نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی، دانشگاه مراغه، مراغه، آذربایجان شرقی، ایران

2 دانشکده فنی دانشگاه مراغه

10.30501/jamt.2022.297036.1185

چکیده

در این تحقیق به بررسی ریزساختار و خواص دی‌الکتریکی کامپوزیت بر پایه پلی وینیل الکل- تیتانات مس کلسیم با درصد‌های وزنی صفر، 10، 30 و 70 فاز سرامیکی بعنوان افزاینده خواص دی‌الکتریکی پرداخته شده است. برای تهیه کامپوزیت، نخست ذرات تیتانات مس کلسیم از کلسیناسیون مخلوط مواد اولیه اکسیدهای مس و تیتانیوم همچنین کربنات کلسیم، در دمای 1000 درجه سانتیگراد بدست آمد. سپس محلول‌هایی با مقادیر مناسبی از پلی‌ونیل‌الکل در آب تهیه و ذرات تیتانات مس کلسیم (CCTO) بر اساس درصد وزنی کامپوزیت به آنها اضافه شد. در انتها مخلوط در دمای 60 درجه سانتیگراد خشک گردید. نتایج الگوی پراش اشعه ایکس (XRD) نشان می‌دهد که با افزایش میزان فاز CCTO در کامپوزیت‌ها، به شدت از پیک نیمه کریستالی پلی‌ونیل‌الکل کاسته می‌شود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نمایانگر آن است که ذرات CCTO به خوبی در فاز پلیمری پراکنده شده‌اند. از بررسی نتایج خواص دی‌الکتریکی اندازه-گیری شده، مشاهده گردید برای ذرات CCTO ضریب دی‌الکتریکی و فاکتور اتلاف در فرکانس kHz 1 به ترتیب در حدود 1360 و 04/0است در حالی که این پارامترها برای پلی‌ونیل‌الکل به ترتیب 4 و 15/0 می‌باشد. با افزایش مقدار فاز سرامیکی در کامپوزیت از صفر به 70 درصد وزنی، ضریب دی‌الکتریکی از 4 به 68 افزایش و فاکتور اتلاف از 17/0 به 04/0 کاهش یافت. مقایسه رفتار خواص دی‌الکتریکی با نتایج مدل‌های پیش‌بینی کننده نشانگر آن است که رفتار کامپوزیت با مدل لگاریتمی هم‌خوانی مناسبتری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating microstructure and dielectric properties of a composite based on Polyvinyl alcohol - CaCu3Ti4O12

نویسندگان [English]

  • Siamak Alipour 1
  • Mohammad Maleki Shahraki 2
  • Javad Kolivandzadeh 1

1 Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh, Maragheh, East Azaebaijan, Iran

2 Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering, University of Maragheh

چکیده [English]

In this study microstructure and dielectric properties of the composite based on Polyvinyl alcohol -CaCu3Ti4O12 were investigated. The ceramic phase, as promoter of dielectric property, presence effects were examined by adding different weight percent namely zero, 10, 30, and 70. In order to fabricate the composite, initially CaCu3Ti4O12 (CCTO) particles were prepared by calcination of CuO, TiO2, and CaCO3 mixture at 1000 °C. In parallel to that the PVA were dissolved in water and CCTO were added considering determined weight percent. Finally, the mixtures were dried at 60 °C. The X-ray Powder Diffraction (XRD) results indicate that increasing the amount of CCTO considerably decreases PVA semi-crystal peak. Images provided by the Scanning Electron Microscopy (SEM) illustrate that CCTO particles were dispersed preferably well in the polymeric phase. Dielectric properties were measured at 1 KHz show that for CCTO dielectric constant and dissipation factor were 1360 and 0.04 respectively. Besides, these parameters for PVA were 4 and 0.15 respectively. For composites, increasing CCTO weight percent from zero to 70% raises dielectric constant from 4 to 68 and reduces dissipation factor from 0.17 to 0.04. Comparing experimental dielectric properties behavior with predicting models results indicates that the composite behavior is in agreement with the logarithm model output.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Composite
  • CaCu3Ti4O12
  • Dielectric properties
  • poly vinyl alcohol