محققان دانشگاه تربیت مدرس به کمک روشی ساده و کم هزینه، سرامیک های مایکرویو دی الکتریک با خواص دی الکتریک عالی و قابل استفاده در محیط هایی با دمای متغیر تولید کردند.

 

به گزارش سرویس علمی جام نیوز به نقل ازایرنا، این سرامیک ها که در مرحله ی آزمایشگاهی است، با مواد اولیه ی ارزان و در دسترس ساخته شده و قابل کاربرد در صنایع مخابرات و ارتباطات خواهد بود.

 

سرامیک های مایکرویو دی الکتریک نقش کلیدی در ارتباطات بی سیم ایفا می کنند. یکی از کاربردهای اصلی این سرامیک ها در ساخت قطعات ذخیره سازی انرژی، نوسان گرها و فیلترها برای انتقال اطلاعات مورد نظر از طریق امواج مایکرویو در سیستم های ارتباطاتی، سیستم حمل ونقل هوشمند و ارتباطات ماهواره ای است.

 

این مواد به دلیل کاهش اندازه و هزینه در تجهیزات نام برده، تحولی بزرگ ایجاد کرده است. یکی از مشکلات اساسی در کاربرد سرامیک های مایکرویو دی الکتریک این است که به طور هم زمان نمی توان ثابت نفوذپذیری و ضریب کیفیت بالا و همچنین ضریب دمایی فرکانس رزونانس نزدیک به صفر داشت.

 

به گفته ی مریم باری،کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه تربیت مدرس تهران، تحقیقات فراوانی برای ارتقای خواص مایکرویو دی الکتریک سرامیک ها صورت گرفته است.

در این مطالعه، سرامیکLi2ZnTi3O8 با استفاده از افزودنی ذرات دی اکسید تیتانیوم در دو محدوده اندازه ی نانو و میکرون ساخته شد تا تأثیر اندازه ذرات و درصد دی اکسید تیتانیوم به عنوان افزودنی بر روی دانسیته، ریزساختار و خواص مایکرویو دی الکتریک این سرامیک بررسی شود.

 

وی در ادامه افزود: «ما تلاش نمودیم تا با افزایش دانسیته ی کامپوزیت TiO2 -Li2ZnTi3O8 با استفاده از نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم به روشی جهت رفع مشکل ذکر شده دست یابیم. در واقع استفاده از نانوذرات، دانسیته ی نمونه را افزایش و دمای تف جوشی(سینتر) را کاهش می دهد. خواص سرامیک مایکرویو دی الکتریک به شدت تحت تأثیر دانسیته است.

 

با افزایش دانسیته، ضریب نفوذپذیری و کیفیت سرامیک ارتقا می یابد. متأسفانه، سرامیک LZT دارای مقدار ضریب دمایی فرکانس رزونانس منفی است که کاربردش را محدود می کند. بنابراین این مقدار باید به صفر نزدیک شود، در حالی که مقادیر ضریب نفوذپذیری و فاکتور کیفیت تغییری نکند که افزودن ذرات دی اکسید تیتانیوم این مشکل را حل کرده است.»

 

در این گزارش آمده است که افزودن نانوذرات، به طور قابل ملاحظه ای دانسیته را بهبود داده و یک ریزساختار متراکم و یکنواخت را ایجاد می کند. به عبارتی، استفاده از نانوذرات دی اکسید تیتانیوم تخلخل را کاهش داده و منجر به افزایش دانسیته ی خام شده است.

 

این افزایش دانسیته منجر به ارتقای ثابت دی الکتریک و ضریب کیفیت می شود و از طرفی سرامیک پایدار حرارتی با ضریب دمایی فرکانس رزونانس نزدیک به صفر تولید می کند.

 

این نتایج در مقایسه با پژوهش های قبلی بسیار ارزنده و جدید است. به گفته ی این محقق، مطالعات گذشته نشان داده که با افزایش پودر دی اکسید تیتانیوم به سرامیکLZT، مقدار به سمت صفر می رود که گزینه ی مطلوبی است. با این حال ضریب کیفیت این کامپوزیت به طور چشمگیری کاهش می یافت.

 

درنتیجه، به دلیل ضریب کیفیت پایین تر این کامپوزیت ها در مقایسه با سرامیکLZT، عملکرد محصول نهایی افت می کرد. اما، تأثیر اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم، مخصوصا با ابعاد نانوذره، هنوز بررسی نشده بود.

 

این محققان برای بررسی این موضوع، سرامیک های مایکرویو دی الکتریک با ترکیب 4 درصد وزنی از پودر دی اکسد تیتانیوم به روش واکنش حالت جامد متداول سنتز شده کرده اند.

 

برای این منظور، پودر دی اکسید تیتانیوم با اندازه ذرات مختلف (نانوذرات 50 نانومتری و پودر با اندازه میکرون) به سرامیک LZT اضافه نموده و تأثیر اندازه ذرات به عنوان افزودنی بر روی دانسیته، ریزساختار و خواص مایکرویو دی الکتریک این سرامیک را بررسی کرده اند.

 

2017

 

نظرات بییندگان :

بهترین مشاغل و خدمات شهر خود را ، در سایت نشونه پیدا کنید.

مشاهده سایت نشونه