Synthesis of lead zirconate titanate(PZT) via the sol-gel process of titanium/zirconium/lead glycolate and lead acetate trihydrate

การสังเคราะห์สารเลดเซอร์โคเนตไททาเนตโดยผ่านกระบวนการโซลเจลของไททาเนียม/เซอร์โคเนียม/เลด ไกลโคเลตและเลดอะสิเตดไตรไฮเดรต

Name: Kittikhun Pakdeewanishsukho

Abstract: Lead Zirconate Titanate (PZT) powder was prepared from metal glycolate of Pb, Zr and Ti having the composition of the morphotropic phase boundary (Zr:Ti = 52:48) via either sol-gel processing or microwave technique, using a mixture of 2.5 M of nitric acid (HNO3) and 2.5 M of sodium hydroxide (NaOH) as solvent to obtain pH = 3. The best condition to obtainPZT gel for the conventional heating was at 50C for 5-6 h. XRD patterns show perovskite content of PZT after calcination of PZT precursor in a range of 600-1100C for 1.5 h, and pure perovskite PZT when calcined higher than 800C. For microwave heating, pure perovskite PZT was resulted when heating the mixture of lead/zirconium/titanium glycolte at 150C for 5-25 h followed by calcination at 700-1300 C. XRD patterns show higher intensity, higher crystallinity and higher pervskitee phase formation than the conventional heating. Interestingly, the structure of PZT from both conventional and microwave heating was the tetragonal perovkite structure, if the commercial lead acetate trithydrate was used to replace lead glycolate, the structure of synthesized PZT was the rhombohedral perovskite strcture.

Abstract: การเตรียมสารเลตเซอร์โคเนตไททาเนตในรูปของผงโดยผ่านกระบวนการโซลเจล ใช้สารตั้งต้นที่สังเคราะห์ขึ้นเองและมีความเสถียร ได้แก่ เลตไกลโคเลต ไททาเนียมไกลโคเลต และเซอร์โคเนียมไกลโคเลต ในอัตราส่วนของไททาเนียมต่อเซอร์โคเนียมเท่ากับ 52 ต่อ 48 ตัวทำละลายที่ใช้คือ ตัวทำละลายผสมระหว่างกรดไนตริกและด่างโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยกำหนดความเป็นกรดเป็นด่างของตัวทำละลายผสมเท่ากับ 3 งานวิจัยนี้ ได้ศึกษาผลของการให้ความร้อนต่กการเกิดผลิตภัณฑ์เลดเซอร์โคเนตไททาเนต ซึ่งมีอยู่ 2 วิธีคือ การให้ความร้อนแบบธรรมดาและแบบไมโครเวฟ จากการทดลองพบว่าสภาวะที่เหมาะสมในการให้ความร้อนในแบบธรรมดาคือ ที่อุณหภูมิ 50C เป็นเวลา 5-6 ชั่วโมง ตามด้วยการนำไปเผาที่อุณหภูมิ 600-1100C จากผลของ XRD พบว่า อุณหภูมิที่ใช้ในการเผาส่งผลต่อการเกิดโครงสร้างเพอรอฟสไกด์ซึ่งจะให้โครงสร้างที่สมูบรณ์ต่อเมื่อเผาที่อุณหภูมิ 800C ขึ่นไป แต่ต้องไม่สูงกว่า 1100C เพราะจะสูญเสียเลดออกไซด์มาก ทำให้มีผลต่อการเกิดโครงสร้างเพอรอฟสไกด์ได้ สำหรับการให้ความร้อนโดยใช้คลื่นไมโครเวฟพบว่า เวลาที่ให้ความร้อนและอุณหภูมิที่ใช้ในการเผา มีผลต่อโครงสร้างเพอรอฟสไกด์เช่นกัน สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการเตรียมโดยวิธีนี้คือ ต้องให้ความร้อนเป็นเวลา 10 ชั่วโมงขึ้นไป และเผาที่อุณหภูมิตั้งแต่ 800-1300C จึงจะได้โครงสร้างเพอรอฟสไกด์ที่สมบูรณ์ จากผลของ XRD พบว่า วิธีนี้จะให้ความเป็นผลึกที่ดีกว่า มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงกว่า และเกิดโครงสร้างเพอรอฟสไกด์ที่สมบูรณ์ มากกว่าวิธีแรก แต่อย่างไรก็ตาม ทั้ง 2 วิธีให้โครงสร้างเลดเซอร์โคเนตไททาเนตในรูปของเตตระโกนอล เพอรอฟสไกด์ ในกรณีที่ใช้สารตั้งต้นแลดอะซิเดตไตรไฮเดรตแทนเลดไกลโคเลต โดยผ่านกระบวนการโซลเจล ให้ความร้อนแบบธรรมดา และใช้สภาวะทุกอย่างเช่นเดียวกับวิธีข้างต้น พบว่าโครงสร้างที่ได้เป็นแบบชนิดรอมโบฮีดรอลเพอรอฟสไกด์

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Sujitra Wongkasemjit

Role: advisor

Name: Anuvat Sirivat

Role: co-advisor

Name: Jamieson, Alexander M

Role: co-advisor

Created: 2004

Modified: 2564-09-09

Issued: 2021-08-25

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/69267

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Polymer Science

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Kittikhun_pa_TDC.pdf	1.88 MB

ใช้เวลา

0.038508 วินาที