بررسی تأثیر متغیرهای تفجوشی بر ریزساختار و چگالی الیاف PZT تهیه شده با فرایند اکستروژن
نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه یاسوج، یاسوج، کهگیلویه و بویر احمد، ایران
2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه شیراز، شیراز، فارس، ایران
3 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مواد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه شیراز، شیراز، فارس، ایران
doi
10.30501/jamt.2023.411504.1287چکیده
در این پژوهش، الیاف PZT با استفاده از پودر تجاری PZT-5A و افزودنیهای پلیمری و حلال آب دیونیزه تهیه شد. رفتار رئولوژی 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 رئولوژی بود. الیاف به دست آمده در دمای °C 100 خشک شده و فرایند چسب زدائی در دمای °C 600 با نرخ °C/min 1 به مدت ۲ ساعت انجام گردید. فرایند تفجوشی در محدوده دمای °C 1220-1270 در زمان های ۴-5/2 ساعت انجام شد. بررسی های فازی انجام شده توسط آنالیز پراش اشعه X نشان داد که الیاف به دست آمده در دمای °C 1220 دارای ساختار تک فاز پروسکایت PZT می باشد، اما با افزایش دمای تفجوشی، پیک های ثانویه مربوط به اکسیدهای زیرکونیوم و تیتانیوم در الگوهای پراش الیاف مشاهده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی از سطح الیاف نشان داد الیاف تفجوشی شده در دمای °C 1220 به مدت ۲ ساعت عاری از هرگونه ترک و دارای چگالی قابل قبول بود. بعلاوه، بر اساس تصاویر SEM میانگین قطر این نمونه حدود µm 300 محاسبه شد. تصاویر سطح شکست الیاف نشان داد که این نمونه دارای ریزساختاری با دانه های مکعبی با میانگین اندازه دانه µm 5/1 بود که حدود نصف میانگین دانه های PZT بالک با دانه های کروی در دمای بهینه تفجوشی بود