อิทธิพลของการเจือ ไนโอเบียม อินเดียม และ อะลูมิเนียม ในไทเทเนียมไดออกไซด์เซรามิกต่อสมบัติทางไดอิเล็กทริก

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาและพัฒนาสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุไดอิเล็กทริกไทเทเนียมได-ออกไซด์เซรามิกส์ ด้วยการเจือ ไนโอเบียมออกไซด์ อินเดียมออกไซด์ และอะลูมิเนียมออกไซด์ การสังเคราะห์ทำได้ด้วยวิธีการปฏิกิริยาสถานะของแข็ง จากการเผาผนึกที่อุณหภูมิ 1,450 องศาเซลเซียส ยืนไฟเป็นเวลา 10 ชั่วโมง ได้มีการแบ่งกลุ่มตัวอย่างออกเป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มที่ 1 การเจือไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยไนโอเบียมและอินเดียมร่วมกันที่ความเข้มข้น 1, 5 และ 7 เปอร์เซ็นต์โดยโมล ทำให้ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่สูงเพิ่มสูงขึ้นจาก 400 เป็น 600, 8,000 และ 14,000 ตามลำดับ กลุ่มที่ 2 การเจือไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยไนโอเบียมและอินเดียมที่ความเข้มข้น 5 เปอร์เซ็นต์โดยโมล และปรับองค์ประกอบของของอินเดียมแบบขาดและเกินอัตราส่วนของ ไนโอเบียมและอินเดียม ได้แก่ 0.50:0.47, 0.50:0.48, 0.50:0.49, 0.50:0.51, 0.50:0.52 และ 0.50:0.53 พบว่าค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของตัวอย่างที่มีความเข้มข้นของอินเดียมขาด มีค่า 28,000, 22,000 และ 30,000 ตามลำดับซึ่งโดยรวมมีค่าสูงกว่าตัวอย่างที่มีความเข้มข้นของอินเดียมเกินซึ่งมีค่า 17,000, 12,000 และ 13,000 ตามลำดับ กลุ่มที่ 3 การเจือไทเทเนียมไดออกไซด์ด้วยไนโอเบียม อินเดียมและอะลูมิเนียม 5 เปอร์เซ็นต์โดยโมล อัตราส่วนของ ไนโอเบียม อินเดียมและอะลูมิเนียม ได้แก่ 0.005:0.475:0.025, 0.005:0.450:0.050 และ 0.005:0.425:0.075 มีสมบัติที่โดดเด่นทางกายภาพและไฟฟ้า การตรวจสอบเฟสด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ไม่พบการเปลี่ยนแปลงของเฟส หรือการเกิดเฟสที่แปลกปลอม ขนาดเกรนเฉลี่ย 25.94, 23.24 และ 40.20 ไมโครเมตร มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริก 27,000, 25,000 และ 43,000 ตามลำดับและมีความเสถียรในช่วงความถี่ 102-106 เฮิร์ต และ จากอุณหภูมิห้องถึง 300 องศาเซลเซียส