ارزیابی خواص مکانیکی و الکتریکی نانو کامپوزیت های پیزوالکتریک pzt/al2o3 تولید شده به روش متالورژی پودر

پودرهای tio₂(99.9%), zro₂(99.9%), pbo(99.9%) با نسبت استوکیومتری مشخص برای ساخت ترکیب pb(zr_0.52ti_0.48)o₃ در آسیاب سیاره ای مخلوط و همگن سازی شدند و در دمای 800°c به مدت 2 ساعت مورد کلسیناسیون قرار گرفتند. به منظور افزایش خواص مکانیکی و تشکیل کامپوزیت pzt/al₂o₃ ذرات al₂o₃ با مقیاس نانو به میزان مختلف (0.5 تا 3 درصد) به مواد کلسینه شده اضافه گردید. عملیات پخت بر روی قرص های نانو کامپوزیتی در دمای 1100°c به مدت 2 ساعت در اتمسفر معمولی صورت گرفت. آنالیز فازی و زیرساختار از طریق sem, xrd و دانسیته، استحکام شکست، چقرمگی شکست و سختی به ترتیب از طریق روش ارشمیدس، خمش سه نقطه ای، اندازه گیری مستقیم طول ترک و روش ویکرز مورد ارزیابی قرار گرفتند. با افزودن al₂o₃ درجه تراکم پذیری نمونه پیزوالکتریک بعد از پخت افزایش یافته و ریزساختار به سمت ریزدانگی تحول می یابد که افزایش خواص مکانیکی چون استحکام خمشی، چقرمگی و سختی را به دنبال دارد. خواص دی الکتریک و پیزوالکتریک نمونه ها به ترتیب به کمک دستگاه d₃₃metet, lcr meter اندازه گیری شد. خواص الکتریکی مانند ثابت دی الکتریک و ثابت بار پیزوالکتریک در کامپوزیت های pzt/al₂o₃ نسبت به pzt خالص کمی کاهش یافته ولی تانژانت اتلاف افزایش می یابد. خواص بهینه برای کامپوزیت pzt/2%al₂o₃ به دست آمد.