พฤติกรรมเชิงกลระดับจุลภาคของเซรามิก (1–x)Sr(Fe0.5Nb0.5)O3–xBiFeO3

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมเชิงกลระดับจุลภาคและโครงสร้างผลึกของเซรามิกระบบ (1–x)Sr(Fe_0.5Nb_0.5)O₃–xBiFeO₃   (x = 0.00, 0.01, 0.05, 0.10) ที่เตรียมด้วยปฏิกิริยาสถานะของแข็ง ทำการวิเคราะห์โครงสร้างเฟสด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) พบว่าเซรามิกมีโครงสร้างเฟสแบบเพอรอฟสไกต์ระบบออร์โทรรอมบิกปรากฏอย่างบริสุทธิ์ที่ x ≤ 0.05 ในขณะที่ x = 0.10 นั้นมีเฟสแปลกปลอมเกิดขึ้น จากนั้นตรวจสอบความหนาแน่นด้วยวิธีอาร์คิมีดีสพบว่าความหนาแน่นเพิ่มขึ้นจาก       4.28 g/cm³ (x = 0.00) เป็น 5.53 g/cm³ (x = 0.10) และตรวจสอบค่าความแข็งแบบวิกเกอร์ของเซรามิก พบว่าค่าความแข็งให้ค่าสูงสุด 4.80 GPa ที่ x = 0.05 จากนั้นมีค่าลดลงเหลือ 3.04 GPa ที่ x = 0.10 เนื่องจากการเกิดเฟสแปลกปลอมและความพรุนในโครงสร้างระดับจุลภาคจึงทำให้ขีดจำกัดการเติม BiFeO₃ อยู่ที่ x ≤ 0.05 เพื่อป้องกันการเกิดเฟสแปลกปลอมและความพรุนที่ลดทอนสมบัติเชิงกล เซรามิกที่ได้นี้จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์แปลงพลังงานจิ๋ว เซ็นเซอร์แรงกดจุลภาคและไมโครแอคทูเอเตอร์ที่ต้องการความทนทานสูงระดับจุลภาค