Διηλεκτρικός Χαρακτηρισμός Μιγμάτων Διοξειδίου Του Τιτανίου Και Τριοξειδίου Του Σαμαρίου

Abstract

Η εργασία αυτή ερευνά τις διηλεκτρικές ιδιότητες μιγμάτων κονίας διοξειδίου του τιτανίου (TiO2) και τριοξειδίου του σαμαρίου (Sm2Ο3) και της επίδρασης σε αυτές της κατεργασίας σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα υλικά που έχουν θερμανθεί σε θερμοκρασία μεγαλύτερη ή ίση των 1000oC χαρακτηρίζονται ως κεραμικά. Το φαινόμενο που εκδηλώνεται κατά τη θερμική επεξεργασία είναι η πυροσυσσωμάτωση κατά την οποία οι κόκκοι του υλικού ενώνονται με γειτονικούς τους και δημιουργούν μεγαλύτερους μειώνοντας τη συνολική επιφάνεια του υλικού χωρίς όμως να μεταβάλλεται η κρυσταλλική δομή του υλικού.Η μελέτη των οξειδίων βασίστηκε στην διηλεκτρική φασματοσκοπία, δηλαδή στην καταγραφή των διηλεκτρικών ιδιοτήτων του υλικού με την συχνότητα. Ο κρυσταλλικός χαρακτηρισμός των δειγμάτων έγινε με την μέθοδο της περίθλασης ακτίνων Χ (X-ray diffraction - XRD).Χρησιμοποιήθηκαν μίγματα των δύο οξειδίων σε διάφορες αναλογίες. Σε κάθε περίπτωση, οι κονίες μορφοποιήθηκαν με ισοστατική συμπίεση σε κυλινδρικά δισκία, τα οποία υπέστησαν στη συνέχεια θερμική κατεργασία.Τέλος, μετρήθηκαν με τη χρήση του ισοδύναμου παράλληλου κυκλώματος χωρητικότητας-αγωγιμότητας (Cp-G) η μιγαδική σχετική διηλεκτρική σταθερά κ*, που αποτελείται από το πραγματικό μέρος (κ΄: σχετική διηλεκτρική σταθερά ή επιτρεπτότητα) και το φανταστικό μέρος (κ΄΄), και η εφαπτομένη απωλειών (tanδ) στην περιοχή συχνοτήτων από 20 Hz έως 1MHz.Από τα πειραματικά δεδομένα προκύπτει ότι τα διηλεκτρικά χαρακτηριστικά μεταβάλλονται σημαντικά με τη συχνότητα. Αυτό οφείλεται στους μηχανισμούς πόλωσης που εξασθενούν με την αύξηση της συχνότητας και έτσι μειώνονται τα κ΄ και κ΄΄. Η αναλογία των δύο υλικών στο μίγμα και η θερμοκρασία επεξεργασίας είναι παράγοντες που επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τα διηλεκτρικά χαρακτηριστικά.