Cải tiến lò vi sóng dân dụng thành thiết bị chế tạo vật liệu sắt điện PZT53/47

Bài báo này trình bày về các kết quả nghiên cứu cải tiến lò vi sóng dân dụng thành thiết bị chế tạo vật liệu sắt điện PZT53/47. Vật liệu sắt điện PZT53/47 dưới dạng gốm điện và màng mỏng đã chế tạo thành công với sự hỗ trợ của vi sóng trong môi trường dung dịch HNO3 loãng. Kết quả thu được bột gốm sắt điện và màng mỏng có cấu trúc và vi cấu trúc đồng đều, siêu mịn, kích thước hạt dưới 100nm. Ưu điểm của phương pháp này là làm giảm được nhiệt độ nung thiêu kết của gốm. Tính chất sắt điện của gốm và màng mỏng PZT53/47 cũng đã được nghiên cứu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cải tiến lò vi sóng dân dụng thành thiết bị chế tạo vật liệu sắt điện PZT53/47Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, số 5 (18) – 2014 CAÛI TIEÁN LOØ VI SOÙNG DAÂN DUÏNG THAØNH THIEÁT BÒ CHEÁ TAÏO VAÄT LIEÄU SAÉT ÑIEÄN PZT53/47 Huyønh Duy Nhaân Tröôøng Ñaïi hoïc Thuû Daàu Moät TÓM TẮT Bài báo này trình bày về các kết quả nghiên cứu cải tiến lò vi sóng dân dụng thànhthiết bị chế tạo vật liệu sắt điện PZT53/47. Vật liệu sắt điện PZT53/47 dưới dạng gốm điệnvà màng mỏng đã chế tạo thành công với sự hỗ trợ của vi sóng trong môi trường dung dịchHNO3 loãng. Kết quả thu được bột gốm sắt điện và màng mỏng có cấu trúc và vi cấu trúcđồng đều, siêu mịn, kích thước hạt dưới 100nm. Ưu điểm của phương pháp này là làm giảmđược nhiệt độ nung thiêu kết của gốm. Tính chất sắt điện của gốm và màng mỏng PZT53/47cũng đã được nghiên cứu. Từ khóa: vi sóng, cấu trúc, vi cấu trúc, sắt điện, gốm khối, màng mỏng *1. Đặt vấn đề với nung nóng thông thường mà ở đó nhiệt Hiện nay, gốm ôxít có cấu trúc nanô phải khuếch tán từ bề mặt của vật liệu. Vớingày càng thu hút được sự quan tâm vì cơ chế nung nóng thể tích, vật liệu có thểchúng có các ưu điểm và tính chất khác biệt hấp thụ năng lượng vi sóng trực tiếp từ bênso với các vật liệu có cấu trúc micrô. trong và biến đổi nó thành nhiệt. Đặc trưngPhương pháp truyền thống không còn phù đó dẫn đến những thuận lợi khi sử dụng vihợp với yêu cầu của quá trình tổng hợp vật sóng để gia công vật liệu. Vi sóng đã đượcliệu này. Các phương pháp hóa học ngày sử dụng một cách thành công trong một sốcàng được sử dụng nhiều hơn để chế tạo lĩnh vực (như nung sơ bộ cao su, thịt lợnvật liệu, với ưu điểm tổng hợp ở nhiệt độ muối xông khói trước khi nấu, sấy khôthấp, và có thể điều khiển được sự phát bột…). Vi sóng được sử dụng như một cơtriển kích thước hạt. chế nung nóng có tiềm năng để thay thế Đối với vật liệu sắt điện Pb(ZrxTi1-x)O3 một vài phương pháp nung nóng thông[PZT] và PZT pha tạp, vấn đề khó khăn nhất thường. Những ứng dụng tiềm năng đó đãlà thành phần vật liệu có chứa TiO2 rất khó thu hút ngày càng nhiều hơn những nghiêntan trong môi trường HNO3. Năm 1999, cứu trong lĩnh vực này.nhóm tác giả E.B.Araujo và J.A.Eiras đã đề Năm 1999, nhóm tác giả A.Fini vàxuất chế tạo các dung dịnh PZT xuất phát từ A.Breccia ở Đại học Bologna (Italia), đãbột gốm sau khi đã nung sơ bộ. Tuy nhiên, trình bày một báo cáo tổng quan về kết quảdo sử dụng phương pháp nung nóng thông sử dụng vi sóng trong lĩnh vực hóa học vậtthường nên không thể hòa tan hoàn toàn PZT liệu. Bằng cách sử dụng lò vi sóng tần sốtrong môi trường HNO3 loãng [4,5]. 2.45 GHz (bước sóng 12,23 cm), công suất Đặc trưng nổi bật nhất của sự nung từ 600W đến 700W, hầu hết các phản ứngnóng vi sóng là nung nóng thể tích, nó khác hóa học khó thực hiện đều diễn ra một cách 9Journal of Thu Dau Mot University, No 5 (18) – 2014triệt để, nhanh chóng sau khi xử lý vi sóngtrong thời gian 5 phút. Cũng vào năm này,Koos Jansen cũng đã đánh giá tính hiệu quảcủa việc sử dụng lò vi sóng trong việc chếtạo vật liệu rây phân tử (Zeolite). Trên cơ sở các phân tích nói trên, chúngtôi đặt vấn đề nghiên cứu chế tạo dung dịchcủa PZT trong HNO3 với sự hỗ trợ của visóng, từ đó thu được bột gốm siêu mịn vàchế tạo thành công gốm sắt điện. 2. Cải tiến lò vi sóng dân dụng Hình 2. Cấu tạo chung của lò vi sóng 2.1. Tìm hiểu lò vi sóng Chúng ta có thể nhìn thấy vật nung bên Theo quy định của Hiệp hội Viễn thông trong qua một cánh cửa bằng chất dẻo trongHoa Kỳ năm 1986, các thiết bị vi sóng suốt hoặc kính mà không sợ nguy hại bởi cácdùng trong công nghiệp, nghiên cứu khoa vi sóng. Để đề phòng vi sóng lọt ra ngoài quahọc và y tế có tần số nằm trong khoảng cửa này, các nhà sản xuất đã dùng một tấm915MHz đến 2.45GHz. Hầu hết các lò vi lưới kim loại đan dày mắt đặt ghép vào đó đểsóng dùng trong gia đình hiện nay có tần số phản xạ các vi sóng trở lại khoang. Ánh sáng2.45GHz. Tuy nhiên, do yêu cầu phát triển nhìn thấy có bước sóng nhỏ hơn các lỗ mắt cáo của tấm lưới nên vẫn cho ta nhìn đượccủa công nghiệp và nghiên cứu khoa học, vào bên trong, còn các vi sóng có bước sóngcác thế hệ lò vi sóng có tần số lên đến lớn ...