Share
تحضير التراكيب النانوية للمركب Ba1 - xCaxTiO3 ودراسة الخواص الفيرواليكتريك == Synthesis and Characterization of Ferroelectric Ba1 - xCaxTiO3 Nanoparticles
Author name:
عقيل عبد الرضا خضير عباس
Supervisor name:
عماد خضير الشكرجي
General topic:
Physics
Specific topic:
Atomic Physics
Degree:
Master
University:
Al-Nahrain University - College Of Science - Physics Department
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1731 - p.pdf
Abstract:
في هذه الدراسة تم تحضير المركب النانوي تيتانيت الباريوم كالسيوم Ba1 - xCaxTiO3 بقيم مختلفة لعامل التعويض (x) وهي 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1. الطريقة المستخدمة في التحضير هي طريقة الهيدروثيرمال الكيميائية والتي تعتبر من الطرق المفضلة لتحضير تراكيب نانوية متبلورة وذات نقاوة عالية. درجة الحرارة المحددة للتحضير كانت 200 درجة مئوية والضغط كان 20 بار.الجسيمات النانوية المحضرة كان لها معدل حجم جسيمي يتراوح بين 20 الى 41 نانومتر. بعد ذلك تم كبس المساحيق بضغط قدره 127 MPa للحصول على اقراص بقطر 1 سنتيمتر. في المرحلة اللاحقة تم اجراء عملية التلبيد لهذه الاقراص بدرجة حرارة 900 درجة مئوية ولمدة اربع ساعات. معاملات التركيب البلوري والمجموعة الفراغية ومعاملات الشبيكة والحجم الجسيمي والحجم الحبيبي تم الحصول عليها من التحليلات التركيبية والشكلية مثل حيود الاشعة السينية والمجهر الالكتروني النافذ ومجهر التصوير الالكتروني. تم استعمال برامجيات خاصة مختلفة في تحليل النتائج مثل حيود الاشعة السينية والمجهر الالكتروني النافذ ومقارنتها مع النتائج الموجودة في قواعد البيانات العالمية مثل ICSD .اضهرت نتائج التحليلات اكتساب المادة طورا بلوريا متعدد باستثناء الشرط التعويضي x = 1 حيث وجد انه يميل لامتلاك طور منفرد. تم دراسة الخصائص الكهربائية المتمثلة بالقياسات العزلية الكهربائية للمركب Ba1 - xCaxTiO3 حيث تم اعتماد حالتين في هذه الدراسة, الاولى كانت تتضمن تغيير التردد وتثبيت درجة الحرارة, والثانية بتغيير درجة الحرارة مع تردد ثابت لغرض قياس ثابت العزل الكهربائي r)ɛ) ومعامل الخسارة (D) , وايضا تم قياس درجة حرارة كيوري (TC). لوحظ خلال البحث ارتفاع قياس درجة حرارة كيوري (TC) مع زيادة نسبة محتوى الكالسيوم Ca في المركب. وجد ايضا افضل قيمة لثابت العزل الكهربائي ودرجة حرارة كيوري هي عند الشرط التعويضي x = 0.25, لذلك توجد امكانية لهذه المادة للتطبيق في المتسعات وتطبيقات الانظمة الالكترونية عالية الفولتية | In this study, a nano - compound Ba1 - xCaxTiO3 (BCT) was synthesized with varying substitution x = 0.25, 0.5, 0.75, and 1. The method used for synthesis is the hydrothermal chemical process, which is preferable to produce ultrafine, pure, and crystalline nanostructures. The material was synthesized at 200 ℃ and was 20 bar pressure for 24 hours. Barium acetates, calcium acetates, and titanium tetrachloride were used as starting materials. The synthesized nanoparticles had a range of particle size (20 - 41 nm). The powder was pressed into a pellets at pressure 127 MPa to get a diameter 1 cm and thickness 2 mm. Then, these pellets were sintered at 900 ℃ for 4 hours. The parameters of the crystalline structure, space group, lattice constants, particle size and grain size were obtained from the structural and morphological, and topological analyses (i.e., XRD, TEM, and SEM). Special different software were used for analyzing, and specification of the structural and morphological results so as to make a comparison with international results and databases like ICSD. The nano powders produced has a polycrystalline structure, except at substitution (x=1), which possesses a single phase structure. Dielectric measurements for Ba1 - xCxTiO3 were achieved. Two conditions were considered in the study. The dependence of dielectric constant (ε_r) and dielectric loss (D), on temperature and frequency was measured at constant frequencies and temperatures respectively. The values of Curie temperature (TC) were determined from the dielectric measurements. It is found that the values of Curie temperature were shifted toward higher temperatures as a result of increasing the calcium ratio in the compound. The composition Ba0.75Ca0.25TiO3 (x = 0.25), reported the best results which are related to crystalline phase, morphology, dielectric constant and Curie temperature relatively, so it is recommended in capacitors and high voltage power electronic applications.
