.07 ตัวอย่างเซรามิกมีความหนาแน่นสูงสุด (5.93 g/cm3 ) และค่า d33 สูงสุด (202 pC/N)  In this research, the study of the phase formation, the local atomic structure and phase transition on piezoelectric property of (1-x)BNT-xBCST solid solutions at various of x content prepared via the solid state combustion technique, using glycine as fuel, were studied. The study results, it was found that (1-x) BNT-xBCST ceramics exhibited a single perovskite structure with the co-existence of the rhombohedral and tetragonal phases. Then, it was observed that the concentration of BCST compound with increasing of x affected the Ti atom position which led to change phase formation. From the Raman spectroscopy result, it can be see that the Raman spectrum can confirmed the co-existence of the rhombohedral and tetragonal phases at x = 0.04. When x content over 0.04, the ceramics showed higher tetragonal phase. The piezoelectric coefficient (d33) increases when x content increases up to 0.07 and then decreased. At x content of 0.07, the sample has the highest density (5.93 g/ cm3) and the highest d33 (202 pC/N).