Kurşunsuz piezoelektrik KNN seramiklerinin geçirimli elektron mikroskobu ile incelenmesi

Abstract

Kurşunsuz piezoelektrik seramikler, Avrupa Birliğinin ve daha pek çok ülkenin kurşun dâhil zararlı maddelere getirdiği kısıtlamalardan sonra, çok önemli bir araştırma alanı olmuştur. Sodyum potasyum niyobat (Na0.5K0.5NbO3 – KNN) rekabetçi özelliklerinden dolayı üzerine en çok çalışılan kurşunsuz piezoseramiklerden biridir. İyi piezoelektrik özelliklerine rağmen düşük sinterlenme eğilimi bu malzemelerin uygulamasını kısıtlamıştır. KNN’in sinterlenme iyileştirmenin en etkili yollarından bir tanesi ilaveli sinterlemedir. Çinko oksit (ZnO) ile katkılamanın yoğunlaşmayı iyileştirdiği bilinmesine rağmen bunu kristal yapıya girerek mi yoksa sıvı faz oluşturarak mı yaptığı net değildir. Bunu anlamak için derin mikroyapısal analizler gerekmektedir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) bunu analiz etmekte yetersiz kalır. Bu yüzden Zn ile katkılanmış KNN’in, tane sınırı fazlarının ve atomik yapısının analizi geçirimli elektron mikroskobu (TEM) tekniğiyle yapılırken SEM yardımcı bir teknik olarak kullanılmıştır. Model deney olarak difüzyon çifti çalışması yapılmış, ayrıca SPS yöntemi ile hazırlanan numunelerden yapılan TEM analizleri, hızlı sinterleme imkanı sağladığı için ara reaksiyonların gelişimini anlamada yardımcı olmuştur. ZnO ilavesinin sıvı faz oluştuğunu görülmüş, KNN örgüsüne Zn atomlarının girdiği yönünde bulgular elde edilmiş fakat sistemin yapısı gereği bunun kesin olarak belirlenebilmesi için ek analizler yapılması gerektiği sonucuna varılmıştır.