Vol. 51 (2015), Issue 4, p. 1-8

Microwave and Conventional Sintering and Grain Growth Behavior of Nano- Nb Doped BaTiO3 Prepared from Microwave Hydrothermal Powders

Khanfekr A., Naghizadeh R., Tamizifar M.

Abstract

УДК 539.51

 

Гидротермальный синтез нано- Nb порошков легированных BaTiO3 при микроволновом воздействии проводили при 150°С в течение 2 часов, используя C16H36O4Ti, Ba(OH)2.8H2O, NbCl5 и NaOH в качестве исходных химических веществ. Полученный порошок осаждали на подложках Al2O3 с помощью метода трафаретной печати и спекали с помощью микроволнового спекания (МС) при 2,45 ГГц и 950°С в течение 20 мин и методом обычного спекания (ОС) при 950°С в течение 90 мин в атмосфере воздуха. Следует отметить, что рост зерен может быть подавлен при микроволновом нагреве с частотой 2,45 ГГц. Распределение размера зерен образца спеченного в течение 20 мин при микроволновом нагреве было достаточно однородным и с меньшим размером зерна и большей площадью поверхности. Микроструктура, морфология поверхности и размер зерна толстых пленок изучались методом автоэмиссионной сканирующей электронной микроскопии (FE-SEM), атомно-силовой микроскопии (АСМ) и анализа площади поверхности методом Брунауера – Эмметта – Теллера (БЭТ) и методом Барретта – Джойнера – Халенды (БДХ) для исследования распределения пор по размерам.

 

Ключевые слова: наноматериалы, толстая пленка, характеризация структуры, перовскиты.

 

 

Microwave-assisted hydrothermal synthesis of nano- Nb doped BaTiO3 was performed at 150°C for 2 hours, using C16H36O4Ti, Ba(OH)2ּ∙8H2O, NbCl5 and NaOH as starting chemicals. The resulting powder deposited on to Al2O3 substrates with print screen method and were sintered by Microwave Sintering (MS) of 2.45 GHz at 950°C for 20 min and Conventional Sintering (CS) at 950°C for 90 min in the air atmosphere. It is observed that the grain growth can be suppressed by 2.45 GHz microwave heating process. The grains size distribution of sample sintered for 20 min with microwave heating process was rather uniform with lower grain size and higher surface area. Microstructure, surface morphology and grain size of the thick films were studied by Field-Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and the surface area analysis with the Brunauer – Emmett – Teller (BET) method and the Barrett – Joyner – Halenda (BJH) method used for the pore size distribution.

 

Keywords: nanomaterials, thick film, structure characterization, perovskites.

 

 

Download full-text PDF. 519 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.