การเตรียมสารเฟอร์โรอิเล็กทริกเลดแมกนีเซียมไนโอเบตและผลไดอิเล็กทริกของบิสมัทโซเดียมไททาเนต-เลดแมกนีเซียมไนโอเบต

Abstract

สารเลดแมกนีเซียมไนโอเบตมีโครงสร้างเพอร์รอฟสไกต์และมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงตัวหนึ่ง แต่เตรียมให้บริสุทธิ์ได้ยาก เพราะมีเฟสไพโรคลอร์เกิดขึ้นเสมอซึ่งทำให้สมบัติไดอิเล็กทริกของวัสดุเสียไป ในงานวิจัยนี้ได้ทำการเตรียมสารแมกนีเซียมไนโอเบตโดยวิธีคอรันดัมและวิธีคอลัมไบท์ โดยทำการศึกษาภาวะที่เหมาะสมของแต่ละวิธี เช่น อัตราส่วนสารตั้งต้นที่ใช้อุณหภูมิการเผาแคลไซน์ และเวลาการเผาแช่ นอกจากนี้ได้ทำการตรวจสอบผลของเลดแมกนีเซียมไนโอเบตต่อสมบัติไดอิเล็กทริกของสารประกอบ บิสมัทโซเดียมไททาเนต ผลของทั้ง 2 วิธีพบว่าเกิดเป็นเฟสผสมของ MgNb2O6 Mg4Nb2O9 และ Mg5Nb4O15 อัตราส่วนแมกนีเซียมออกไซด์ต่อไนโอเบียมออกไซด์ที่ใช้เตรียมโดยวิธีคอรันดัมและคอลัมไบท์ไม่สามารถทำให้ได้เฟสบริสุทธิ์ของแมกนีเซียมไนโอเบตเพียงเฟสเดียวได้เพราะในสารตั้งต้นแมกนีเซียมออกไซด์มักพบแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ผสมอยู่ ผลของงานวิจัยนี้ได้ภาวะที่เหมาะสมที่ได้เฟส MgNb2O6 ในปริมาณมากที่สุด คือ อุณหภูมิการเผา 1200 องศาเซลเซียสคงที่อุณหภูมินี้เป็นเวลานาน ถ้าเผาที่อุณหภูมิสูงกว่า 1200 องศาเซลเซียสจะได้เฟส Mg4Nb2O9 และ Mg5Nb4O15 มากขึ้น และถ้าเผาที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1200 องศา เซลเซียสก็จะพบเฟสสารตั้งต้นเหลืออยู่ในผลิตภัณฑ์ผลของสารเลดแมกนีเซียมไนโอเบตต่อสมบัติไดอิเล็กทริกของสารบิสมัทโซเดียมไททาเนต ไม่ได้ทำให้ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเปลี่ยนไปมากนัก แต่ทำให้อุณหภูมิคูรีของสารบิสมัทโซเดียมไททาเนตลดลง เมื่อปริมาณเลดแมกนีเซียมไนโอเบตเพิ่มขึ้น