I. Cấu trúc gốm không chì
Cấu trúc gốm không chì là trọng tâm nghiên cứu trong luận văn này, đặc biệt là hệ gốm K0.5Na0.5NbO3 (KNN) pha tạp CaZn1/3Nb2/3O3 (CZN). Cấu trúc perovskite của hệ gốm này được phân tích chi tiết, với sự chú ý đến ảnh hưởng của nồng độ CZN đến cấu trúc tinh thể và vi cấu trúc. Kết quả cho thấy sự thay đổi nồng độ CZN làm biến đổi cấu trúc mạng tinh thể, ảnh hưởng đến tính chất vật lý và điện môi của vật liệu. Vật liệu gốm này có tiềm năng ứng dụng cao trong các thiết bị điện tử do tính thân thiện với môi trường.
1.1. Cấu trúc tinh thể
Cấu trúc tinh thể của hệ gốm KNN-CZN được nghiên cứu thông qua phương pháp nhiễu xạ tia X. Kết quả cho thấy cấu trúc perovskite lập phương là chủ đạo, với sự biến đổi nhỏ khi thay đổi nồng độ CZN. Gốm perovskite không chì này có độ bền vững cao, phù hợp cho các ứng dụng trong điều kiện nhiệt độ và điện trường khắc nghiệt.
1.2. Ảnh hưởng của CZN đến vi cấu trúc
Nồng độ CZN ảnh hưởng đáng kể đến vi cấu trúc của hệ gốm KNN. Khi tăng nồng độ CZN, kích thước hạt giảm, dẫn đến sự cải thiện độ trong suốt quang học và tính chất điện môi. Vật liệu không chì này có thể được sử dụng trong các ứng dụng quang điện tử nhờ khả năng kiểm soát vi cấu trúc.
II. Tính chất quang điện môi
Tính chất quang điện môi của hệ gốm KNN-CZN được nghiên cứu kỹ lưỡng, đặc biệt là độ truyền qua quang học và hằng số điện môi. Kết quả cho thấy hệ gốm này có độ truyền qua cao, đạt tới 70% ở bước sóng 680 nm, cùng với hằng số điện môi ổn định ở nhiệt độ phòng. Tính chất quang học và điện môi của vật liệu này mở ra tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị quang điện tử và lưu trữ năng lượng.
2.1. Độ truyền qua quang học
Độ truyền qua quang học của hệ gốm KNN-CZN phụ thuộc vào nồng độ CZN. Khi nồng độ CZN tăng, độ truyền qua tăng do kích thước hạt giảm và sự tán xạ ánh sáng giảm. Vật liệu gốm này có thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ trong suốt cao như cửa sổ quang học và màn hình hiển thị.
2.2. Hằng số điện môi
Hằng số điện môi của hệ gốm KNN-CZN được đo ở nhiệt độ phòng và các tần số khác nhau. Kết quả cho thấy hằng số điện môi tăng khi nồng độ CZN tăng, phản ánh sự cải thiện tính chất điện môi của vật liệu. Tính chất điện môi này làm cho hệ gốm này trở thành ứng cử viên tiềm năng cho các tụ điện và thiết bị lưu trữ năng lượng.
III. Tính chất sắt điện
Tính chất sắt điện của hệ gốm KNN-CZN được khảo sát thông qua đường trễ sắt điện và sự phụ thuộc của phân cực vào điện trường ngoài. Kết quả cho thấy hệ gốm này có phân cực dư cao và trường điện kháng thấp, đặc trưng cho vật liệu sắt điện chất lượng cao. Vật liệu sắt điện không chì này có thể thay thế các vật liệu chứa chì trong các ứng dụng điện tử và cảm biến.
3.1. Đường trễ sắt điện
Đường trễ sắt điện của hệ gốm KNN-CZN được đo ở các nồng độ CZN khác nhau. Kết quả cho thấy sự phân cực dư và trường điện kháng thay đổi theo nồng độ CZN, phản ánh sự biến đổi cấu trúc và tính chất sắt điện của vật liệu. Tính chất sắt điện này làm cho hệ gốm này phù hợp cho các ứng dụng trong bộ nhớ điện tử và thiết bị chuyển mạch.
3.2. Ứng dụng gốm không chì
Hệ gốm KNN-CZN không chì có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực điện tử, quang học và năng lượng. Ứng dụng gốm không chì này không chỉ giúp giảm thiểu tác động môi trường mà còn cải thiện hiệu suất của các thiết bị điện tử. Nghiên cứu này đóng góp quan trọng vào việc phát triển các vật liệu thân thiện với môi trường trong tương lai.
