Nghiên cứu khảo sát thành phần, tổ chức và định hướng công nghệ chế tạo gốm áp điện sử dụng trong bộ biến năng đặc chủng lĩnh vực thủy âm
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.IMBE.2025.8-14Từ khóa:
Gốm áp điện; Tổ hợp sonar MGK-400EM; OCT 11 0444-87.Tóm tắt
Bài báo trình bày một số kết quả nghiên cứu về thành phần và tổ chức của gốm áp điện hiện đang được sử dụng trong các bộ biến năng. Trên cơ sở đó, định hướng công nghệ chế tạo gốm áp điện dạng đĩa cho anten 1H của hệ thống sonar MGK-400EM. Kết quả cho thấy gốm áp điện có nền chì, với khối lượng riêng là 7,378 g/cm³, hai bề mặt đều được phủ Ag, với độ dày trung bình là 17,07 μm. Nền gốm bao gồm các hạt mịn, đồng đều với kích thước trung bình 5 μm. Kết quả phân tích EDX cho thấy nguyên tố chính phân bố đồng đều theo khối lượng là 43,29% Pb, 10,53% Ba, 16,59% Zr, 5,87% Ti, 22,87% O và 0,85% Sr, trong đó Sr đóng vai trò là chất pha tạp tương đương với hệ gốm áp điện PZT. Mẫu chứa các pha Pb(Zr0.525Ti0.475)O3 và Pb(Zr0.52Ti0.48)O3 với cấu trúc perovskite, trong đó tỷ lệ Zr/Ti (~0,525/0,475 và 0,52/0,48) tương ứng với ranh giới pha hình thái (MPB). Phổ Raman cho thấy sự đồng tồn tại của các pha trực thoi, tứ giác và đơn tà, đảm bảo các tính chất áp điện tối ưu. Dựa trên những kết quả nghiên cứu này, một công nghệ chế tạo sử dụng phương pháp phản ứng thể rắn được định hướng đề xuất.
Tài liệu tham khảo
[1]. Naval Technical Department, “Hướng dẫn sử dụng tổ hợp sonar MGK-400EM, Phần 1 Thuyết minh hướng dẫn sử dụng”, (2012) (in Vietnamese).
[2]. Михаил Валерьевич Богуш, Ольга Михайловна Богуш, Эдуард Михайлович Пикалев, “Анализ температурных напряжений в элементах гидроакустических антенн (Thermal stresses analysis in the elements of sonar antenna)”, Приборы, 10, 38–42, (2013).
[3]. Tran Van Quynh et al., “Công nghệ vật liệu điện tử”, Science and Technology Publishing House, (2006) (in Vietnamese).
[4]. OCT 11 0444-87, “Материалы пьезокерамические”, Технические условия, (1987).
[5]. Топчиев Анатолий Андреевич, “Влияние модификаторов на диэлектрические свойства и формирование структуры керамики на основе цирконата-титаната свинца”, Диссертация кандидата физико-математических наук, (2021).
[6]. Małgorzata Adamczyk-Habrajska et al., “Impedance Spectroscopy of Lanthanum-Doped (Pb0.75Ba0.25)(Zr0.7Ti0.3)O3 Ceramics”, Applied Sciences, 14(21), 9854, (2024).
[7]. Chakkaphan Wattanawikkam et al., “Crystal structure and microstructure of (Pb1−xBax)(Zr1−yTiy)O3 ceramics prepared by the solid state reaction method”, Ferroelectrics, 403(1), 166–174, (2010).
[8]. R. Kalaivani et al., “Synthesis of chitosan mediated silver nanoparticles (Ag NPs) for potential antimicrobial applications”, Frontiers in Laboratory Medicine, 2(1), 30–35, (2018).
[9]. W. R. Jaffe et al., “Piezoelectric Ceramics”, Academic Press, New York, (1971).
[10]. Amid Shakeri et al., “An investigation of solvent effect on rhombohedral/monoclinic/tetragonal phase properties of Pb(Zr0.53Ti0.47)O3 nanoparticles prepared via sol-gel method”, Advanced Materials Research, 829, 698–702, (2014).
[11]. Mirta Mir et al., “X-ray powder diffraction structural characterization of Pb1−xBaxZr0.65Ti0.35O3 ceramic”, Structural Science, 63(5), 713–718, (2007).
[12]. B. Noheda et al., “Stability of the monoclinic phase in the ferroelectric perovskite PbZr1−xTixO3”, Physical Review B, 63(1), 014103, (2000).
