Synthesis of Needle Like NaNbO3 Antiferroelectric Crystals by Hydrothermal Process and Structural Characterization

Yıl 2014, Cilt: 14 Sayı: 3, 55 - 60, 01.12.2014

Yağız Özeren Ebru Menşur Alkoy Sedat Alkoy

Öz

In recent years, great efforts have been spent on to develop lead-free piezoelectric ceramics, which exhibits high piezoelectric and ferroelectric properties, due to the restrictions on the use of lead and other hazardous substances. One way to obtain high piezoelectric properties in ceramics is producing ceramics with oriented crystolographic texture. In this study, sodyum niobate (NN) powders were synthesized by hydrothermal process for the purpose of using them as template particles in textured lead free piezoelectric ceramics. Since the aim of this study is to obtain anisometric morphology different temperature, OH molarity, Nb molarity and period has been investigated. Needle-like morphology was obtained at 120°C, whereas particles with cubic morphology was obtained at 165°C and 240°C. Needle-like morphology was retained on but needles became larger with increasing time and Na molarity . © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. GirişKurşun zirkonat titanat (PZT) temelli piezoelektrik malzemeler mükemmel piezoelektrik özellikleriyle bilinir. Ancak PZT bileşenlerinden biri olan PbO zehirlidir ve bu zehirlilik yüksek sıcaklıklarda, özellikle kalsinasyon ve sinterleme sırasında daha da artar ve çevreye zarar verir. Son gelişmeler ışığında Avrupa Birliği, zararlı olan kurşun ve diğer ağır metalleri yasaklamayı planlamaktadır. Ancak PZT’nin yerini alabilecek uygun bir aday henüz yoktur, bu yüzden hala kullanılmaktadır. geçici bir erteleme olabilir ancak kanun, araştırmacıları kurşunlu piezoelektrik malzemelerin

Anahtar Kelimeler

-

İğnesel Morfolojide NaNbO3 Antiferroelektrik Kristallerinin Hidrotermal Yöntemle Sentezlenmesi ve Yapısal Karakterizasyonu

Öz

Son yıllarda, kurşun ve diğer zararlı maddelerin yasaklanması sebebiyle, yüksek piezoelektrik ve ferroelektrik özellikler gösteren kurşunsuz piezoelektrik seramiklerin geliştirilmesiyle ilgili büyük çaba harcanmaktadır. Yüksek piezoelektrik etki elde etmenin bir yolu da seramiklerin kristalografik bir dokuya sahip olacak şekilde üretilmesidir. Bu çalışmada dokulu kurşunsuz piezoelektrik üretiminde şablon parçacık olarak kullanılmak üzere nano boyutta sodyum niobate (NN) tozları, hidrotermal yöntem ile üretilmiş ve morfolojisi kontrol edilmiştir. Çalışmada temel amaç anisometrik morfoloji elde etmek olduğundan farklı sıcaklık, OH molaritesi, Nb molaritesi ve süre şartları denenmiş ve bunların morfolojiye etkisi araştırılmıştır. 120°C sıcaklıkta iğnesel morfoloji elde edilirken, 165°C ve 240°C sıcaklıkta ise kübik morfoloji elde edilmiştir. Artan süre ve Na molaritesi ile iğnesel morfolojinin devam ettiği ancak iğnelerin boyutlarının büyüdüğü tespit edilmiştir

Anahtar Kelimeler

Sodyum Niobate, Kurşunsuz, Hidrotermal

Kaynakça

• Bai, S., Zhang, F. Karaki, T., Adachi, M. 2011. Effect of Surfactants on Morphology of Niobate Hydrate Particles in Hydrothermal Synhesis. Japanese Journal of Applied Physics, 50, 09ND12, 5 pages.
• Bai, S., Zhang, F. Karaki, T., Adachi, M. 2011. Effect of Surfactants on Morphology of Niobate Hydrate Particles in Hydrothermal Synhesis. Japanese Journal of Applied Physics, 50, 09ND12, 5 pages.
• Bai, S., Zhang, F. Karaki, T., Adachi, M. 2011. Effect of Surfactants on Morphology of Niobate Hydrate Particles in Hydrothermal Synhesis. Japanese Journal of Applied Physics, 50, 09ND12, 5 pages.
• Duran, C., Messing, G.L., McKinstry, S.T. 2004. Molten salt synthesis of anisometric particles in the SrO– Nb2O5–BaO system. Materials Research Bulletin 39, 1679–1689.
• Jung, J.H., Lee, M., Hong, J.I., Ding, Y., Chen, C.Y., Chou, L.J., Wang, Z.L. 2011. Lead-Free NaNbO3 Nanowires for a High Output Piezoelectric Nanogenerator. American Chemical Society, 5, 10041-10046.
• Ke, T.Y., Chen, H.A, Sheu, H.S., Yeh, J.W., Lin, H.N., Lee, C.Y., Chiu, H.T., 2008. Sodium Niobate Nanowire and Its Piezoelectricity. Journal of Physical Chemistry - C, 112, 8827-8831
• Panda, P.K., 2009. Review: Environmental friendly lead- free piezoelectric materials. Journal of Materials Science, 44, 5049-5062
• Rorvik, P.M., Grande, T.,Einarsrud M.A., 2011. One- Dimensional Nanostructures of Ferroelectric Perovskites. Advanced Materials, 23, 4007-4034
• Song, H., Ma, W., 2010. Hydrothermal synthesis of submicron NaNbO3 powders. Ceramics International, 37, 877-882